CN111464001A - 减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法及系统。其中，多个非隔离模块的输入端和输出端分别并联，每一非隔离模块包括依次电性相连的第一级变流器、母线电容以及第二级变流器，其中，对每一非隔离模块，该方法包括：将反映非隔离模块的输入功率的第一信号与一参考值相比较，得到一比较结果；根据比较结果调整非隔离模块的母线电容的电压，当比较结果为第一信号大于参考值时，减小非隔离模块的母线电容的电压，当比较结果为第一信号小于参考值时，增大非隔离模块的母线电容的电压。本发明根据第一信号与参考值的比较结果，可对非隔离模块中母线电容的母线电压进行调节，从而可消除并联运行的多个非隔离模块之间的输入环流。

Description

减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法及系统
技术领域
本发明是关于一种减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法及系统。
背景技术
在数字电源控制中，二级架构的非隔离模块相比二级的隔离模块具有高效高功率密度的优点，但是当模块的输入和输出分别并联在一起工作时，模块间很容易出现输入环流，从而会引起某些模块的输入电流过大触发限流，造成系统总输出功率达不到额定值，严重者甚至会出现某些模块因输入电流过大而损坏。
比如，对于二级架构的AC/DC非隔离模块，在并联运行时，并联模块间即会由于母线电压的压差而产生输入环流。对于三相输入和单相输入而言，其产生输入环流的原理相同，因此以下仅以单相输入(如图1所示)为例对此进行分析。
如图1所示，其中两个AC/DC非隔离模块M_A和M_B均是采用二级架构，即每一模块中均包括有依次电性相连的第一级变流器、母线电容及第二级变流器，且工作时该两个模块M_A和M_B的输入端是并联连接，输出端也是并联连接。
但由于器件的差异和采样环节的误差，可能会导致该两个模块M_A和M_B中第一级变流器后的母线电压(即母线电容E-cap_A和E-cap_B两端的电压)不同。例如，假设模块M_A中A路的母线电压Vbus_A高于模块M_B中B路的母线电压Vbus_B，则此时A路会提供能量给B路，从而导致两路间产生输入环流。图1中所示即为单相输入的L线处于正半周时，此时A路的输入电流I_L_A除了给A路供电外(即流入母线电容E-cap_A)，同时还给B路供电(即通过第二级变流器给母线电容E-cap_B充电)，最终通过电流I_N_A和I_N_B从N线流回。这样，A路流入的输入电流I_L_A会大于从B路流入的输入电流I_L_B，输入环流严重时可能会导致输入电流I_L_B等于0，此时会导致所有输出功率均由A路提供，从而总的输出功率就是由模块M_A提供，而不是并联的模块M_A和M_B的功率之和。因此，此输入环流的存在除了导致总输出功率大大降低外，长时间工作还有可能导致模块M_A过热损坏。
因此，迫切需要一种可以有效减小或消除并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法和系统。
发明内容
有鉴于此，本发明的一目的在于提供一种减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法和系统，可以有效减少或消除并联运行的多个非隔离模块的输入环流。
为了实现上述目的，本发明提供了一种减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法，其中，所述多个非隔离模块的输入端和输出端分别并联，每一所述非隔离模块包括依次电性相连的第一级变流器、母线电容以及第二级变流器，其特点在于，对每一所述非隔离模块，该方法包括：
将反映所述非隔离模块的输入功率的第一信号与一参考值相比较，得到一比较结果；
根据所述比较结果调整所述非隔离模块的所述母线电容的电压，其中，当所述比较结果为所述第一信号大于所述参考值时，减小所述非隔离模块的所述母线电容的电压，当所述比较结果为所述第一信号小于所述参考值时，增大所述非隔离模块的所述母线电容的电压。
在本发明的一或多个实施例中，该方法还包括：
采样所述非隔离模块的输入电流和输入电压，根据所述输入电流和所述输入电压的采样值计算所述第一信号；
其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的输出功率的平均值或所述多个非隔离模块的所述输入功率的平均值。
在本发明的一或多个实施例中，该方法还包括：
采样所述非隔离模块的输入电流，根据所述输入电流的采样值计算所述第一信号；
其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的所述输入电流的平均值。
在本发明的一或多个实施例中，该方法还包括：
