CN115882699B - 一种使用光纤环形通信实现均流的方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及均流技术领域,具体涉及一种使用光纤环形通信实现均流的方法。
背景技术
随着新能源发展,更大功率电源需求日益增大,单台电源是无法满足负载功率要求的,于是就需要考虑并联。利用多台电源并联,不仅可以达到负载功率要求,降低应力;而且还可以应用冗余技术,提高系统的可靠性。
常用的均流方法,如输出阻抗法,即电压下垂法,平均电流法,最大电流法,外加均流控制器等均可实现并联均流。这些均流方法,有一个共同点,如图1所示,需要通过均流母线来实现模组间均流控制,一般采用模拟电信号,因为并机系统存在电磁干扰,这些电信号传输时容易受到干扰,使其抗干扰能力差,导致并机台数少,带宽低、均流精度不高等问题,限制了进一步增大输出功率和电流。
采用光纤实现均流的方法一般采用矩阵连接法,或者星型连接法,该方法导致一台机器上需要很多通信接口,或者机器间连接复杂,限制了并机台数。
采用数字通信总线,例如CAN,该方式接线简单,但通信速率低,且抗干扰差,使其并机台数,响应速度受限。
发明内容
本发明的目的在于:克服现有技术的缺陷,提供一种使用光纤环形通信实现均流的方法。
本发明公开了一种使用光纤环形通信实现均流的方法,包括若干模组,每个所述
模组包括光纤接收和发送接口,第i个模组的光纤发送接口通过光纤连接到第i+1个模组的
光纤接收接口,,第N个模组的光纤发送接口通过光纤与第一个模组的
光纤接收接口相连,N表示模组数量,构成光纤环路连接传输数据,当N个模组构成主从机
时,每个模组获取主机的数据作为模组内部环路的参考,通过模组内部环路控制实现均流;
当N个模组非主从机时,每个模组都获取上一个模组的数据,将本模组数据与获取的数据中
较大的数据传递给下一个模组,通过光纤环路循环最终将所有模组中最大的数据传递给每
个模组并通过模组内部环路控制实现均流。
进一步地,任意所述模组均可作为主机,每个模组都获取主机的控制数据通过模组内部环路控制实现均流。
进一步地,若模组内部环路控制为平均电流模式或者峰值电流模式,主机的控制数据作为电流参考,通过环路光纤发送给每个模组,模组电流通过与电流参考比较,通过电流反馈误差控制实现均流。
进一步地,若模组内部环路控制为电压模式,主机的控制数据作为电压参考,通过环路光纤发送给每个模组,模组电压通过与电压参考比较,各模组将本模组电流以预设比例叠加到反馈,当电流增大时输出电压变低,当电流减小时输出电压变高,从而形成负反馈实现均流。
进一步地,若所述模组内部环路控制为独立电压参考和电流参考模式,将所述主机的控制数据和总电流的平均电流数据同时下发给每个模组,所述控制数据用来作为模组电压环路参考,所述平均电流数据作为模组的均流参考,模组电流与平均电流数据电流比较,通过电流反馈误差控制实现均流。
进一步地,若所述模组内部环路控制为主机控制数据与总电流的平均电流叠加模式,将所述主机的电流数据和控制数据叠加成一个数据作为总的控制信号,通过环路光纤发送给每个模组,模组收到该控制信号作为模组环路参考,模组电流和电压叠加与模组环路参考相比较,通过电压反馈上叠加相同比例的输出电流从而实现均流。
进一步地,所述模组通过光纤环路循环将所有模组中最大的电流传递给每个模组从而实现均流。
进一步地,若当前模组接收到的电流比当前模组的电流大,将当前模组接收电流作为均流参考,通过误差控制实现均流,同时转发该接收电流给下一模组;若当前模组接收到的电流比当前模组的电流小,将当前模组的电流发送给下一模组作为均流参考,通过误差控制实现均流;通过循环,最终将所有模组中最大的电流传递给每个模组从而实现均流。
本发明的有益效果:
本发明使用光纤环形连接通信,能够实现主从法均流和最大电流法均流,且每个模组仅需一个光纤收发接口即可实现,连接简洁,且通信速度快,带宽高,抗干扰强。
附图说明
图1是现有的均流母线来实现模组间均流的连接示意图。
