【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于总线仲裁机制的最大电流自动均流数字总线系统及方法。
技术介绍
1、大容量电源可以通过多个独立小容量单元化电源模块经过组合构成，这种设计可明显提高电源系统的可扩展性、可维护性和容错性。实际应用中，采用将各输出电压标称一致的电源模块的最终输出并联在一起，从而实现电源容量的扩展。由于各电源模块间存在输出电压测量偏差，以及其他工作环境的差别，并联后可能出现各电源模块负载和发热情况不一致，且差别明显的情况。极端情况下，甚至会出现部分电源模块不输出功率，而部分电源模块过载运行的恶劣情形。因此，多电源模块并联时，需要解决各电源模块输出功率均衡的问题。由于各电源模块输出相互并联且输出电压相同，输出功率的均衡就等价于输出电流的均衡，也就是要解决并联电源系统中各电源模块间均流的问题。
2、现有技术中，解决单元模块间均流的方案有很多，其中使用均流母线的自动均流法，因其控制结构相对简单，均流特性较好，被较多采用。自动均流法主要有平均电流法和最大电流法两类：平均电流法中，各模块按并联后的电源总输出电流除以模块个数的平均电流值作为各模块输出电流的控制目标，均流目标简单明了。但是，当任一个电源模块退出工作时，各个模块得到的均流目标值不再合理，因此更适用于系统结构组成固定的电源系统。而最大电流自动均流法，以所有模块输出电流中的最大值为均流目标值，与并联的模块个数没有关联，克服了这个缺点，均流效果较好。
3、均流母线主要分模拟和数字两种，对于电磁环境恶劣的电源系统内部，模拟均流总线存在易受到干扰、可扩展性差、电气隔离成本
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供基于总线仲裁机制的最大电流自动均流数字总线系统及方法，可大大提高均流总线上最大电流数据取得的速度，且各个电源模块不需要针对均流配置id号或地址，有效提高电源系统的可扩展性。
2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、基于总线仲裁机制的最大电流自动均流数字总线系统，包括与各并联电源模块连接的数字均流总线，所述数字均流总线上设置有线或逻辑模块且数字均流总线分别通过各接口模块与电源模块连接：
4、所述接口模块包括发送出口单元、串行移位输出单元、串行移位输入单元和仲裁管理单元：
5、所述串行移位输入单元用于按照约定的波特率从高位到低位顺序移入数字均流总线上传送的数据至对应的电源模块数字控制中心；
6、所述串行移位输出单元用于将本机对应的电源模块的电流值按照约定的波特率从高位到低位顺序向发送出口单元和仲裁管理单元传递；
7、所述仲裁管理单元在侦测到数字均流总线上有有效的起始位后，将本机对应的电源模块电流值加载到串行移位输出单元，并在约定的时间后开启发送出口单元，发送本机对应的电源模块电流值；同时，当侦测到数字均流总线数据与本机发送的数据不一致时，关闭发送出口单元；
8、各发送出口单元均通过线或逻辑模块与数字均流总线相连，数字均流总线的数据呈现为各发送出口单元数据的线或逻辑结果。
9、优选，数字均流总线采用异步串行通讯方式，其通讯数据帧结构为：起始位+数据位+校验位，其中，数据位采用高位在前、低位在后的顺序，所述起始位用于通知所有电源模块进入发送状态。
10、优选，在数字均流总线空闲时，仲裁管理单元可主动发起通讯。
11、对应的，基于总线仲裁机制的最大电流自动均流方法，包括：
12、当各个电源模块的仲裁管理单元侦测到数字均流总线上有有效的起始位后，立刻将本机对应的电源模块的电流值装载到串行移位输出单元，并在约定的时间后开始通过线或逻辑模块向数字均流总线发送数据；
13、数字均流总线数据为各发送单元数据线或运算结果；
14、各电源模块的仲裁管理单元在侦测到数字均流总线数据与本机发送的数据不一致时，关闭发送出口单元直到下一轮通讯，同时串行移位输入单元同步移入数字均流总线上的数据至本机对应的电源模块数字控制中心；
15、各电源模块数字控制中心根据接收到的完整数据进行最大电流均流控制。
16、优选，当数字均流总线空闲时，每个电源模块都可发起通讯，发起通讯的电源模块首先发送起始位表示新的一轮总线通讯开始。
17、本专利技术的有益效果是：
18、第一、采用本专利技术的均流总线系统，完整接收到的数据就是所有电源模块的输出电流最大值，可以直接提供给本机对应的电源模块数字控制中心用于最大电流均流控制，从而实现了所有电源模块并行发送电流数据和获取最大电流值同时完成，其取得最大电流值所消耗的时间是固定不变的，与系统中电源模块数量无关，可帮助降低单个电源模块内均流环控制参数整定的复杂性。同时，由于响应速度的提高，并联电源的应用领域也可以得到进一步扩展。
19、第二、采用本专利技术的均流数字总线，可大大提高均流总线上最大电流数据取得的速度，既兼顾了模拟量均流总线的响应时间，也克服了模拟量均流总线容易被干扰的缺点。同时，也克服了基于通用数字通讯均流母线随着并联模块数量增多，均流响应时间增加的缺点。
20、第三、本专利技术的均流总线上的各个模块不需要针对均流配置id号或地址，有效提高电源系统的可扩展性，可以按需求增加并联模块的个数，尤其大容量电源设计可通过调整并联模块电源的数量，来满足各种容量等级的电源需求。
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1.基于总线仲裁机制的最大电流自动均流数字总线系统，包括与各并联电源模块连接的数字均流总线，其特征在于，所述数字均流总线上设置有线或逻辑模块且数字均流总线分别通过各接口模块与电源模块连接：
2.根据权利要求1所述的基于总线仲裁机制的最大电流自动均流数字总线系统，其特征在于，数字均流总线采用异步串行通讯方式，其通讯数据帧结构为：起始位+数据位+校验位，其中，数据位采用高位在前、低位在后的顺序，所述起始位用于通知所有电源模块进入发送状态。
3.根据权利要求1所述的基于总线仲裁机制的最大电流自动均流数字总线系统，其特征在于，在数字均流总线空闲时，仲裁管理单元可主动发起通讯。
4.基于总线仲裁机制的最大电流自动均流方法，其特征在于，包括：
5.根据权利也4所述的基于总线仲裁机制的最大电流自动均流方法，其特征在于，当数字均流总线空闲时，每个电源模块都可发起通讯，发起通讯的电源模块首先发送起始位表示新的一轮总线通讯开始。
【技术特征摘要】
1.基于总线仲裁机制的最大电流自动均流数字总线系统，包括与各并联电源模块连接的数字均流总线，其特征在于，所述数字均流总线上设置有线或逻辑模块且数字均流总线分别通过各接口模块与电源模块连接：
2.根据权利要求1所述的基于总线仲裁机制的最大电流自动均流数字总线系统，其特征在于，数字均流总线采用异步串行通讯方式，其通讯数据帧结构为：起始位+数据位+校验位，其中，数据位采用高位在前、低位在后的顺序，所述起始位用于通知所有电源模...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋冬青，吕茗，韩军，
申请(专利权)人：南京瀚源电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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