采样所述非隔离模块的所述第一级变流器的输出电流和所述母线电容的电容电压，根据所述输出电流和所述电容电压的采样值计算所述第一信号；
其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的所述第一级变流器的输出功率的平均值。
在本发明的一或多个实施例中，所述非隔离模块的所述第一级变流器包含第一功率开关，根据所述比较结果调整所述非隔离模块的所述母线电容的电压的步骤还包括：
根据所述第一信号与所述参考值相减所得到的差值调整所述第一功率开关的导通时间。
在本发明的一或多个实施例中，根据所述第一信号与所述参考值相减所得到的差值调整所述第一功率开关的导通时间的步骤包括：
将所述差值与一给定电压值相叠加，得到调整电压；
采样所述非隔离模块的所述母线电容的电容电压；
比较所述电容电压的采样值与所述调整电压，以控制所述第一功率开关管的导通时间。
在本发明的一或多个实施例中，每一所述非隔离模块中的所述第一级变流器和所述母线电容构成boost电路，所述母线电容并联于所述第一级变流器的输出端，且所述第一级变流器包含第一电感、第一二极管和所述第一功率开关。
在本发明的一或多个实施例中，每一所述非隔离模块中的所述第二级变流器为buck电路，所述buck电路的输入端和所述第一级变流器的所述输出端串联，且所述buck电路包含第二电感、第二功率开关和第二二极管。
在本发明的一或多个实施例中，每一所述非隔离模块还包括一整流电路，所述整流电路的输入端与所述非隔离模块的输入端串联，所述整流电路的输出端和所述第一级变流器的输入端串联。
在本发明的一或多个实施例中，所述多个非隔离模块是交错并联运行。
在本发明的一或多个实施例中，所述第一级变流器的输入端直接连接至所述非隔离模块的输入端。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的系统，其中，所述多个非隔离模块的输入端和输出端分别并联，每一所述非隔离模块包括电性相连的第一级变流器、母线电容及第二级变流器，其特点在于，该系统包括：
比较单元，用于将反映所述非隔离模块的输入功率的第一信号与一参考值相比较，得到一比较结果；
控制单元，与所述比较单元相连，用于根据所述比较结果调整所述非隔离模块的所述母线电容的电压，其中，当所述比较结果为所述第一信号大于所述参考值时，减小所述非隔离模块的所述母线电容的电压，当所述比较结果为所述第一信号小于所述参考值时，增大所述非隔离模块的所述母线电容的电压。
在本发明的一或多个实施例中，该系统还包括：
采样单元，用于采样所述非隔离模块的输入电流和输入电压；
其中，所述比较单元与所述采样单元相连，并根据所述输入电流和所述输入电压的采样值计算所述第一信号，比较所述第一信号与所述参考值以得到所述比较结果；
其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的输出功率的平均值或所述多个非隔离模块的输入功率的平均值。
在本发明的一或多个实施例中，该系统还包括：
采样单元，用于采样所述非隔离模块的输入电流；
其中，所述比较单元与所述采样单元相连，并根据所述输入电流的采样值计算所述第一信号，比较所述第一信号与所述参考值以得到所述比较结果；
其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的所述输入电流的平均值。
在本发明的一或多个实施例中，该系统还包括：
采样单元，用于采样所述非隔离模块的所述第一级变流器的输出电流和所述母线电容的电容电压；
其中，所述比较单元与所述采样单元相连，并根据所述输入电流和所述输入电压的采样值计算所述第一信号，比较所述第一信号和所述参考值以得到所述比较结果；
其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的所述第一级变流器的输出功率的平均值。
在本发明的一或多个实施例中，所述非隔离模块的所述第一级变流器包含第一功率开关，所述比较单元是将所述第一信号与所述参考值相减以得到一差值，其中所述控制单元在根据所述比较结果调整所述非隔离模块的所述母线电容的电压时还包括：
根据所述差值调整所述第一功率开关的导通时间。
在本发明的一或多个实施例中，所述控制单元在根据所述差值调整所述第一功率开关的导通时间时包括：
将所述差值与一给定电压值相叠加，得到调整电压；
获得所述非隔离模块的所述母线电容的电容电压的采样值；
比较所述电容电压的采样值与所述调整电压，以控制所述第一功率开关管的导通时间。
在本发明的一或多个实施例中，每一所述非隔离模块中的所述第一级变流器和所述母线电容构成boost电路，所述母线电容并联于所述第一级变流器的输出端，且所述第一级变流器包含第一电感、第一二极管和所述第一功率开关。
在本发明的一或多个实施例中，每一所述非隔离模块中的所述第二级变流器为buck电路，所述buck电路的输入端和所述第一级变流器的所述输出端串联，且所述buck电路包含第二电感、第二功率开关和第二二极管。