图2是本发明公开的模组连接示意图。
图3是主从均流法的平均电流模式或者峰值电流控制示意图。
图4是主从均流法的电压模式控制示意图。
图5是主从均流法的独立电压参考和电流参考模式控制示意图。
图6是主从均流法的主机控制数据与总电流的平均电流叠加模式控制示意图。
图7是最大电流法使用环形光纤实现均流方法示意图。
实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一
本发明公开了一种使用光纤环形通信实现均流的方法,包括若干模组,每个模组包括光纤接收接口和发送接口,模组通过光纤以环形方式连接传输数据。如图2所示,模组1发送接口通过光纤连接到模组2接收接口、模组2发送接口连接到模组3接收接口、以此类推,连接到第n个模组,最后模组n发送接口通过光纤再回到模组1接收接口,构成环形连接。通过该光纤环形连接装置可以高速传递数据,且每台模组只需一对光纤收发接口即可完成通信。
通过主从法实现均流,任意模组均可以作为主机,假设主机为模组1,模组1将控制数据通过光纤发送给模组2,模组2将该数据转发给模组3,依次类推到第n台,第n台再通过光纤回到模组1,这样每个模组都获取了模组1的控制数据,通过模组内部环路控制从而实现均流。
如图3所示,模组内部环路控制为平均电流模式或者峰值电流模式,主机的控制数据可以作为电流参考,主机将控制数据发送给每个模组,其他模组获取主机控制数据作为本机参考,模组电流通过与电流参考比较,模组内部电流环路的输出电流作为PWM控制量,如果模组电流比电流参考大,占空比减小;如果模组电流比电流参考小,占空比增大,通过电流环路调节所有模组电流都与主机电流参考相同,从而实现各模组均流。
实施例二
实施例二与实施例一的区别在于:模组内部环路控制为电压模式。
如图4所示,模组内部环路控制为电压模式时,主机的控制数据可以作为电压参考。主机将控制数据发送给每个模组,其他模组获取主机控制数据作为本机参考,模组电压通过与本机参考比较,模组将本模组电流以一定比例Ki叠加到电流反馈。该比例主要和输出电压精度以及均流精度有关,反馈比例越大均流效果越理想,但稳定性会降低,反馈比例越小,均流效果较差,但稳定性较高。模组内部电压环路输出电压作为PWM控制量,当某个模组电流增大时,其电流反馈信号增大,那么该模组占空比变小,电压环路输出电压变低,电流变小;反之当某个模组输出电流减小时,该模组电压环路输出电压变高,电流增大。通过给电压环路引入电流反馈,从而实现均流。
实施例三
实施例三与实施例一的区别在于:模组内部环路控制为独立电压参考和电流参考模式。
如图5所示,模组内部环路控制为独立电压参考和电流参考模式时,将主机控制数据和总电流的平均电流数据同时以环形方式下发给每个模组,控制数据用来作为模组电压环路参考,平均电流数据作为模组的电流环路参考,电压环路和电流环路输出叠加作为PWM控制量。具体的,当某个模组电流比平均电流大,电流环路输出减小,PWM减小,输出电流减小;反之当模组电流比平均电流小,电流环路输出增大,PWM增大,输出电流增大,通过电流环路调整,实现各模组均流。
实施例四
实施例四与实施例二的区别在于:模组环路控制为主机控制数据与总电流的平均电流叠加模式。
如图6所示,将平均电流数据以一定比例和主机控制数据叠加成一个数据通过环形光纤发送给每个模组,作为总的控制数据。其他模组获取该总的控制数据作为环路参考,模组电压通过与环路参考比较,模组电压反馈上叠加相同比例的输出电流。模组内部电压环路输出电压作为PWM控制量,原理与具体实施例二相同,用来实现均流。
该方法比实施例二的电压模式更加稳定,参考上叠加的电流平均值用来抵消模组反馈电流相同部分,既保留了用于控制的电流误差信号,也减小了电流反馈的控制量,从而更加稳定。
实施例五
