一种数字隔离的串并联电源控制系统技术方案

一种数字隔离的串并联电源控制系统，包含多个电源模组，每个模组通过数字隔离的方式与主控模块连接，实现高速隔离通信，主控模块将控制信息发送给每个模组，并接收每个模组的反馈信息，从而实现系统的串并联应用。该电源控制系统可用于电源模组的串并联，简化了传统模拟硬件设计的复杂度，并提高了系统的可靠性。

A digital isolated series parallel power control system

【技术实现步骤摘要】
一种数字隔离的串并联电源控制系统
本专利技术涉及电源控制领域，具体涉及一种数字隔离的串并联电源控制系统。
技术介绍
为了扩展电源输出电压、电流和功率，通常会采用电源串联、并联方式；而传统方案通常采用模拟方式来实现串并联，这种方式易受电路分布参数、共地电位、共模噪声等因素影响，控制信号容易受到干扰，共模抑制能力差，在实现高压隔离、高速控制的电源串并联应用场合可靠性低，容易出现失控炸机问题。数字隔离在电源中也非常普遍，例如对输出参考的隔离，一般CPU通过数字隔离器将数字信号发送给DAC，通过指令设置DAC输出电压；但这种方式一般只能传递一个信号，通常用在单个模组的电源上，在模组串联和并联应用上并无优势，因为串并联系统控制信号较为复杂，通过这种方式很难实现。
技术实现思路
本专利技术公开一种高速实时电源串并联系统，包含多个电源模组，每个模组通过数字隔离方式与主控模块连接，实现高速隔离通信，主控模块将控制信息发送给每个模组，并接收每个模组的反馈信息，从而实现系统的串并联应用。一种数字隔离的串并联电源控制系统，包括主控、多个数字隔离模块和多个电源模组；多个电源模组和主控之间通过数字隔离模块将数字控制信号隔离；每个电源模组均单独配设一个数字隔离模块；电源模组通过串联或并联形成受主控控制的电源系统。进一步地，主控为CPU、DSP或者FPGA，用于控制串并联的电源模组所组成的电源系统。进一步地，数字隔离模块通过隔离电路实现，采用光耦隔离、容隔离器隔离，磁隔离器隔离、光纤隔离或者变压器隔离等数字隔离手段。进一步地，主控和数字隔离模块之间，以及数字隔离模块和电源模组之间，在连接线路较长的情况下，采用差分方式传输以提高抗干扰能力。进一步地，电源模组的串联或者并联分为固定模式或者可调模式，固定模式下的输出端直接连接为串联或者并联，可调模式下通过开关切换为需要的连接模式。进一步地，电源模组接收主控的数据包含控制字段和CRC字段，控制字段可分为控制量和控制位，控制量为主控根据反馈信号和设定信号计算得出的控制量，用于控制电源模组，控制位包含控制信号，和需要高速被执行逻辑信号，以使电源发生故障后可同步关闭，或者实现模组电源间同步动作；CRC字段用于数据校验，避免数据错误导致控制异常。进一步地，主控接收电源模组的数据包含状态字段和CRC字段，状态字段包含电源模组自身电流信号以及状态信息，电流信号用于实现功能包括环路控制和测量，状态信息包括ON/OFF状态、ERR状态，用于高速告知主控电源模组的执行状态，以实现发生故障后同步关闭。本专利技术可用于电源模组的串并联，简化了传统模拟硬件设计的复杂度，并提高了系统的可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例中所述电源控制系统结构示意图。图2为本专利技术实施例中主控与电源模组之间数据传输示意图。图中，1-主控，2-数字隔离模块，3-电源模组，4-电源模组串联模式（实线），5-电源模组并联模式（虚线）。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。一种数字隔离的串并联电源控制系统，包括主控1、多个数字隔离模块2和多个电源模组3，多个电源模组3和主控1之间通过数字隔离模块2将数字控制信号隔离。数字隔离模块2通过隔离电路实现，采用光耦隔离、容隔离器隔离，磁隔离器隔离、光纤隔离或者变压器隔离等数字隔离手段，使用数字隔离可实现数据的高速通信，这为主控1控制电源模组3创造了高速响应可能，同时解决了模拟方式抗干扰差和不灵活问题。每个电源模组3均单独配设一个数字隔离模块2。电源模组3通过串联或并联形成受主控1控制的电源系统，其中串联模式如图1中实线部分所示，并联模式如图1中虚线部分所示。主控1为CPU、DSP或者FPGA，用于控制串并联的电源模组3所组成的电源系统。主控1和数字隔离模块2之间，以及数字隔离模块2和电源模组3之间，若连接线路较长，则采用差分方式传输以提高抗干扰能力。电源模组3的串联或者并联分为固定模式或者可调模式，若为固定模式，则输出端直接连接为串联或者并联，若为可调模式，则通过开关切换为需要的连接模式，如通过继电器进行切换。电源模组3接收主控1的数据包含控制字段和CRC字段，控制字段可分为控制量和控制位，控制量为主控1根据反馈信号和设定信号计算得出的控制量，用于控制电源模组3，控制位包含一些关键的控制信号，例如ON/OFF等，需要高速被执行逻辑信号，以使电源发生故障后可同步关闭，或者实现模组电源间同步动作；CRC字段用于数据校验，避免数据错误导致控制异常。主控1接收电源模组3的数据包含状态字段和CRC字段，状态字段包含电源模组3自身电流信号，以及关键的状态信息，电流信号用于环路控制、测量等功能，状态位例如ON/OFF状态、ERR状态，用于高速告知主控1电源模组3的执行状态，以实现发生故障后同步关闭。如图2所示的主控1和电源模组3之间传输的数据格式下，本电源控制系统可轻松实现各模组高速环路控制以及故障响应和同步。以上所述仅为本专利技术的较佳实施方式，本专利技术的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本专利技术所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字隔离的串并联电源控制系统，包括主控、多个数字隔离模块和多个电源模组，其特征在于：/n所述多个电源模组和主控之间通过数字隔离模块将数字控制信号隔离；所述每个电源模组均单独配设一个数字隔离模块；/n所述电源模组通过串联或并联形成受主控控制的电源系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字隔离的串并联电源控制系统，包括主控、多个数字隔离模块和多个电源模组，其特征在于：
所述多个电源模组和主控之间通过数字隔离模块将数字控制信号隔离；所述每个电源模组均单独配设一个数字隔离模块；
所述电源模组通过串联或并联形成受主控控制的电源系统。


2.根据权利要求1所述的一种数字隔离的串并联电源控制系统，其特征在于：所述主控为CPU、DSP或者FPGA，用于控制串并联的电源模组所组成的电源系统。


3.根据权利要求1所述的一种数字隔离的串并联电源控制系统，其特征在于：所述数字隔离模块通过隔离电路实现，采用光耦隔离、容隔离器隔离，磁隔离器隔离、光纤隔离或者变压器隔离等数字隔离手段。


4.根据权利要求1所述的一种数字隔离的串并联电源控制系统，其特征在于：主控和数字隔离模块之间，以及数字隔离模块和电源模组之间，在连接线路较长的情况下，采用差分方式传输以提高抗干扰能力。


5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马海波，邢威，
申请(专利权)人：艾德克斯电子南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32