在本发明的一或多个实施例中，每一所述非隔离模块还包括一整流电路，所述整流电路的输入端与所述非隔离模块的输入端串联，所述整流电路的输出端和所述第一级变流器的输入端串联。
在本发明的一或多个实施例中，所述多个非隔离模块是交错并联运行。
在本发明的一或多个实施例中，所述第一级变流器的输入端直接连接至所述非隔离模块的输入端。
在本发明的一或多个实施例中，所述系统还包含一参考值计算单元，所述参考值计算单元与所述采样单元及所述比较单元相连，用于计算所述参考值并将其输出至所述比较单元。
在本发明的一或多个实施例中，每一所述非隔离模块中均包含有所述采样单元、所述比较单元以及所述控制单元，所述参考值计算单元是分别与每一所述非隔离模块中的所述采样单元和所述比较单元相连。
本发明的减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法和系统，通过检测模块的反映所述非隔离模块的输入功率的第一信号，并将所述第一信号与一参考值进行比较，以得到一比较结果，从而可根据相应的比较结果对母线电容的电压进行相应的调节，例如增大或减小所述母线电容的电压，从而可以有效减少或消除输入环流。
以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本发明的技术方案提供更进一步的解释。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1为应用于单相输入的二级架构非隔离模块的电路结构示意图，其中在采用现有的控制方案时在A路和B路之间会产生输入环流；
图2为采用本发明的方法应用于单相输入的二级架构非隔离模块的电路结构示意图；
图3为本发明的减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法的示意图；
图4为采用本发明的方法应用于三相输入的二级架构非隔离模块的电路拓扑结构示意图；
图5为采用本发明的方法应用于直流输入的二级架构非隔离模块的电路拓扑结构示意图；
图6示出了利用本发明的减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的系统来进行采样和控制的一较佳的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的叙述更佳详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的组件。另一方面，众所周知的组件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
并且，本文中当某一元件“连接”、“耦接”或“设置”于另一元件，可指所述元件是直接连接、直接耦接或直接设置于另一元件，亦可指某一元件是间接连接、间接耦接或间接设置于另一元件，意即，有其他元件介于所述元件及另一元件之间。而当有明示某一元件是“直接连接”、“直接耦接”或“直接设置”于另一元件时，才表示没有其他元件介于所述元件及另一元件之间。而第一、第二、第三等用语只是用来描述不同元件，而对元件本身并无限制，因此，第一元件亦可改称为第二元件。
下面将结合图2～图6，详细说明本发明的减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法及系统结构。
图2示出了采用本发明的方法应用于单相输入的二级架构非隔离模块的电路拓扑结构。其中，该二级架构非隔离模块可包括并联运行的多个非隔离模块，所述多个非隔离模块的输入端和输出端是分别并联。如图2所示，其示出了并联运行的两个非隔离模块M_A和M_B，且所述两个非隔离模块M_A和M_B的输入端是分别耦接至单相电源侧，单相电源侧包含端子L线和N线，其输出端分别耦接至负载侧，负载侧包括端子Vo+和Vo-。并且，每一非隔离模块中均包括有依次电性相连的第一级变流器、母线电容(例如E-cap_A和E-cap_B)、以及第二级变流器。虽然图2中仅示出了两个并联运行的非隔离模块，但可以理解的是，在其它实施例中，所述多个非隔离模块的数量也可以为其它数量，这些并不作为对发明的限制。
如图3所示，在本发明中，对每一非隔离模块，例如图2中的非隔离模块M_A和M_B，本发明的减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法主要包括：步骤31，将反映非隔离模块的输入功率的第一信号与一参考值相比较，得到一比较结果；以及步骤32，根据比较结果调整非隔离模块的母线电容的电压，其中，当比较结果为第一信号大于参考值时，减小非隔离模块的母线电容的电压，当比较结果为第一信号小于参考值时，增大非隔离模块的母线电容的电压。在一较佳的实施例中，可以将第一信号与参考值相减(即用第一信号减去参考值)得到第一差值，当第一差值大于零时可减小母线电容的电压，当第一差值小于零时可增大母线电容的电压。在另一较佳的实施例中，也可以用参考值减去第一信号以得到第二差值，此时，当第二差值大于零时(表示第一信号小于参考值)可增加母线电容的电压，当第二差值小于零时(表示第一信号大于参考值)可减小母线电容的电压。当然，在其它实施例中，还可以采用其它的比较方法得到所述比较结果，这些并不作为对本发明的限制。
