Цифровое уравнивающее ток устройство, аналоговое уравнивающее ток устройство, способ и система уравнивания тока
DIGITAL CURRENT EQUALIZING DEVICE, ANALOGUE CURRENT EQUALIZING DEVICE, METHOD AND SYSTEM OF CURRENT EQUALIZATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области связи и, в частности, к цифровому уравнителю тока, аналоговому уравнителю тока и способу и системе уравнивания тока.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Чтобы удовлетворять требованию к надежности и требованию к питанию нагрузки, в системе электропитания часто используют некоторое количество модулей электропитания, подключенных параллельно с использованием распределенной системы. При параллельном использовании, так как модули электропитания отличаются, ток между модулями распределяется не одинаково, что приводит к разнице по токовой нагрузке и тепловой нагрузке на каждый модуль, тем самым уменьшая надежность системы. Чтобы обеспечить равные токи (равномерное распределение токов) на несколько модулей электропитания в системе, а также равномерное распределение токовой нагрузки и тепловой нагрузки, для модулей электропитания при параллельном соединении должно поддерживаться уравнивание тока.
В настоящее время импульсные источники питания переходят от аналогового управления к цифровому управлению. Цифровой источник питания является эффективным и имеет высокую плотность мощности. Наряду с концепцией сохранения энергии, эффективный цифровой источник питания завоевывает популярность у пользователей. Однако в существующей системе электропитания еще не достигнута полная замена любого аналогового источника питания цифровым источником питания. То есть в существующей системе электропитания будут помещаться и использоваться параллельно как цифровые, так и аналоговые источники питания. Чтобы обеспечить надежность системы и модуля, в случае применения как цифровых, так и аналоговых источников питания, также должно поддерживаться уравнивание тока, что представляет собой проблему.
В настоящее время большинство режимов автоматического управления уравниванием тока основаны на аналого-аналоговом управлении или цифро-цифровом управлении. Существует большое различие в уравнивании тока для аналоговых источников питания и для цифровых источников питания. С такими различающимися схемами применяется или аналоговое уравнивание тока, в этом случае уравнивание тока не может осуществляться на включенном цифровом источнике питания; или применяется цифровое уравнивание тока, в этом случае уравнивание тока не может осуществляться на включенном аналоговом источнике питания. Таким образом, в случае включенных в одну систему электропитания как цифровых, так и аналоговых источников питания эффективное уравнивание тока не может быть осуществлено. Существует проблема осуществления уравнивания тока в случае, когда в одну систему электропитания включены как цифровые, так и аналоговые источники питания, с тем чтобы обеспечивать надежность модуля электропитания и всей системы электропитания.
Для различных схем для цифрового уравнивания тока и для аналогового уравнивания тока в уровне техники не было предложено решение для осуществления эффективного уравнивания тока в случае, когда в одну систему электропитания включены как цифровые, так и аналоговые источники питания.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Варианты осуществления изобретения предусматривают цифровой уравнитель тока, аналоговый уравнитель тока, способ и систему уравнивания тока, допускающие осуществление эффективного уравнивания тока в случае, когда в одну систему электропитания включены как цифровые, так и аналоговые источники питания.
Один аспект вариантов осуществления изобретения предусматривает цифровой уравнитель тока, содержащий модуль дискретизации и усиления выходного тока, модуль цифровой обработки и модуль преобразования основной мощности. Входная клемма модуля дискретизации и усиления выходного тока подключена к выходному контуру источника питания, и выходная клемма модуля дискретизации и усиления выходного тока соединена через резистор R0 с шиной уравнивания тока. Модуль цифровой обработки выполнен с возможностью: регулировки в соответствии с разницей между сигналом V2 выходного напряжения модуля дискретизации и усиления выходного тока и сигналом Vbus напряжения шины уравнивания тока, опорного сигнала Vr выходного напряжения; и управления в соответствии с регулируемым опорным сигналом Vr' выходного напряжения модулем преобразования основной мощности для осуществления регулировки напряжения.
Цифровой уравнитель тока может дополнительно содержать модуль управления уравниванием тока. Первая входная клемма модуля управления уравниванием тока может быть подключена к сигналу V2 выходного напряжения модуля дискретизации и усиления выходного тока. Вторая входная клемма модуля управления уравниванием тока может быть подключена к сигналу Vbus напряжения шины уравнивания тока. Выходная клемма модуля управления уравниванием тока может быть подключена к модулю цифровой обработки. Модуль управления уравниванием тока может быть выполнен с возможностью вывода сигнала V3 напряжения, представляющего разницу между сигналом V2 выходного напряжения модуля дискретизации и усиления выходного тока и сигналом Vbus напряжения шины уравнивания тока. Модуль цифровой обработки может быть выполнен с возможностью регулировки в соответствии с сигналом V3 напряжения опорного сигнала Vr выходного напряжения; и управления в соответствии с регулируемым опорным сигналом Vr' выходного напряжения модулем преобразования основной мощности для осуществления регулировки напряжения.
Цифровой уравнитель тока может дополнительно содержать периферийный модуль цифровой обработки и модуль обратной связи по выходному напряжению. Выход модуля обратной связи по выходному напряжению и выход модуля управления уравниванием тока может быть подключен через периферийный модуль цифровой обработки к модулю цифровой обработки. Модуль обратной связи по выходному напряжению может быть выполнен с возможностью получения в соответствии с фактическим выходным напряжением V0 источника питания сигнала Vf обратной связи по выходному напряжению. Периферийный модуль цифровой обработки может быть выполнен с возможностью преобразования сигнала V3 напряжения и сигнала Vf обратной связи по выходному напряжению, выдаваемого модулем обратной связи по выходному напряжению, соответственно в сигналы V3' и Vf', подготовленные для аналого-цифрового преобразования и операции дискретизации с помощью модуля цифровой обработки. Модуль цифровой обработки может быть выполнен с возможностью: регулировки в соответствии с сигналом V3', полученным после преобразования сигнала V3 напряжения периферийным модулем цифровой обработки, опорного сигнала Vr выходного напряжения; и управления в соответствии с сигналом Vf', полученным после преобразования сигнала Vf обратной связи по выходному напряжению периферийным модулем цифровой обработки, и регулируемым опорным сигналом Vr' выходного напряжения, модулем преобразования основной мощности с целью осуществления регулировки напряжения.
