一种由模块串联构成的可调恒流恒压电源系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种由模块串联构成的可调恒流恒压电源系统，包括多个输出侧相互隔离的电源模块，其中有一个为主模块，可以根据需要调节输出电流或者输出电压，并传递控制信号给其他从模块，从模块工作在恒压输出模式，输出的使能受主模块控制；多个模块的输出依次串联形成电源系统的输出；主模块的输出模式决定了电源系统的输出模式，当主模块为恒流输出模式时，电源系统输出恒流源，当主模块为恒压输出模式时，电源系统输出恒压源。电源系统输出恒压源。电源系统输出恒压源。

【技术实现步骤摘要】
一种由模块串联构成的可调恒流恒压电源系统


[0001]本技术涉及具有恒流恒压输出的电源系统，尤其涉及通过串联多个电源模块实现宽输出范围的恒流恒压电源系统。

技术介绍

[0002]具有恒流恒压输出能力的电源系统在电力电子的仪器仪表、充电机、电池的串联化成等场景有广泛的应用，典型的设计是通过调整开关电源脉冲宽度调制(PWM)的占空比来调整输出电压值，但是当输出的最高电压和最低电压的比值很大，比如超20倍以上时，太小的占空比输出或环路控制存在困难。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术不足，本技术公布了一种由模块串联构成的可调恒流恒压电源系统，其特征在于，包括N个输出侧相互隔离的电源模块，N为不小2的正整数，其中一个为具有恒流恒压输出功能的主模块，其他N
‑
1个为具有恒压输出功能的从模块，主模块通过信号线控制从模块的输出使能；N个模块的输出依次串联，电平最高端作为整个电源系统的输出正，电平最低端作为整个电源系统的输出负。主模块的输出模式决定电源系统的输出模式，当主模块为恒流输出模式时，电源系统输出恒流源，当主模块为恒压输出模式时，电源系统输出恒压源。
[0004]主模块对从模块的控制，可以通过模拟信号来实现，也可以通过隔离的通信接口来实现，所述通信接口包括以RS485、RS232、UART 、CAN、IIC、SPI接口其中一种或一种以上。
[0005]从模块根据收到的控制信号来控制输出，可以将输出一个固定的电压，也可以禁止输出，还可以将输出短路。
附图说明r/>[0006]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0007]图1为本技术的实施的功能方框图。
具体实施方式
[0008]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
[0009]请参阅图1，本技术公开了一种由模块串联构成的可调恒流恒压电源系统，包括N个具输出侧相互隔离的电源模块，N 为不小2的正整数，其中有一个为主模块10，可以根据需要调节输出电流或者输出电压，并输出控制信号逐个控制其他N
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1个从模块20，每个从模块20根据收到的控制信号来使能输出，可以将输出一个固定的电压，也可以禁止输出，还可以将输出短路；N个模块的输出依次串联，电平最高端作为整个电源系统的输出正30，电
平最低端作为整个电源系统的输出负40；主模块10的输出模式决定了电源系统的输出模式，当主模块10为恒流输出模式时，电源系统输出恒流源，当主模块10为恒压输出模式时，电源系统输出恒压源。
[0010]所有的模块之间通过信号线50连接在一起，模块之间的通信，可以通过模拟信号来实现，也可以通过隔离的通信接口来实现，所述通信接口包括以RS485、RS232、UART 、CAN、IIC、SPI接口其中一种或一种以上。
[0011]本实际案例是为了实现一个具有恒流恒压输出功能的充电机，它的输出电压是0到500VDC之间可调，输出电流是0到100A可调，被充电池包的容许的最高电压为480VDC；本案例采用了10个硬件相同的电源模块串联组建，每一个模块都具有恒流输出100A，恒压输出50VDC的能力。选择其中一个模块作为主模块，其他9个模块作为从模块；各个模块之间通过隔离的RS485母线连接在一起。
[0012]当充电机从0V（新组装的电池的端电压是0V）开始以恒流100A开始给一个高压电池包充电时，主模块先控制9个从模块输出为短路（可通过持续导通从模块输出的同步整流管来实现），主模块开始输出恒流100A给电池包充电，当主模块检测到电池包的电压上升到近50V时，主模块发送指令，唤醒第一个从模块，该从模块的输出电压上升，因为电池包两端的电压不会突变，主模块的输出电压会下降，直到从模块的输出电压稳定在它的额定输出电压；随着电池电压在充电过程持续升高，主模块可以依次唤醒各个从模块。
[0013]当电源系统的输出电压升高480VDC，电池包需要进入恒压充电模式时，主模块切换到以恒定电池包两端电压为480VDC的恒压控制模式，也就是电源系统切换到恒压输出。
[0014]上述的从控制模块的输出电流的能力，或者过其过流保护点的设定，要大于主模块的电流输出值，因而在整个串联回路的输出电流就由主控制模块控制。
[0015]实施本技术实现的宽输出范围的恒流恒压电源系统，具有以下有益的技术效果：
[0016] 各个模块的输出电压范围可以比较低， 输出功率可以比较小，降低了设计难度。
[0017]不同个数和规格的子模块可以搭建出不同输出电压范围的恒流恒压电源系统，具有很强的扩展性。
[0018]尽管上面已经通过对本公开的具体实施方式的描述对本公开进行了披露，但是，应该理解，本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本公开的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本公开的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由模块串联构成的可调恒流恒压电源系统，其特征在于，包括N个输出侧相互隔离的电源模块，N为不小2的正整数，其中一个为具有恒流恒压输出功能的主模块，其他N
‑
1个为具有恒压输出功能的从模块，主模块通过信号线控制从模块的输出使能；N个模块的输出依次串联，电平最高端作为整个电源系统的输出正，电平最低端作为整个电源系统的输出负。2.根据权利要求1所述一种由模块串联构成的可调恒流恒压电源系统，其特征在于，主模块的输出模式决定电源系统的输出模式，当主模块为恒流输出模式时，电源系统输出恒流源，当主模块为恒压输出模式时，电源系统输出恒压源。3.根据权利要求1所述一种由模块串联构成的可调恒流恒压电源系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘青峰，
申请(专利权)人：深圳市超达投资合伙企业有限合伙，
类型：新型
国别省市：