在本发明的一较佳实施例中，在步骤31中，可以通过采样非隔离模块的第一级变流器的输入电流和输入电压，并根据所述输入电流和输入电压的采样值来计算第一信号。其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的输出功率的平均值或所述多个非隔离模块的输入功率的平均值，例如可直接采用输出功率或输入功率的平均值作为参考值，也可以采用输出功率或输入功率的比值作为参考值，这些并不作为对本发明的限制。
在本发明的另一较佳实施例中，在步骤31中，也可以通过采样非隔离模块的输入电流，并根据所述输入电流的采样值来计算所述第一信号；其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的输入电流的平均值，例如可直接采用输入电流的平均值作为参考值，也可以采用输入电流的比值作为参考值，这些并不作为对本发明的限制。
在本发明的又一较佳实施例中，在步骤31中，还可以通过采样非隔离模块的第一级变流器的输出电流和母线电容的电容电压，并根据所述输出电流和所述电容电压的采样值来计算第一信号。其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的第一级变流器的输出功率的平均值，例如可直接采用输出功率的平均值作为参考值，也可以采用输出功率的比值作为参考值，这些并不作为对本发明的限制。
请继续结合参考图2，对于图2所示的电路拓扑结构，本发明较佳地可以通过上述多个采样方法来进行采样，以分别检测出反映非隔离模块M_A和M_B的输入功率的第一信号，并通过将该第一信号与一参考值相比较，即可以得到对应的比较结果，例如第一差值；而根据所述第一差值即可以调整对应的非隔离模块M_A和M_B中的母线电容E-cap_A和E-cap_B的电压，从而即可实现输入环流的减小或消除。举例而言，当由于非隔离模块M_A中的母线电容E-cap_A的电压Vbus_A比非隔离模块M_B中的母线电容E-cap_B的电压Vbus_B高而导致两个非隔离模块M_A和M_B的输入端有输入环流产生(例如图1所示)时，此时可以将输入功率大的非隔离模块M_A的母线电容E-cap_A的电压Vbus_A向低调节，同时将输入功率小的非隔离模块M_B的母线电容E-cap_B的电压Vbus_B向高调节，如此即可逐步使每个非隔离模块M_A和M_B中的第一级变流器只给各自的后级供电。如图2所示，A路的输入电流I_L_A可只给A路供电，流入母线电容E-cap_A同时供给非隔离模块M_A的第二级变流器即输出电流I_out_A，并通过电流I_N_A流回N线；而B路的输入电流I_L_B可只给B路供电，流入母线电容E-cap_B同时供给非隔离模块M_B的第二级变流器即输出电流I_out_B，并通过电流I_N_B流回N线。因此，经采用本发明的方法，可有效减小或消除并联的非隔离模块M_A和M_B的输入环流。反之，当母线电容E-cap_A的电压Vbus_A比母线电容E-cap_B的电压Vbus_B低时，则可以通过将母线电容E-cap_A的电压Vbus_A向高调节，同时将母线电容E-cap_B的电压Vbus_B向低调节，以减小或消除并联的非隔离模块M_A和M_B的输入环流。
较佳地，在本发明中，每一非隔离模块还可包括有一整流电路，例如在图2中，非隔离模块M_A可包括有整流电路_A，而非隔离模块M_B可包括有整流电路_B，且整流电路_A、整流电路_B的输入端是分别与非隔离模块M_A、非隔离模块M_B的输入端串联，整流电路_A、整流电路_B的输出端是分别与非隔离模块M_A、非隔离模块M_B中的第一级变流器的输入端串联。整流电路_A和整流电路_B例如可为二极管组成的全桥电路，但本发明不以此为限。在本发明的一较佳实施例中，还可以通过采样非隔离模块的输入电流和输入电压，并根据所述输入电流和所述输入电压的采样值来计算第一信号；其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的输出功率的平均值或所述多个非隔离模块的输入功率的平均值，例如可直接采用输出功率或输入功率的平均值作为参考值，也可以采用输出功率或输入功率的比值作为参考值，这些并不作为对本发明的限制。