Модуль цифровой обработки может содержать: первый канал аналого-цифрового преобразования выборки, выполненный с возможностью преобразования сигналов V3' и Vf', полученных после преобразования периферийным модулем цифровой обработки, соответственно в цифровые сигналы V3' и Vf'; смещающий модуль, выполненный с возможностью смещения цифрового сигнала V3' для получения ошибки контура уравнивания тока; первый модуль PI-регулирования, выполненный с возможностью осуществления PI-регулирования на ошибке контура уравнивания тока для получения выхода контура уравнивания тока; первый модуль цифровой операции, выполненный с возможностью осуществления цифровой операции на цифровом опорном сигнале Vr выходного напряжения и выходе контура уравнивания тока для получения регулируемого опорного сигнала Vr' выходного напряжения, при этом цифровая операция представляет собой взвешенное сложение в случае, когда инвертирующая входная клемма модуля управления уравниванием тока подключена к сигналу V2 выходного напряжения модуля дискретизации и усиления выходного тока, а неинвертирующая входная клемма модуля управления уравниванием тока подключена к сигналу Vbus напряжения шины уравнивания тока, или цифровая операция представляет собой взвешенное вычитание с цифровым опорным сигналом Vr выходного напряжения в качестве уменьшаемого и выходом контура уравнивания тока в качестве вычитаемого в случае, когда неинвертирующая входная клемма модуля управления уравниванием тока подключена к сигналу V2 выходного напряжения модуля дискретизации и усиления выходного тока, и инвертирующая входная клемма модуля управления уравниванием тока подключена к сигналу Vbus напряжения шины уравнивания тока; второй модуль цифровой операции, выполненный с возможностью осуществления цифровой операции на регулируемом опорном сигнале Vr' выходного напряжения и цифровом сигнале Vf', полученном после преобразования для получения ошибки контура напряжения, при этом цифровая операция представляет собой взвешенное вычитание с Vr' в качестве уменьшаемого и цифрового сигнала Vf' в качестве вычитаемого; второй модуль PI-регулирования, выполненный с возможностью осуществления PI-регулирования на ошибке контура напряжения для получения выхода контура напряжения; и первый модуль создания модулирующего сигнала, выполненного с возможностью создания в соответствии с выходом контура напряжения модулирующего сигнала.
Модуль управления уравниванием тока может содержать одну из схемы аналогового контроллера уравнивания тока и схемы операционного усилителя.
Выходная клемма модуля дискретизации и усиления выходного тока и шина уравнивания тока могут быть подключены к модулю цифровой обработки.
Цифровой уравнитель тока может дополнительно содержать периферийный модуль цифровой обработки и модуль обратной связи по выходному напряжению. Выходная клемма модуля обратной связи по выходному напряжению, выходная клемма модуля дискретизации и усиления выходного тока и выходная клемма шины уравнивания тока может быть подключена через периферийный модуль цифровой обработки к модулю цифровой обработки. Модуль обратной связи по выходному напряжению может быть выполнен с возможностью получения в соответствии с фактическим выходным напряжением V0 источника питания сигнала Vf обратной связи по выходному напряжению. Периферийный модуль цифровой обработки может быть выполнен с возможностью преобразования сигнала V2 выходного напряжения модуля дискретизации и усиления выходного тока, сигнала Vbus напряжения шины уравнивания тока и сигнала Vf обратной связи по выходному напряжению, выдаваемому модулем обратной связи по выходному напряжению, соответственно в сигналы V2', Vbus' и Vf', подготовленные для аналого-цифрового преобразования и операции дискретизации с помощью модуля цифровой обработки. Модуль цифровой обработки может быть выполнен с возможностью: регулировки в соответствии с сигналом V2', полученным после преобразования сигнала V2 выходного напряжения периферийным модулем цифровой обработки, и сигналом Vbus', полученным после преобразования сигнала Vbus напряжения периферийным модулем цифровой обработки, опорным сигналом Vr выходного напряжения; и управления в соответствии с сигналом Vf', полученным после преобразования сигнала Vf обратной связи по выходному напряжению периферийным модулем цифровой обработки, и регулируемым опорным сигналом Vr' выходного напряжения, модулем преобразования основной мощности с целью осуществления регулировки напряжения.
Модуль цифровой обработки может содержать: второй канал аналого-цифрового преобразования выборки, выполненный с возможностью преобразования сигналов V2', Vbus' и Vf', полученных после преобразования периферийным модулем цифровой обработки, соответственно в цифровые сигналы V2', Vbus' и Vf'; третий модуль цифровой операции, выполненный с возможностью осуществления цифровой операции на цифровых сигналах V2' и Vbus' для получения ошибки контура уравнивания тока, при этом цифровая операция представляет собой взвешенное вычитание с цифровым сигналом V2' в качестве уменьшаемого и цифровым сигналом Vbus' в качестве вычитаемого, или с цифровым сигналом Vbus' в качестве вычитаемого и цифровым сигналом V2' в качестве уменьшаемого; третий модуль PI-регулирования, выполненный с возможностью осуществления PI-регулирования на ошибке контура уравнивания тока для получения выхода контура уравнивания тока; четвертый модуль цифровой операции, выполненный с возможностью осуществления цифровой операции на выходе контура уравнивания тока и цифровом опорном сигнале Vr выходного напряжения для получения регулируемого опорного сигнала Vr' выходного напряжения, при этом цифровая операция представляет собой взвешенное вычитание с цифровым опорным сигналом Vr выходного напряжения в качестве уменьшаемого и выходом контура уравнивания тока в качестве вычитаемого в случае, когда цифровой сигнал V2' служит в качестве уменьшаемого, и цифровой сигнал Vbus' служит в качестве вычитаемого, или цифровая операция представляет собой взвешенное сложение в случае, когда цифровой сигнал Vbus' служит в качестве уменьшаемого, и цифровой сигнал V2' служит в качестве вычитаемого; пятый модуль цифровой операции, выполненный с возможностью осуществления цифровой операции на регулируемом опорном сигнале Vr' выходного напряжения и цифровом сигнале Vf', полученном после преобразования для получения ошибки контура напряжения, при этом цифровая операция представляет собой взвешенное вычитание с Vr' в качестве уменьшаемого и цифровым сигналом Vf' в качестве вычитаемого; четвертый модуль PI-регулирования, выполненный с возможностью осуществления PI-регулирования на ошибке контура напряжения для получения выхода контура напряжения; и второй модуль создания модулирующего сигнала, выполненный с возможностью создания в соответствии с выходом контура напряжения модулирующего сигнала.
Цифровой уравнитель тока может дополнительно содержать модуль управления, выполненный с возможностью создания под управлением модуля цифровой обработки сигнала управления. Модуль преобразования основной мощности может быть выполнен с возможностью осуществления регулировки напряжения в соответствии с сигналом управления.
