[发明专利]一种并联系统均衡控制偏差量获取电路

说明书

本发明提供一种并联系统均衡控制偏差量获取电路，包括：PWM调制模块、二极管D、电阻R、异或门，本发明无需通信总线即可实现并联系统最大值均衡控制的偏差量获取，具有结构简单，实用性好；本发明将偏差量Δysubgt;i/subgt;(t)＝ysubgt;max/subgt;(t)‑ysubgt;i/subgt;(t)转换为两路导通时间分别为和的PWM信号的导通时间差值并通过捕获计算出偏差量Δysubgt;i/subgt;(t)。该方案避免了模拟信号受高频开关信号的干扰及模块采样端口到采样点之间的阻抗不同导致基准值偏差问题；能在电源模块出现故障导致没有输出时，对系统其他模块偏差量的获取不产生影响；采用通信总线方式实现均功率控制方案在电源模块出现故障时，系统需通过复杂的通信算法确定故障模块，确保系统正常工作。

技术领域

本发明涉及一种并联系统均衡控制偏差量获取电路，用于获取系统均衡控制的偏差量，适用于采用最大值为基准的并联系统均衡控制领域，例如开关电源并联供电时最大值均流控制，LED并联运行时最大值均流控制等场合。

背景技术

在许多工业场合，为满足负载大范围变化、冗余性能和可靠性能等指标要求，往往需要对模块进行并联连接，形成并联系统，从而提高系统带负载能力和可靠性及冗余性的性能指标。这是基于并联系统为多模块并联输出结构，具备兼容性强、可N+m冗余备份、可靠性强、性价比高、设计难度较低、易于管理等一系列优势，成为解决系统设计的首选方案之一。但是，这样的并联系统都会存在一个非常普遍的问题——即输出量均衡控制的问题。

由于各个并联模块特性不可能完全一致，因而导致并联系统各个模块的输出负荷不平衡。极端情况下，长期处于超负荷的模块其寿命会大大降低，并容易引起故障，从而使得并联系统可靠性和寿命急剧降低,因而必须对并联系统输出进行均衡控制。而要实现输出量均衡控制，其均衡控制偏差量的获取是前提条件。

技术上，并联系统输出均衡控制技术主要有以并联系统所有模块输出量的平均值为基准的均衡控制方法(平均值均衡控制方案)和以并联系统所有模块输出量中最大值为基准的均衡控制方法(最大值均衡控制方案)。不论采用哪种均衡控制方案，其均衡控制偏差量获取实现方式上主要有：依靠通信总线获取均衡控制偏差量和无通信总线获取均衡控制偏差量。平均值均衡控制偏差量主要有两种获取方式：⑴系统中每个模块依靠通信总线获取其他模块的输出量，计算系统输出量的平均值和自身输出值与平均值的差值，从而获取均衡控制偏差量；⑵系统中每个模块采样并联系统输出量平均值电路上的电压和自身输出量，获得均衡控制偏差量。最大值均衡控制偏差量主要有两种获取方式：⑴系统中每个模块依靠通信总线获取其他模块的输出量，计算系统输出量的最大值和自身输出值与最大值的差值，从而获取均衡控制偏差量；⑵系统中每个模块采样并联系统输出量最大值电路上的电压和自身输出量，获得均衡控制偏差量。

采用通信总线获取均衡控制偏差量主要有以下不足：⑴需要通信模块和相关接口电路，增加系统硬件电路复杂性和成本；⑵需要设计专用的通信协议处理数据，增加系统软件开发难度和降低了系统的响应速度。采用专用模拟电路获取均衡控制偏差量主要有以下不足：⑴由于系统分布原因，模块采样端口到采样点之间的阻抗不同，从而得到的基准值存在偏差；⑵由于基准值是通过模拟电路获得的，因而其容易受到大功率、高频信号的干扰。为解决干扰问题，往往需要增加高阶低通滤波电路，这又会导致系统响应速度过慢的问题。

因而，现有的并联系统均衡控制偏差量的获取方法，要么电路结构复杂，要么需要通信总线组网和复杂的算法，要么两者皆有，其在硬件电路规模、软件程序复杂性等方面的缺陷均比较突出。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供了一种结构简单、实用性好、抗干扰能力强的并联系统均衡控制偏差量获取电路，可实现并联系统最大值均衡控制的偏差量获取。

本发明提供一种并联系统均衡控制偏差量获取电路，其包括：

PWM调制模块，将控制模块输出信号y_i(t)调制为周期为T，导通时间为的PWM信号