本发明的减少非隔离模块的输入环流的方法也可以应用于三相输入的二级架构非隔离模块的电路拓扑结构。如图4所示，即示出了一个具体的三相输入的实施例，其中，两个非隔离模块M_A和M_B的输入端是分别耦接至三相电源侧，即端子L1线、L2线和L3线，其输出端是耦接至负载侧，其负载侧包含端子Vo+和Vo-。进一步地，在图4所示的实施例中，非隔离模块M_A、M_B中对应的第一级变流器和对应的母线电容E-cap_A、E-cap_B分别构成了一boost电路，其中对应的母线电容E-cap_A、E-cap_B是并联于对应的第一级变流器的输出端，且对应的第一级变流器均包含有第一电感、第一二极管和第一功率开关。而非隔离模块M_A、M_B中对应的第二级变流器可为一buck电路，所述buck电路的输入端和对应的第一级变流器的输出端串联，且所述buck电路均包含有第二电感、第二功率开关和第二二极管。
例如，在图4中，对应于非隔离模块M_A的A路中的boost电路的器件包含电感L_A1、开关管QA_1、二极管D_A1、以及母线电容E-cap_A；而A路中的buck电路的器件包含开关管QA_2、电感L_A2、以及二极管D_A2。对应于非隔离模块M_B的B路中的boost电路的器件包含电感L_B1、开关管QB_1、二极管D_B1、以及母线电容E-cap_B；而B路中buck电路的器件包含开关管QB_2、电感L_B2、以及二极管D_B2。
以L1线的电压最高，L3线的电压最低时的电流为例，加入A路的母线电压Vbus_A(即母线电容E-cap_A上的电压)高于B路上的母线电压Vbus_B(即母线电容E-cap_B上的电压)，则会出现A路的输入功率大于B路的输入功率，这时可通过将A路的母线电压Vbus_A下调(即向低调节)，以及将B路的母线电压Vbus_B上调(即向高调节)，如此即可使A路、B路中的第一级变流器各自只给自己的后级供电。如图4所示，A路的输入电流I_L1_A可只给A路供电，流入母线电容E-cap_A同时供给非隔离模块M_A的第二级变流器即输出电流I_out_A，并通过电流I_L3_A流回L3线；而B路的输入电流I_L1_B可只给B路供电，流入母线电容E-cap_B同时供给非隔离模块M_B的第二级变流器即输出电流I_out_B，并通过电流I_L3_B流回L3线。因此，经采用本发明的方法，可有效减小或消除并联的非隔离模块M_A和M_B的输入环流。
在本发明中，对于包含有第一功率开关的第一级变流器的实施例，在根据比较结果调整非隔离模块的母线电容的电压时还可包括：根据第一信号与参考值相减所得的第一差值调整第一功率开关的导通时间。例如，可先将所述第一差值与一给定电压值相叠加，以得到一调整电压；接着，采样非隔离模块的母线电容的电容电压；最后，比较所述电容电压的采样值与所述调整电压，以控制第一功率开关管的导通时间。其中，给定电压值是反映母线电容的电压期望值。在本发明的一示例性实施例中，第一级变流器可采用双环控制方式，即外环为电压闭环，内环为电流闭环，则本公开的调整电压可作为电压闭环参考值。
本发明的减少非隔离模块的输入环流的方法同样也适合直流输入的场合，如图5所示，即示出了应用于直流输入的二级架构非隔离模块的电路拓扑结构，与图2和图4所示的实施例不同的是，图5中的两个非隔离模块M_A和M_B的输入端是分别耦接至直流输入L+和L-，此时可以省略整流电路，即非隔离模块M_A、非隔离模块M_B中的第一级变流器的输入端可分别直接连接至非隔离模块M_A、非隔离模块M_B的输入端。由图5可见，当A路、B路中的第一级变流器各自只给自己的后级供电时，A路的输入电流I_L+_A可只给A路供电，流入母线电容E-cap_A同时供给非隔离模块M_A的第二级变流器即输出电流I_out_A，并通过电流I_L-_A流回L-线；而B路的输入电流I_L+_B可只给B路供电，流入母线电容E-cap_B同时供给非隔离模块M_B的第二级变流器即输出电流I_out_B，并通过电流I_L-_B流回L-线。因此，经采用本发明的方法，可有效减小或消除并联的非隔离模块M_A和M_B的输入环流。
虽然上述图2、图4和图5所示的实施例示出的均是两路并联的状况(即两个非隔离模块并联运行)，但可以理解的是，实际应用中也可拓展为任意路的并联，这些并不作为对本发明的限制。并且，在本发明中，每个非隔离模块中的第一级变流器和第二级变流器也并不局限于上述实施例所示的电路，其也可以是与上述实施例不同的拓扑电路，这些同样不应作为对本发明的限制。
并且，在本发明的其它实施例中，多个非隔离模块进一步地可以是交错并联运行的。所谓的“交错并联”，是指并联的线路工作时，各路开关管的开通时间相互错开一定的相位，这样并联后的纹波电流和电压都会因部分抵消而减小。
对应于本发明的减少非隔离模块的输入环流的方法，本发明对应提供了一种减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的系统，其中所述多个非隔离模块的输入端和输出端分别并联，每一非隔离模块包括电性相连的第一级变流器、母线电容及第二级变流器。该系统对应地包括有比较单元以及控制单元。所述比较单元是用于将反映非隔离模块的输入功率的第一信号与一参考值相比较，得到一比较结果。所述控制单元是与所述比较单元相连，用于根据所述比较结果调整非隔离模块的母线电容的电压，其中，当所述比较结果为第一信号大于参考值时，减小非隔离模块的母线电容的电压，当所述比较结果为第一信号小于参考值时，增大非隔离模块的母线电容的电压。