Модуль дискретизации и усиления выходного тока может содержать модуль дискретизации выходного тока и модуль усиления выборки тока. Модуль дискретизации выходного тока может подключаться к положительной клемме или отрицательной клемме выходного контура. Выходной сигнал модуля дискретизации выходного тока может служить в качестве входного сигнала модуля усиления выборки тока. Выходная клемма модуля усиления выборки тока может быть подключена через резистор R0 к шине уравнивания тока.
Аспект вариантов осуществления изобретения предусматривает аналоговый уравнитель тока, содержащий модуль дискретизации и усиления выходного тока, модуль управления уравниванием тока, модуль регулировки, модуль усиления ошибки по напряжению и модуль преобразования основной мощности. Входная клемма модуля дискретизации и усиления выходного тока может быть соединена с выходным контуром аналогового источника питания. Выходная клемма модуля дискретизации и усиления выходного тока может быть соединена через резистор R0 с шиной уравнивания тока. Первая входная клемма модуля управления уравниванием тока может быть подключена к сигналу V2 выходного напряжения модуля дискретизации и усиления выходного тока. Вторая входная клемма модуля управления уравниванием тока может быть подключена к сигналу Vbus напряжения шины уравнивания тока. Модуль управления уравниванием тока может быть выполнен с возможностью вывода сигнала V3 напряжения, представляющего разницу между сигналом V2 выходного напряжения модуля дискретизации и усиления выходного тока и сигналом Vbus напряжения шины уравнивания тока. Модуль регулировки может быть выполнен с возможностью регулировки в соответствии с сигналом V3 напряжения опорного сигнала Vr выходного напряжения. Входная клемма сигнала в противофазе модуля усиления ошибки по напряжению может быть подключена к сигналу Vf обратной связи по выходному напряжению. Входная клемма синфазного сигнала модуля усиления ошибки по напряжению может быть подключена к регулируемому опорному сигналу Vr' выходного напряжения, выдаваемому модулем регулировки. Модуль усиления ошибки по напряжению может быть выполнен с возможностью управления в соответствии с регулируемым опорным сигналом Vr' выходного напряжения и сигналом Vf обратной связи по выходному напряжению модулем преобразования основной мощности для осуществления регулировки напряжения.
Аспект вариантов осуществления изобретения предусматривает систему уравнивания тока, содержащую один или несколько аналоговых источников питания и один или несколько цифровых источников питания. Выходы одного или нескольких аналоговых источников питания и одного или нескольких цифровых источников питания могут быть подключены параллельно. Шины уравнивания тока одного или нескольких аналоговых источников питания и одного или нескольких цифровых источников питания могут быть соединены друг с другом. Один или несколько цифровых источников питания могут содержать вышеупомянутый цифровой уравнитель тока. Один или несколько аналоговых источников питания могут содержать вышеупомянутый аналоговый уравнитель тока.
Аспект вариантов осуществления изобретения предусматривает способ уравнивания тока, включающий: регулировку в соответствии с разницей между сигналом V2 выходного напряжения модуля дискретизации и усиления выходного тока и сигналом Vbus напряжения шины уравнивания тока, опорного сигнала Vr выходного напряжения, при этом входная клемма модуля дискретизации и усиления выходного тока подключена к выходному контуру источника питания, а выходная клемма модуля дискретизации и усиления выходного тока подключена через резистор R0 к шине уравнивания тока; и выполнение регулировки напряжения источника питания в соответствии с регулируемым опорным сигналом Vr' выходного напряжения.
В вариантах осуществления изобретения возможно осуществить эффективное уравнивание тока в случае, когда в одну систему электропитания включены как цифровые, так и аналоговые источники питания. Решение является легкореализуемым и может улучшить надежность модуля электропитания и всей системы электропитания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг. 1 изображена блочная схема структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 2 изображена блочная схема первой структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 3 изображена блочная схема второй структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 4 изображена блочная схема первой структуры модуля 104 цифровой обработки в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 5 изображена блочная схема третьей структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 6 изображена блочная схема четвертой структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 7 изображена блочная схема второй структуры модуля 104 цифровой обработки в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 8 изображена блочная схема пятой структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 9 изображена блочная схема шестой структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 10 изображен аналоговый уравнитель тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 11 изображена блочная схема структуры системы уравнивания тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 12 изображена блок-схема способа уравнивания тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 13 изображено схематическое представление цифрового и аналогового источников питания, включенных параллельно в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 14 изображена блочная схема схемы уравнивания тока внутри аналогового источника питания в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 15 изображена блочная схема схемы уравнивания тока с аналоговым контроллером уравнивания тока внутри цифрового источника питания в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 16 изображена блочная схема схемы уравнивания тока без аналогового контроллера уравнивания тока внутри цифрового источника питания в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 17 изображено схематическое представление управления уравниванием тока внутри цифрового процессора в соответствии с вариантом 2 осуществления изобретения; и
на фиг. 18 изображено схематическое представление управления уравниванием тока внутри цифрового процессора в соответствии с вариантом 3 осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Далее изобретение рассматривается со ссылкой на графические материалы и варианты осуществления. Следует отметить, что в случае отсутствия конфликта, варианты осуществления и их характеристики в изобретении могут сочетаться друг с другом.
Вариант осуществления устройства
Существует большое различие в уравнивании тока для аналоговых источников питания и для цифровых источников питания. С такими различающимися схемами применяется или аналоговое уравнивание тока, в этом случае уравнивание тока не может осуществляться на включенном цифровом источнике питания; или применяется цифровое уравнивание тока, в этом случае уравнивание тока не может осуществляться на включенном аналоговом источнике питания. Таким образом, в случае включенных в одну систему электропитания как цифровых, так и аналоговых источников питания эффективное уравнивание тока не может быть осуществлено. В связи с этим в варианте осуществления предусмотрен цифровой уравнитель тока.
На фиг. 1 изображена блочная схема структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 1, цифровой уравнитель тока содержит модуль 102 дискретизации и усиления выходного тока, модуль 104 цифровой обработки и модуль 106 преобразования основной мощности. Входная клемма модуля 102 дискретизации и усиления выходного тока может быть соединена с выходным контуром источника питания. Выходная клемма модуля 102 дискретизации и усиления выходного тока может быть соединена через резистор R0 с шиной уравнивания тока. Модуль 104 цифровой обработки может быть выполнен с возможностью: регулировки в соответствии с разницей между сигналом V2 выходного напряжения модуля 102 дискретизации и усиления выходного тока и сигналом Vbus напряжения шины уравнивания тока опорного сигнала Vr выходного напряжения; и управления в соответствии с регулируемым опорным сигналом Vr' выходного напряжения модулем 106 преобразования основной мощности для осуществления регулировки напряжения.
