一種充電器的均流方法
2023-09-19 17:36:55 1
一種充電器的均流方法
【專利摘要】本發明提供一種充電器的均流方法，包括：微處理器DSP、FPGA模塊以及至少兩個斬波器，所述微處理器DSP分別檢測所有斬波器相互並聯後的實際輸出電壓以及每一個斬波器的輸出電流；所述微處理器DSP通過一個PWM口驅動一個基準斬波器；其餘的斬波器為校正斬波器，並由FPGA模塊驅動；所述微處理器DSP將實際輸出電壓與預先設定的充電電壓值進行比較，得出此時基準斬波器的基準佔空比，通過基準斬波器的電流參數和校正斬波器的電流參數得出各個校正斬波器的校正量。本發明只使用微處理器DSP的一個PWM口驅動一個基準斬波器，其餘的校正斬波器的驅動由FPGA發出，且斬波器之間的均流控制簡單，計算量小，效果穩定可靠。
【專利說明】一種充電器的均流方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種均流方法，尤其涉及一種充電器的均流方法。
【背景技術】
[0002]在高壓直流電源、電動汽車充電樁和UPS等電力電子設備中都需要有被稱之為斬波器或開關電源的DC-DC電壓轉換電路給直流負載供電；當負載功率較大時，需要多個直流變換電路並聯輸出功率，以實現低成本高效能的供電解決方案，但是在UPS等設備中，DSP的PWM發波單元被整流等其它電力電子電路所佔用，在多個斬波器並聯的情況下，可能出現PWM資源不足的情況。
[0003]在給大功率的直流負載供電的場合通常使用單一斬波器供電或者使用多個斬波器的方式供電。前者需要使用IGBT等大容量的功率器件，器件本身和散熱器的成本較高，所以一般產品多使用後者，即多個斬波器的方式進行供電；而當多個斬波器運行時，即使每個斬波器的功率器件都收到相同的開關信號，也會由於斬波器的內阻不同，導致斬波器之間輸出電流不均衡；當負載功率較大時，不均流可能會使電流較大的斬波器發熱或者應力超標，進而損壞斬波器的功率器件。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是需要提供一種佔用PWM資源很小，並且能夠使得多個斬波器之間輸出電流均衡的充電器的均流方法。
[0005]對此，本發明提供一種充電器的均流方法，包括:微處理器DSP、FPGA模塊以及至少兩個斬波器，所述斬波器相互並聯，所述微處理器DSP分別檢測所有斬波器相互並聯後的實際輸出電壓以及每一個斬波器的輸出電流；其中，所述微處理器DSP通過一個PWM 口驅動一個斬波器，所述微處理器DSP驅動的斬波器為基準斬波器；其餘的斬波器由FPGA模塊驅動，所述FPGA模塊驅動的斬波器為校正斬波器；所述微處理器DSP在採集到所有斬波器並聯後總的實際輸出電壓後，將所述實際輸出電壓與預先設定的充電電壓值進行比較，調節基準斬波器的佔空比直到實際輸出電壓與預先設定的充電電壓值相符合，得出此時基準斬波器的基準佔空比，通過基準斬波器的電流參數和校正斬波器的電流參數得出各個校正斬波器的校正量。
[0006]所述基準斬波器為通過微處理器DSP的PWM 口直接進行驅動的一個斬波器；所述基準佔空比為基準斬波器在實際輸出電壓與預先設定的充電電壓相符合時的佔空比；除了基準斬波器之外，剩餘的斬波器通過FPGA模塊進行驅動，這些剩餘的斬波器命名為校正斬波器，所述校正斬波器以基準斬波器的輸出的電流參數為基礎、從微處理器DSP中得出佔空比的校正量。
[0007]所述FPGA模塊優選為FPGA/CPLD，即現場可編程邏輯器件和複雜可編程邏輯器件；所述斬波器是用於完成直流電的電平轉換的一種電力電子電路，該電力電子電路會有一個固定的輸入電壓，電力電子電路中的功率器件會在一個固定的周期內做周期性的導通關斷，一個周期一般在0.25毫秒以內；所述斬波器的功率器件導通的時間佔一個周期內導通和關斷的總時間的比例被稱為佔空比，所以佔空比的取值範圍是(Tl ;通過調節斬波器的功率器件的佔空比，能夠使輸出電壓的幅值為用戶希望的數值。