在本发明中，该系统还可包括有采样单元，所述采样单元的输入侧是连接至非隔离模块，其输出侧是连接至比较单元。所述比较单元接收所述采样单元输出的采样信号，根据所述采样信号计算反映非隔离模块的输入功率的第一信号，并将所述第一信号与一参考值相比较，得到一比较结果，所述比较结果输出至控制单元，以由所述控制单元根据所述比较结果调整对应的非隔离模块的母线电容的电压。
在本发明中，所述系统还可包含一参考值计算单元，所述参考值计算单元是与采样单元及比较单元相连，用于计算参考值并将其输出至所述比较单元。较佳地，每一非隔离模块中均可包含有采样单元、比较单元以及控制单元，即集成于每一非隔离模块中，参考值计算单元例如是分别与每一非隔离模块中的所述采样单元和所述比较单元相连。当然，在其它实施例中，采样单元、比较单元以及控制单元也可以为独立的部件，这些并不作为对本发明的限制。
在本发明的一实施例中，采样单元的输入侧可以是耦接至非隔离模块的输入端；其中，采样信号包含非隔离模块的输入电流和输入电压的采样值，参考值反映多个非隔离模块的输出功率的平均值或多个非隔离模块的输入功率的平均值。例如，如图6所示，其示出了利用本发明的系统来进行采样和控制的一较佳的电路结构，其中，采样单元SU(Sampling Unit)是分别采样非隔离模块的输入电压、输入电流等采样信号，且这些采样信号是输入至比较单元CU(Comparing Unit)，该比较单元CU可以利用一乘法器根据所述输入电流和所述输入电压的采样值来计算得到第一信号，即例如输入功率P。该比较单元CU还可以利用一比较器通过将该输入功率P与一参考值Pref相比较，即可得到一比较结果(例如可为一差值)，其中，所述参考值Pref为所述多个非隔离模块的输入功率的平均值。该比较单元CU还可以利用一比例调节器Kp将该比较结果转换为电压差值△Vref，该电压差值△Vref可被输出至控制单元(Controlling Unit)(图中未示)，以供该控制单元据此来调整对应的非隔离模块的母线电容的电压。
在图6所示的实施例中，采样单元SU、比较单元CU、以及控制单元(图中未示)可以分别为一独立的部件。但是，在其它实施例中，也可以将采样单元SU、比较单元CU以及控制单元集成于各个非隔离模块中，例如各个非隔离模块可以直接利用其它现有的硬件电路中所得到的包括输入电压、输入电流、母线电容的电压等信号作为上述的采样信号(当然，可以理解的是，对于无法利用现有的硬件电路得到的采样信号可以通过新增的采样电路来进行采样)，并可通过一通讯单元以通讯的方式将这些采样信号传送至该非隔离模块的系统控制单元，由该系统控制单元根据所得到的采样信号计算出第一信号及参考值(即由该系统控制单元实现参考值计算单元的功能)，例如输入功率及平均输入功率(即多个输入功率的平均值)，然后将各个非隔离模块的输入功率与平均输入功率相比较(或将模块的输入功率与平均输出功率/效率对比)，根据比较结果将对应的非隔离模块的母线电容的电压进行升高或降低调节，这些也并不作为对本发明的限制。
在本发明的另一实施例中，采样单元的输入侧可以是连接至每一非隔离模块的输入端；其中，采样信号包含每一非隔离模块的输入电流的采样值，参考值反映多个非隔离模块的输入电流的平均值。
在本发明的又一实施例中，采样单元的输入侧可以是连接至每一非隔离模块的第一级变流器的输出端；其中，采样信号包含每一非隔离模块的第一级变流器的输出电流和母线电容的电容电压的采样值，参考值反映多个非隔离模块的第一级变流器的输出功率的平均值。
在本发明的一或多个实施例中，非隔离模块的第一级变流器包含第一功率开关，比较单元是将第一信号与参考值相减以得到一差值，其中控制单元在根据比较结果调整非隔离模块的母线电容的电压时还可包括：根据所述差值调整所述第一功率开关的导通时间。例如，该控制单元可将所述差值与一给定电压值相叠加，以得到调整电压；并获得非隔离模块的母线电容的电容电压的采样值；以及比较所述电容电压的采样值与所述调整电压，以控制所述第一功率开关管的导通时间。
类似地，在本发明的系统中，每一非隔离模块中的第一级变流器和母线电容可构成boost电路，母线电容并联于第一级变流器的输出端，且第一级变流器可包含第一电感、第一二极管和第一功率开关。
类似地，在本发明的系统中，每一非隔离模块中的第二级变流器可为buck电路，所述buck电路的输入端和第一级变流器的输出端串联，且所述buck电路包含第二电感、第二功率开关和第二二极管。
类似地，在本发明的系统中，每一非隔离模块还可包括一整流电路，所述整流电路的输入端与非隔离模块的输入端串联，所述整流电路的输出端和第一级变流器的输入端串联。
类似地，在本发明的系统中，多个非隔离模块可为交错并联运行。