С применением цифрового уравнителя тока может быть выполнено уравнивание тока для цифрового источника питания. Дополнительно вместе с основой обработки, такой же, что и для аналогового уравнивания тока, цифровой уравнитель тока также применяется к цифровому уравниванию тока в случае, когда и цифровые, и аналоговые источники питания включены в одну систему электропитания. Цифровой уравнитель тока является легкоосуществимым и может осуществлять уравнивание тока в случае, когда и цифровые, и аналоговые источники питания включены в одну систему электропитания, таким образом улучшая надежность модуля электропитания и всей системы электропитания.
На фиг. 2 изображена блочная схема первой структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 2, цифровой уравнитель тока может дополнительно содержать модуль 202 управления уравниванием тока. Первая входная клемма модуля 202 управления уравниванием тока может быть подключена к сигналу V2 выходного напряжения модуля 102 дискретизации и усиления выходного тока. Вторая входная клемма модуля 202 управления уравниванием тока может быть подключена к сигналу Vbus напряжения шины уравнивания тока. Выходная клемма модуля 202 управления уравниванием тока может быть подключена к модулю 104 цифровой обработки. Модуль 202 управления уравниванием тока может быть выполнен с возможностью вывода сигнала V3 напряжения, который может представлять разницу между сигналом V2 выходного напряжения модуля 102 дискретизации и усиления выходного тока и сигналом Vbus напряжения шины уравнивания тока. Модуль 104 цифровой обработки может быть выполнен с возможностью: регулировки в соответствии с сигналом V3 напряжения, выданным модулем 202 управления уравниванием тока, опорного сигнала Vr выходного напряжения; и управления в соответствии с регулируемым опорным сигналом Vr' выходного напряжения модулем 106 преобразования основной мощности для осуществления регулировки напряжения.
Модуль 202 управления уравниванием тока может генерировать сигнал V3 уравнивания тока посредством аналоговой схемы. Модуль 202 управления уравниванием тока может быть реализован схемой аналогового контроллера уравнивания тока или схемой операционного усилителя. Модуль 104 цифровой обработки может регулировать выход цифрового источника питания с помощью регулирования опорного сигнала выходного напряжения в соответствии с выходным сигналом модуля 202 управления уравниванием тока, чтобы достигать уравнивания тока.
Чтобы облегчить обработку сигнала модулем 104 цифровой обработки, может быть добавлен периферийный модуль цифровой обработки для осуществления предварительного преобразования на входе модуля 104 цифровой обработки. На фиг. 3 изображена блочная схема второй структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 3, цифровой уравнитель тока может дополнительно содержать периферийный модуль 302 цифровой обработки и модуль 304 обратной связи по выходному напряжению. Выход модуля 304 обратной связи по выходному напряжению и выход модуля 202 управления уравниванием тока могут быть подключены к модулю 104 цифровой обработки через периферийный модуль 302 цифровой обработки. Модуль 304 обратной связи по выходному напряжению может быть выполнен для получения сигнала Vf обратной связи по выходному напряжению в соответствии с фактическим выходным напряжением V0 источника питания. Периферийный модуль 302 цифровой обработки может быть выполнен с возможностью преобразования сигнала V3 напряжения, выдаваемого модулем 202 управления уравниванием тока, и сигнала Vf обратной связи по выходному напряжению, выдаваемого модулем 304 обратной связи по выходному напряжению, соответственно в сигналы V3' и Vf', подготовленные для аналого-цифрового преобразования и операции дискретизации с помощью модуля 104 цифровой обработки. Модуль 104 цифровой обработки может быть выполнен с возможностью: регулировки опорного сигнала Vr выходного напряжения в соответствии с сигналом V3', полученным после преобразования сигнала V3 напряжения периферийным модулем 302 цифровой обработки; и управления модулем 106 преобразования основной мощности с целью осуществления регулировки напряжения в соответствии с сигналом Vf', полученным после преобразования сигнала Vf обратной связи по выходному напряжению периферийным модулем 302 цифровой обработки и в соответствии с регулируемым опорным сигналом Vr' выходного напряжения.
На фиг. 4 изображена блочная схема первой структуры модуля 104 цифровой обработки в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 4, модуль 104 цифровой обработки может содержать первый канал 402 аналого-цифрового преобразования выборки, смещающий модуль 404, первый модуль 406 PI-регулирования, первый модуль 408 цифровой операции, второй модуль 410 цифровой операции, второй модуль 412 PI-регулирования и первый модуль 414 создания модулирующего сигнала. Первый канал 402 аналого-цифрового преобразования выборки может быть выполнен с возможностью преобразования сигналов V3' и Vf' (полученных после преобразования периферийным модулем 302 цифровой обработки) соответственно в цифровые сигналы V3' и Vf'. Смещающий модуль 404 может быть выполнен с возможностью смещения цифрового сигнала V3' для получения ошибки контура уравнивания тока. Первый модуль 406 PI-регулирования может быть выполнен с возможностью осуществления PI-регулирования на ошибке контура уравнивания тока с целью получения выхода контура уравнивания тока. Первый модуль 408 цифровой операции может быть выполнен с возможностью осуществления цифровой операции на цифровом опорном сигнале Vr выходного напряжения и выходе контура уравнивания тока с целью получения регулируемого опорного сигнала Vr' выходного напряжения. Цифровая операция может являться взвешенным сложением в случае, когда обратная входная клемма модуля 202 управления уравниванием тока подключена к сигналу V2 выходного напряжения модуля 102 дискретизации и усиления выходного тока, и прямая входная клемма модуля 202 управления уравниванием тока подключена к сигналу Vbus напряжения шины уравнивания тока. Цифровая операция может являться взвешенным вычитанием с цифровым опорным сигналом Vr выходного напряжения в качестве уменьшаемого и выходом контура уравнивания тока в качестве вычитаемого в случае, когда прямая входная клемма модуля 202 управления уравниванием тока подключена к сигналу V2 выходного напряжения модуля 102 дискретизации и усиления выходного тока, и обратная входная клемма модуля 202 управления уравниванием тока подключена к сигналу Vbus напряжения шины уравнивания тока. Второй модуль 410 цифровой операции может быть выполнен с возможностью осуществления цифровой операции на регулируемом опорном сигнале Vr' выходного напряжения и цифровом сигнале Vf', полученном после преобразования с целью получения ошибки контура напряжения. Цифровая операция может представлять собой взвешенное вычитание с Vr' в качестве уменьшаемого и цифровым сигналом Vf' в качестве вычитаемого. Второй модуль 412 PI-регулирования может быть выполнен с возможностью осуществления PI-регулирования на ошибке контура напряжения с целью получения выхода контура напряжения. Первый модуль 414 создания модулирующего сигнала может быть выполнен с возможностью создания в соответствии с выходом контура напряжения модулирующего сигнала.