实施例五与实施例一的区别在于:通过最大电流法实现均流,如图7所示,假设模组1电流大于接收到模组n的电流,则模组1将本模组电流发给模组2,否则转发模组n电流给模组2,模组2电流如果大于模组1发送的电流,则将本模组电流发送给模组3,否则转发模组1的电流给模组3,同理到第n台,第n台判断从第n-1台发来的数据,如果小于本模组电流则将本模组电流发给模组1,否则转发第n-1台电流给模组1。因此光纤发送出去的电流总是大于等于本模组的电流,通过循环,最终光纤传递给每个模组的是最大电流。模组接收到的电流如果比本模组大,就将该接收电流作为本模组均流参考,通过误差控制实现均流,同时转发该接收电流给下一模组;模组接收到的电流如果比本模组电流小,将本模组电流发送给下一模组作为均流参考,通过误差控制实现均流。即模组内部电流环路的输出电流作为PWM控制量,如果模组电流比均流参考小,占空比增大,如果模组电流比均流参考大,占空比减小,通过电流环路调节模组电流与均流参考相同。
本发明的模组通过光纤以环形方式连接传输数据,可通过主从法、最大电流法实现均流。第n台数据又回到主机,从而使主机可获取从机信息,以实现数据校验、保护等功能。该装置通过光信号传输,不受电路各种干扰,从而实现更多台并机,提升带宽和均流精度。且每个模组仅需一个光纤收发接口即可实现,连接简洁,且通信速度快,带宽高,抗干扰强。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (5)
1.一种使用光纤环形通信实现均流的方法,包括若干模组,其特征在于,每个所述模组包括光纤接收接口和发送接口,第i个模组的光纤发送接口通过光纤连接到第i+1个模组的光纤接收接口,,第N个模组的光纤发送接口通过光纤与第一个模组的光纤接收接口相连,N表示模组数量,构成光纤环路连接传输数据,当N个模组构成主从机时,每个模组获取主机的控制数据作为模组内部环路的参考,通过模组内部环路控制实现均流,任意所述模组均可作为主机;当N个模组非主从机时,每个模组获取上一个模组的数据,将本模组数据与获取的数据中较大的数据传递给下一个模组,通过光纤环路循环将所有模组中最大的电流传递给每个模组并通过模组内部环路控制实现均流,若当前模组接收到的电流比当前模组的电流大,将当前模组接收电流作为均流参考,通过误差控制实现均流,同时转发该接收电流给下一模组;若当前模组接收到的电流比当前模组的电流小,将当前模组的电流发送给下一模组作为均流参考,通过误差控制实现均流;通过循环,最终将所有模组中最大的电流传递给每个模组从而实现均流。
2.根据权利要求1所述的一种使用光纤环形通信实现均流的方法,其特征在于,若模组内部环路控制为平均电流模式或者峰值电流模式,主机的控制数据作为电流参考,通过环路光纤发送给每个模组,模组电流通过与电流参考比较,通过电流反馈误差控制实现均流。
3.根据权利要求1所述的一种使用光纤环形通信实现均流的方法,其特征在于,若模组内部环路控制为电压模式,主机的控制数据作为电压参考,通过环路光纤发送给每个模组,模组电压通过与电压参考比较,各模组将本模组电流以预设比例叠加到反馈,当电流增大时输出电压变低,当电流减小时输出电压变高,从而形成负反馈实现均流。
4.根据权利要求1所述的一种使用光纤环形通信实现均流的方法,其特征在于,若所述模组内部环路控制为独立电压参考和电流参考模式,将所述主机的控制数据和总电流的平均电流数据同时下发给每个模组,所述控制数据用来作为模组电压环路参考,所述平均电流数据作为模组的电流环路参考,模组电流与平均电流数据电流比较,通过电流反馈误差控制实现均流。
5.根据权利要求1所述的一种使用光纤环形通信实现均流的方法,其特征在于,若所述模组内部环路控制为主机控制数据与总电流的平均电流叠加模式,将所述主机的电流数据和控制数据叠加成一个数据作为总的控制信号,通过环路光纤发送给每个模组,模组收到该控制信号作为模组环路参考,模组电流和电压叠加与模组环路参考相比较,通过电压反馈上叠加相同比例的输出电流从而实现均流。
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