类似地，在本发明的系统中，第一级变流器的输入端可直接连接至非隔离模块的输入端。
可以理解的是，本发明的减小并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法和系统，可以通过检测模块的反映其输入功率的第一信号，并将第一信号与一参考值相比较，得到一比较结果，根据相应的比较结果可对母线电容的电压进行相应的调节，从而可以有效减少或消除输入环流。本发明的方法和系统可以应用于数字电源控制，但不以此为限。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (24)

1.一种减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的方法，其中，所述多个非隔离模块的输入端和输出端分别并联，每一所述非隔离模块包括依次电性相连的第一级变流器、母线电容以及第二级变流器，其特征在于，对每一所述非隔离模块，该方法包括：
将反映所述非隔离模块的输入功率的第一信号与一参考值相比较，得到一比较结果；
根据所述比较结果调整所述非隔离模块的所述母线电容的电压，其中，当所述比较结果为所述第一信号大于所述参考值时，减小所述非隔离模块的所述母线电容的电压，当所述比较结果为所述第一信号小于所述参考值时，增大所述非隔离模块的所述母线电容的电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
采样所述非隔离模块的输入电流和输入电压，根据所述输入电流和所述输入电压的采样值计算所述第一信号；
其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的输出功率的平均值或所述多个非隔离模块的所述输入功率的平均值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
采样所述非隔离模块的输入电流，根据所述输入电流的采样值计算所述第一信号；
其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的所述输入电流的平均值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
采样所述非隔离模块的所述第一级变流器的输出电流和所述母线电容的电容电压，根据所述输出电流和所述电容电压的采样值计算所述第一信号；
其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的所述第一级变流器的输出功率的平均值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述非隔离模块的所述第一级变流器包含第一功率开关，根据所述比较结果调整所述非隔离模块的所述母线电容的电压的步骤还包括：
根据所述第一信号与所述参考值相减所得到的差值调整所述第一功率开关的导通时间。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第一信号与所述参考值相减所得到的差值调整所述第一功率开关的导通时间的步骤包括：
将所述差值与一给定电压值相叠加，得到调整电压；
采样所述非隔离模块的所述母线电容的电容电压；
比较所述电容电压的采样值与所述调整电压，以控制所述第一功率开关管的导通时间。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，每一所述非隔离模块中的所述第一级变流器和所述母线电容构成boost电路，所述母线电容并联于所述第一级变流器的输出端，且所述第一级变流器包含第一电感、第一二极管和所述第一功率开关。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，每一所述非隔离模块中的所述第二级变流器为buck电路，所述buck电路的输入端和所述第一级变流器的所述输出端串联，且所述buck电路包含第二电感、第二功率开关和第二二极管。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，每一所述非隔离模块还包括一整流电路，所述整流电路的输入端与所述非隔离模块的输入端串联，所述整流电路的输出端和所述第一级变流器的输入端串联。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多个非隔离模块是交错并联运行。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一级变流器的输入端直接连接至所述非隔离模块的输入端。
12.一种减少并联运行的多个非隔离模块的输入环流的系统，其中，所述多个非隔离模块的输入端和输出端分别并联，每一所述非隔离模块包括电性相连的第一级变流器、母线电容及第二级变流器，其特征在于，该系统包括：