На фиг. 5 изображена блочная схема третьей структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 5, выход модуля 102 дискретизации и усиления выходного тока и шина уравнивания тока могут быть подключены к модулю 104 цифровой обработки. Модуль 104 цифровой обработки может определять разницу между сигналом V2 выходного напряжения модуля 102 дискретизации и усиления выходного тока и сигналом Vbus напряжения шины уравнивания тока, чтобы регулировать опорный сигнал Vr выходного напряжения и регулировать выход цифрового источника питания с целью достижения уравнивания тока.
Чтобы облегчить обработку сигнала модулем 104 цифровой обработки, может быть добавлен периферийный модуль цифровой обработки для осуществления предварительного преобразования на входе модуля 104 цифровой обработки. На фиг. 6 изображена блочная схема четвертой структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 6, цифровой уравнитель тока может дополнительно содержать периферийный модуль 602 цифровой обработки и модуль 604 обратной связи по выходному напряжению. Выходная клемма модуля 604 обратной связи по выходному напряжению, выходная клемма модуля 102 дискретизации и усиления выходного тока и выходная клемма шины уравнивания тока могут быть подключены к модулю 104 цифровой обработки через периферийный модуль 602 цифровой обработки. Модуль 604 обратной связи по выходному напряжению может быть выполнен для получения сигнала Vf обратной связи по выходному напряжению в соответствии с фактическим выходным напряжением V0 источника питания. Периферийный модуль 602 цифровой обработки может быть выполнен с возможностью преобразования сигнала V2 выходного напряжения модуля 102 дискретизации и усиления выходного тока, сигнала Vbus напряжения шины уравнивания тока и сигнала Vf обратной связи по выходному напряжению, выдаваемому модулем 604 обратной связи по выходному напряжению, соответственно в сигналы V2', Vbus' и Vf', подготовленные для аналого-цифрового преобразования и операции дискретизации с помощью модуля 104 цифровой обработки. Модуль 104 цифровой обработки может быть выполнен с возможностью регулировки опорного сигнала Vr выходного напряжения в соответствии с сигналом V2', полученным после преобразования сигнала V2 выходного напряжения периферийным модулем 602 цифровой обработки, и сигналом Vbus', полученным после преобразования сигнала Vbus напряжения периферийным модулем 602 цифровой обработки; и управления модулем 106 преобразования основной мощности с целью осуществления регулировки напряжения в соответствии с сигналом Vf', полученным после преобразования сигнала Vf обратной связи по выходному напряжению периферийным модулем 602 цифровой обработки и в соответствии с регулируемым опорным сигналом Vr' выходного напряжения.
На фиг. 7 изображена блочная схема второй структуры модуля 104 цифровой обработки в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 7, модуль 104 цифровой обработки может содержать второй канал 702 аналого-цифрового преобразования выборки, третий модуль 704 цифровой операции, третий модуль 706 PI-регулирования, четвертый модуль 708 цифровой операции, пятый модуль 710 цифровой операции, четвертый модуль 712 PI-регулирования и второй модуль 714 создания модулирующего сигнала. Второй канал 702 аналого-цифрового преобразования выборки может быть выполнен с возможностью преобразования сигналов V2', Vbus' и Vf', полученных после преобразования периферийным модулем 602 цифровой обработки, соответственно в цифровые сигналы V2', Vbus' и Vf'. Третий модуль 704 цифровой операции может быть выполнен с возможностью осуществления цифровой операции на цифровых сигналах V2' и Vbus' для получения ошибки контура уравнивания тока. Цифровая операция может представлять собой взвешенное вычитание с цифровым сигналом V2' в качестве уменьшаемого и цифровым сигналом Vbus' в качестве вычитаемого, или с цифровым сигналом Vbus' в качестве уменьшаемого и цифровым сигналом V2' в качестве вычитаемого. Третий модуль 706 PI-регулирования может быть выполнен с возможностью осуществления PI-регулирования на ошибке контура уравнивания тока с целью получения выхода контура уравнивания тока. Четвертый модуль 708 цифровой операции может быть выполнен с возможностью осуществления цифровой операции на выходе контура уравнивания тока и цифровом опорном сигнале Vr выходного напряжения с целью получения регулируемого опорного сигнала Vr' выходного напряжения. Цифровая операция может представлять собой взвешенное вычитание с цифровым опорным сигналом Vr выходного напряжения в качестве уменьшаемого и выхода контура уравнивания тока в качестве вычитаемого в случае, когда цифровой сигнал V2' служит вычитаемым, а цифровой сигнал Vbus' служит уменьшаемым. Цифровая операция может представлять собой взвешенное сложение в случае, когда цифровой сигнал Vbus' служит вычитаемым, а цифровой сигнал V2' служит уменьшаемым. Пятый модуль 710 цифровой операции может быть выполнен с возможностью осуществления цифровой операции на регулируемом опорном сигнале Vr' выходного напряжения и цифровом сигнале Vf', полученном после преобразования с целью получения ошибки контура напряжения. Цифровая операция может представлять собой взвешенное вычитание с Vr' в качестве уменьшаемого и цифровым сигналом Vf' в качестве вычитаемого. Четвертый модуль 712 PI-регулирования может быть выполнен с возможностью осуществления PI-регулирования на ошибке контура напряжения с целью получения выхода контура напряжения. Второй модуль 714 создания модулирующего сигнала может быть выполнен с возможностью создания в соответствии с выходом контура напряжения модулирующего сигнала.
На фиг. 8 изображена блочная схема пятой структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 8, цифровой уравнитель тока может дополнительно содержать модуль 802 управления, выполненный с возможностью создания сигнала управления под управлением модуля 104 цифровой обработки. Модуль 106 преобразования основной мощности может быть выполнен с возможностью осуществления регулировки напряжения в соответствии с сигналом управления.