[0008]現有的一般電源設備中，當採用多個斬波器運行時，為了控制多個斬波器，並保證均流，就需要多個控制單元對不同的斬波器進行控制，還需要在控制單元間進行通訊，傳遞均流信息；而如果想對多個斬波器使用一個控制單元，那麼，DSP的PWM資源有限，在將PWM資源分配給PFC等其他功率電路後，可供斬波器使用的PWM資源就很有可能已經不足。
[0009]本發明通過一個微處理器DSP的一個PWM 口控制多個斬波器，具體為所述微處理器DSP通過一個PWM 口驅動一個基準斬波器，其餘的校正斬波器的驅動由FPGA模塊發出；斬波器佔空比分別與輸入電壓和輸出電壓之間的關係由具體的電路拓撲來定，舉例來說，降壓電路中，斬波器的輸入電壓和輸出電壓與佔空比關係為:
【權利要求】
1.一種充電器的均流方法，其特徵在於，包括:微處理器DSP、FPGA模塊以及至少兩個斬波器，所述斬波器相互並聯，所述微處理器DSP分別檢測所有斬波器相互並聯後的實際輸出電壓以及每一個斬波器的輸出電流；其中，所述微處理器DSP通過一個PWM 口驅動一個斬波器，所述微處理器DSP驅動的斬波器為基準斬波器；其餘的斬波器由FPGA模塊驅動，所述FPGA模塊驅動的斬波器為校正斬波器；所述微處理器DSP在採集到所有斬波器並聯後總的實際輸出電壓後，將所述實際輸出電壓與預先設定的充電電壓值進行比較，調苄基準斬波器的佔空比直到實際輸出電壓與預先設定的充電電壓值相符合，得出此時基準斬波器的基準佔空比，通過基準斬波器的電流參數和校正斬波器的電流參數得出各個校正斬波器的校正量。
2.根據權利要求1所述的充電器的均流方法，其特徵在於，所述的電流參數為輸出電流或電感電流。
3.根據權利要求1或2所述的充電器的均流方法，其特徵在於，將基準斬波器的電流參數和校正斬波器的電流參數進行比較，當兩者的電流誤差大於允許的電流差異時，若校正斬波器的電流參數大於基準斬波器的電流參數，則將所述校正斬波器的佔空比按照設定的佔空比調節量進行減小；若校正斬波器的電流參數小於基準斬波器的電流參數，則將所述校正斬波器的佔空比按照設定的佔空比調節量進行加大；在固定的時間間隔後返回對基準斬波器的電流參數和校正斬波器的電流參數進行比較。
4.根據權利要求3所述的充電器的均流方法，其特徵在於，所述佔空比調節量設定為10納秒。
5.根據權利要求3所述的充電器的均流方法，其特徵在於，所述固定的時間間隔為0.1~0.5 秒。
6.根據權利要求3所述的充電器的均流方法，其特徵在於，所述預先設定的充電電壓值為 20(T300V。
7.根據權利要求3所述的充電器的均流方法，其特徵在於，所述允許的電流差異為基準斬波器的電流參數的正負5%。
8.根據權利要求7所述的充電器的均流方法，其特徵在於，所述校正量為校正斬波器的功率器件導通時間的調節量，該調節量的誤差控制為一定的正負取值範圍內。
9.根據權利要求8所述的充電器的均流方法，其特徵在於，所述功率器件導通時間的調節量的誤差正負取值範圍為正負I微秒。
10.根據權利要求8所述的充電器的均流方法，其特徵在於，微控制器DSP通過串行通訊方式向FPGA模塊發出用於實現校正斬波器的驅動的校正值，FPGA模塊根據微處理器DSP所發出的校正值改變校正斬波器的佔空比。
【文檔編號】H02J7/00GK103986206SQ201410172486
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月25日 優先權日:2014年4月25日
【發明者】劉程宇, 王屹, 萬學維 申請人:深圳科士達科技股份有限公司