比较单元，用于将反映所述非隔离模块的输入功率的第一信号与一参考值相比较，得到一比较结果；
控制单元，与所述比较单元相连，用于根据所述比较结果调整所述非隔离模块的所述母线电容的电压，其中，当所述比较结果为所述第一信号大于所述参考值时，减小所述非隔离模块的所述母线电容的电压，当所述比较结果为所述第一信号小于所述参考值时，增大所述非隔离模块的所述母线电容的电压。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，该系统还包括：
采样单元，用于采样所述非隔离模块的输入电流和输入电压；
其中，所述比较单元与所述采样单元相连，并根据所述输入电流和所述输入电压的采样值计算所述第一信号，比较所述第一信号与所述参考值以得到所述比较结果；
其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的输出功率的平均值或所述多个非隔离模块的输入功率的平均值。
14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，该系统还包括：
采样单元，用于采样所述非隔离模块的输入电流；
其中，所述比较单元与所述采样单元相连，并根据所述输入电流的采样值计算所述第一信号，比较所述第一信号与所述参考值以得到所述比较结果；
其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的所述输入电流的平均值。
15.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，该系统还包括：
采样单元，用于采样所述非隔离模块的所述第一级变流器的输出电流和所述母线电容的电容电压；
其中，所述比较单元与所述采样单元相连，并根据所述输入电流和所述输入电压的采样值计算所述第一信号，比较所述第一信号和所述参考值以得到所述比较结果；
其中，所述参考值反映所述多个非隔离模块的所述第一级变流器的输出功率的平均值。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述非隔离模块的所述第一级变流器包含第一功率开关，所述比较单元是将所述第一信号与所述参考值相减以得到一差值，其中所述控制单元在根据所述比较结果调整所述非隔离模块的所述母线电容的电压时还包括：
根据所述差值调整所述第一功率开关的导通时间。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述控制单元在根据所述差值调整所述第一功率开关的导通时间时包括：
将所述差值与一给定电压值相叠加，得到调整电压；
获得所述非隔离模块的所述母线电容的电容电压的采样值；
比较所述电容电压的采样值与所述调整电压，以控制所述第一功率开关管的导通时间。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，每一所述非隔离模块中的所述第一级变流器和所述母线电容构成boost电路，所述母线电容并联于所述第一级变流器的输出端，且所述第一级变流器包含第一电感、第一二极管和所述第一功率开关。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，每一所述非隔离模块中的所述第二级变流器为buck电路，所述buck电路的输入端和所述第一级变流器的所述输出端串联，且所述buck电路包含第二电感、第二功率开关和第二二极管。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，每一所述非隔离模块还包括一整流电路，所述整流电路的输入端与所述非隔离模块的输入端串联，所述整流电路的输出端和所述第一级变流器的输入端串联。
21.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述多个非隔离模块是交错并联运行。
22.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述第一级变流器的输入端直接连接至所述非隔离模块的输入端。
23.根据权利要求13至15中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包含一参考值计算单元，所述参考值计算单元与所述采样单元及所述比较单元相连，用于计算所述参考值并将其输出至所述比较单元。
24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，每一所述非隔离模块中均包含有所述采样单元、所述比较单元以及所述控制单元，所述参考值计算单元是分别与每一所述非隔离模块中的所述采样单元和所述比较单元相连。
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