На фиг. 9 изображена блочная схема шестой структуры цифрового уравнителя тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 9, модуль 102 дискретизации и усиления выходного тока может содержать модуль 902 дискретизации выходного тока и модуль 904 усиления выборки тока. Модуль 902 дискретизации выходного тока может подключаться к положительной клемме выходного контура или отрицательной клемме выходного контура. Выходной сигнал модуля 902 дискретизации выходного тока может служить в качестве входного сигнала модуля 904 усиления выборки тока. Выходная клемма модуля 904 усиления выборки тока может быть подключена к шине уравнивания тока через резистор R0.
Следует отметить, что модуль 102 дискретизации и усиления выходного тока, модуль 106 преобразования основной мощности, модуль 202 управления уравниванием тока, периферийный модуль 302 цифровой обработки, модуль 304 обратной связи по выходному напряжению, периферийный модуль 602 цифровой обработки, модуль 604 обратной связи по выходному напряжению, модуль 802 управления, модуль 902 дискретизации выходного тока и модуль 904 усиления выборки тока могут быть реализованы посредством электрических схем. Модуль 104 цифровой обработки может быть реализован посредством цифрового процессора. Любой модуль внутри модуля 104 цифровой обработки может быть осуществлен посредством прогона соответствующих кодов внутри модуля 104 цифровой обработки.
Варианты осуществления изобретения дополнительно предусматривают аналоговый уравнитель тока, который может быть сконфигурирован в аналоговом источнике питания для осуществления уравнивания тока. На фиг. 10 изображен аналоговый уравнитель тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 10, аналоговый уравнитель тока может содержать модуль 1002 дискретизации и усиления выходного тока, модуль 1004 управления уравниванием тока, модуль 1006 регулировки, модуль 1008 усиления ошибки по напряжению и модуль 1010 преобразования основной мощности. Входная клемма модуля 1002 дискретизации и усиления выходного тока может быть соединена с выходным контуром аналогового источника питания. Выходная клемма модуля 1002 дискретизации и усиления выходного тока может быть соединена с шиной уравнивания тока через резистор R0. Первая входная клемма модуля 1004 управления уравниванием тока может быть подключена к сигналу V2 выходного напряжения модуля 1002 дискретизации и усиления выходного тока. Вторая входная клемма модуля 1004 управления уравниванием тока может быть подключена к сигналу Vbus напряжения шины уравнивания тока. Модуль 1004 управления уравниванием тока может быть выполнен с возможностью вывода сигнала V3 напряжения, который может представлять разницу между сигналом V2 выходного напряжения модуля дискретизации и усиления выходного тока и сигналом Vbus напряжения шины уравнивания тока. Модуль 1006 регулировки может быть выполнен с возможностью регулировки опорного сигнала Vr выходного напряжения в соответствии с сигналом V3 напряжения. Входная клемма сигнала в противофазе модуля 1008 усиления ошибки по напряжению может быть подключена к сигналу Vf обратной связи по выходному напряжению. Входная клемма синфазного сигнала модуля 1008 усиления ошибки по напряжению может быть подключена к регулируемому опорному сигналу Vr' выходного напряжения, выдаваемого модулем 1006 регулировки. Модуль 1008 усиления ошибки по напряжению может быть выполнен с возможностью управления модулем 1010 преобразования основной мощности для осуществления регулировки напряжения в соответствии с регулируемым опорным сигналом Vr' выходного напряжения и сигналом Vf обратной связи по выходному напряжению.
С применением аналогового уравнителя тока может быть выполнено уравнивание тока для источника питания. Дополнительно аналоговый уравнитель тока использует основание для управления уравниванием тока, такое же, которое использует цифровой уравнитель тока. Следовательно, в случае, когда в одну систему электропитания включены как цифровые, так и аналоговые источники питания, аналоговый источник питания, оснащенный аналоговым уравнителем тока, и цифровой источник питания, оснащенный цифровым уравнителем тока, могут работать эффективно одновременно. Таким образом, в случае, когда в одну систему электропитания включены как цифровые, так и аналоговые источники питания, управление уравниванием тока как для аналоговых, так и для цифровых источников питания может осуществляться одновременно, осуществляя уравнивание тока в этом случае и улучшение надежности модуля электропитания и всей системы электропитания.
В аналоговом уравнителе тока модуль 1002 дискретизации и усиления выходного тока также может содержать модуль дискретизации выходного тока и модуль усиления выборки тока. Модуль дискретизации выходного тока может подключаться к положительной клемме выходного контура или отрицательной клемме выходного контура. Выходной сигнал модуля дискретизации выходного тока может служить в качестве входного сигнала модуля усиления выборки тока. Выходная клемма модуля усиления выборки тока может быть подключена к шине уравнивания тока через резистор R0.
К тому же аналоговый уравнитель тока также может содержать модуль управления, выполненный с возможностью создания сигнала управления под управлением модуля 1004 цифровой обработки. Модуль 1006 преобразования основной мощности может быть выполнен с возможностью осуществления регулировки напряжения в соответствии с сигналом управления.
Следует отметить, что модуль 1002 дискретизации и усиления выходного тока, модуль 1004 управления уравниванием тока, модуль 1006 регулировки, модуль 1008 усиления ошибки по напряжению, модуль 1010 преобразования основной мощности, модуль управления, модуль дискретизации выходного тока и модуль усиления выборки тока могут быть реализованы посредством электрических схем.
Варианты осуществления изобретения дополнительно предусматривают систему уравнивания тока. На фиг. 11 изображена блочная схема структуры системы уравнивания тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 11, система может содержать один или несколько аналоговых источников питания и один или несколько цифровых источников питания. Выходы таких источников питания могут быть соединены параллельно. Шины уравнивания тока таких источников питания могут быть соединены друг с другом. Такой цифровой источник питания может содержать вышеупомянутый цифровой уравнитель тока. Такой аналоговый источник питания может содержать вышеупомянутый аналоговый уравнитель тока.
Вариант осуществления способа
На фиг. 12 изображена блок-схема способа уравнивания тока в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 12, способ может включать следующие этапы.
На этапе S1202 опорный сигнал Vr выходного напряжения регулируется в соответствии с разницей между сигналом V2 выходного напряжения модуля дискретизации и усиления выходного тока и сигналом Vbus напряжения шины уравнивания тока. Входная клемма модуля дискретизации и усиления выходного тока соединена с выходным контуром источника питания. Выходная клемма модуля дискретизации и усиления выходного тока соединена через резистор R0 с шиной уравнивания тока.
На этапе S1204 регулировка напряжения осуществляется на источнике питания в соответствии с регулируемым опорным сигналом Vr' выходного напряжения.
С помощью указанного способа можно осуществлять управление уравниванием тока и для аналоговых, и для цифровых источников питания. Способ может включать, но не ограничиваясь, применение в случае, когда в одну систему электропитания включены и цифровые, и аналоговые источники питания. Можно осуществлять управление уравниванием тока и для аналоговых, и для цифровых источников питания одновременно, осуществляя уравнивание тока в случае, когда в одну систему электропитания включены и цифровые, и аналоговые источники питания, и улучшая надежность модуля электропитания и всей системы электропитания.
Состав и принцип решения по уравниванию тока, предложенного в изобретении, рассматривается подробно в вариантах осуществления.
Вариант осуществления 1
Вариант осуществления предусматривает автоматический уравнитель тока для цифрового и аналогового гибридного управления. С помощью автоматического уравнивания тока уравнивание тока может быть осуществлено в случае, когда в одну систему электропитания включены и цифровые, и аналоговые источники питания. На фиг. 13 изображено схематическое представление цифрового и аналогового источников питания, включенных параллельно в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 13, несколько модулей электропитания используются параллельно. Для простоты на фиг. 13 изображены только два модуля электропитания. Модуль 1301 электропитания является аналоговым. Модуль 1302 электропитания является цифровым. Знак пропуска обозначает любой другой не показанный модуль электропитания. В случае, когда в одну систему электропитания включены и цифровые, и аналоговые источники питания, выходы модулей электропитания непосредственно соединены параллельно, и внешние шины уравнивания тока модулей электропитания также непосредственно соединены параллельно.
Автоматический уравнитель тока может содержать схему уравнивания тока внутри аналогового источника питания и схему уравнивания тока внутри цифрового источника питания.
На фиг. 14 изображена блочная схема схемы уравнивания тока внутри аналогового источника питания в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 14, в автоматическом уравнителе тока схема уравнивания тока внутри аналогового источника питания может содержать схему 11 дискретизации выходного тока, схему 12 усиления выходного тока, схему 13 контроллера уравнивания тока, схему 15 усиления ошибки по напряжению, схему 14 обратной связи по выходному напряжению, схему 16 блока создания сигнала и управления для преобразования напряжения ошибки, выданного схемой усиления ошибки по напряжению, в сигнал управления и схему 17 изменения основной мощности. Схема 11 дискретизации выходного тока может быть расположена в выходном контуре. Выходной сигнал модуля 11 дискретизации выходного тока может служить в качестве входного сигнала схемы 12 усиления выборки тока. Выходной сигнал схемы 12 усиления выборки тока может быть подключен к шине уравнивания тока через резистор R0. Первая входная клемма контроллера 13 уравнивания тока может быть подключена к выходному сигналу схемы 12 усиления выборки тока. Вторая входная клемма контроллера 13 уравнивания тока может быть подключена к сигналу напряжения шины уравнивания тока. Выходное опорное напряжение после уравнивания тока может быть получено посредством проведения операции аналоговой схемой на выходном сигнале контроллера 13 уравнивания тока и опорном сигнале выходного напряжения. Сигнал обратной связи по выходному напряжению может быть получен из фактического выходного напряжения через схему 14 обратной связи по выходному напряжению. Сигнал обратной связи по выходному напряжению может служить в качестве входного сигнала в противофазе усилителя 15 ошибки по напряжению. Выходное опорное напряжение после уравнивания тока может служить в качестве входного синфазного сигнала усилителя 15 ошибки по напряжению. Сигнал управления может быть получен из выходного сигнала усилителя ошибки по напряжению посредством схемы 16 блока создания сигнала и управления. Наконец, соответствующее силовое устройство в схеме 17 изменения основной мощности может управляться сигналом управления.
Могут быть два варианта обработки внутри цифрового источника питания в автоматическом уравнителе тока, то есть один с аналоговой схемой управления уравниванием тока, другой без какой-либо аналоговой схемы уравнивания тока.
На фиг. 15 изображена блочная схема схемы уравнивания тока с аналоговым контроллером уравнивания тока внутри цифрового источника питания в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 15, схема уравнивания тока внутри цифрового источника питания с аналоговой схемой управления уравниванием тока может содержать схему 21 дискретизации выходного тока, схему 22 усиления выходного тока, схему 24 обратной связи по выходному напряжению, схему 28 контроллера уравнивания тока, периферийную схему 23 цифрового процессора, цифровой процессор 25, схему 26 управления и схему 27 изменения основной мощности. Схема 21 дискретизации выходного тока может быть расположена в выходном контуре. Выходной сигнал модуля 21 дискретизации выходного тока может служить в качестве входного сигнала схемы 22 усиления выборки тока. Выходной сигнал схемы 22 усиления выборки тока может быть подключен к шине уравнивания тока через резистор R0. Первая входная клемма контроллера 28 уравнивания тока может быть подключена к выходному сигналу схемы 22 усиления выборки тока. Вторая входная клемма контроллера 28 уравнивания тока может быть подключена к сигналу напряжения шины уравнивания тока. Сигнал обратной связи по выходному напряжению может быть получен из фактического выходного напряжения через схему 24 обратной связи по выходному напряжению. Выход контроллера 28 уравнивания тока и сигнал обратной связи по выходному напряжению может быть отправлен на цифровой процессор 25 через периферийную схему 23 цифрового процессора. Цифровой процессор 25 может выводить модулирующий сигнал путем осуществления дискретизации и соответствующей операции на двух сигналах. Модулирующий сигнал может создавать сигнал управления посредством схемы 26 управления. Наконец, сигнал управления может управлять соответствующим силовым устройством в схеме 27 изменения основной мощности.
На фиг. 16 изображена блочная схема схемы уравнивания тока без аналогового контроллера уравнивания тока внутри цифрового источника питания в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как изображено на фиг. 16, в автоматическом уравнителе тока схема уравнивания тока внутри цифрового источника питания без какой-либо аналоговой схемы управления уравниванием тока может содержать схему 31 дискретизации выходного тока, схему 32 усиления выходного тока, схему 34 обратной связи по выходному напряжению, периферийную схему 33 цифрового процессора, цифровой процессор 35, схему 36 управления и схему 37 изменения основной мощности. Схема 31 дискретизации выходного тока может быть расположена в выходном контуре. Выходной сигнал схемы 31 дискретизации выходного тока может служить в качестве входного сигнала схемы 32 усиления выборки тока. Выходной сигнал схемы 32 усиления выборки тока может быть подключен к шине уравнивания тока через резистор R0. Сигнал обратной связи по выходному напряжению может быть получен из фактического выходного напряжения через схему 34 обратной связи по выходному напряжению. Выходной сигнал схемы 32 усиления выборки тока, сигнал напряжения шины уравнивания тока и сигнал обратной связи по выходному напряжению могут быть направлены на цифровой процессор 35 через периферийную схему 33 цифрового процессора. Цифровой процессор 35 может выводить модулирующий сигнал путем осуществления дискретизации и соответствующей операции на трех сигналах. Модулирующий сигнал может создавать сигнал управления посредством схемы 36 управления. Наконец, сигнал управления может управлять соответствующим силовым устройством в схеме 37 изменения основной мощности.
Здесь в случае параллельного включения цифровых и аналоговых источников питания напряжение Vbus шины уравнивания тока отражает среднее значение сигнала V2 напряжения, полученного после обработки выходных токов модулей электропитания схемой дискретизации выходного тока и схемой усиления выборки тока; т.е. Vbus отражает среднее значение токов, выданных модулями. Когда токи, выданные модулями, отличаются друг от друга, V2 модулей не совпадают; т.е. V2 отличается от Vbus. В аналоговом источнике питания выход контроллера 13 уравнивания тока будет устанавливать значение на входной клемме синфазного сигнала усилителя 15 ошибки по напряжению для вывода опорного напряжения. Наконец, выходной ток модуля может регулироваться за счет регулировки выходного напряжения модуля. В цифровом источнике питания с аналоговым контроллером уравнивания тока выход контроллера 28 уравнивания тока может регулировать выходное опорное напряжение в цифровом процессоре 25. Наконец, выходной ток модуля может регулироваться за счет регулировки выходного напряжения модуля. В цифровом источнике питания без какого-либо аналогового контроллера уравнивания тока выходное опорное напряжение может регулироваться за счет получения разницы между V2 и Vbus посредством цифровой операции в цифровом процессоре 35. Наконец, выходной ток модуля может регулироваться за счет регулировки выходного напряжения модуля. Когда в модулях достигается уравнивание тока, выходное опорное напряжение каждого модуля далее не регулируется. Выходное напряжение остается тем же, так что между модулями сохраняется уравнивание тока.
Вариант осуществления может в общем применяться в системе электропитания нескольких источников питания, подключенных параллельно, в частности к системе электропитания с цифровыми и аналоговыми источниками питания, подключенными параллельно. Здесь модуль электропитания может содержать, но не ограничиваясь, импульсный источник питания; система электропитания может содержать, но не ограничиваясь, систему источника питания линии связи.
К тому же, схема дискретизации выходного тока, рассматриваемая здесь, может быть установлена на положительной клемме или отрицательной клемме выходного контура.
Устройство дискретизации тока в схеме дискретизации выходного тока, рассматриваемой здесь, может содержать, но не ограничиваясь, двухвыводный шунт, четырехвыводный шунт, трансформатор тока, датчик тока или подобное.
Схема контроллера уравнивания тока, рассматриваемая здесь, может содержать, но не ограничиваясь, специальную схему аналогового контроллера уравнивания тока или схему операционного усилителя.
Указанный вариант осуществления является легкоосуществимым и может осуществлять уравнивание тока в случае, когда и цифровые, и аналоговые источники питания включены в одну систему электропитания, таким образом улучшая надежность модуля электропитания и всей системы электропитания.
Вариант осуществления 2
Как изображено на фиг. 13, уравнивание тока выполняется для аналогового источника 1301 питания и цифрового источника 1302 питания в параллельном включении. Цифровой источник 1302 питания может содержать аналоговый контроллер уравнивания тока. Блочная схема схемы уравнивания тока в аналоговом источнике 1301 питания показана на фиг. 14. Блочная схема схемы уравнивания тока в цифровом источнике 1302 питания показана на фиг. 15.
Vbus может быть получен из шины уравнивания тока, которая подключена через резистор R0 к усиленным сигналам выходных токов аналогового источника 1301 питания и цифрового источника 1302 питания. Vbus отражает среднее значение выходных токов аналогового источника 1301 питания и цифрового источника 1302 питания.
Как изображено на фиг. 14, в аналоговом источнике питания сигнал напряжения V2 получается после прохода выходного тока I0 через схему 11 дискретизации выходного тока и схему усиления 12 выборки тока. V2 отражает величину выходного тока локального модуля электропитания и служит в качестве первого входного сигнала контроллера 13 уравнивания тока. Vbus отражает среднее значение выходных токов двух источников питания и служит в качестве второго входного сигнала контроллера 13 уравнивания тока. V3 представляет собой выходной сигнал контроллера 13 уравнивания тока. V3 влияет на выходное опорное напряжение Vr и дополнительно влияет на новое выходное опорное напряжение Vr', полученное посредством проведения операции аналоговой схемой на V3 и Vr. Vr' служит в качестве входного синфазного сигнала усилителя 15 ошибки по напряжению клеммы модуля усиления ошибки по напряжению. Vr' и сигнал Vf обратной связи по выходному напряжению (входной сигнал в противофазе усилителя 15 ошибки по напряжению) снова влияют на выходной сигнал Ve усилителя 15 ошибки по напряжению. Ve изменяет сигнал управления с помощью схемы 16 блока создания сигнала и управления. Наконец, выходное напряжение регулируется за счет регулирования рабочего состояния схемы 17 изменения основной мощности для достижения выходного уравнивания тока. Например, когда V2 модуля меньше Vbus, т.е. выходной ток модуля меньше среднего тока. Выходной сигнал V3 контроллера 13 уравнивания тока увеличивается. Выходное опорное напряжение увеличивается соответственно. Затем выходное напряжение модуля увеличивается, увеличивая выходной ток модуля, таким образом достигая уравнивания тока. И наоборот (когда V2 больше Vbus).
Как изображено на фиг. 15, в цифровом источнике питания со схемой аналогового контроллера 28 уравнивания тока сигнал V2 напряжения получается после прохода выходного тока I0 через схему 21 дискретизации выходного тока и схему 22 усиления выборки тока. V2 отражает величину выходного тока локального модуля электропитания и служит в качестве первого входного сигнала контроллера 28 уравнивания тока. Vbus отражает среднее значение выходных токов двух источников питания и служит в качестве второго входного сигнала контроллера 28 уравнивания тока. V3 представляет собой выходной сигнал контроллера 28 уравнивания тока. Vf представляет собой сигнал обратной связи по выходному напряжению, получаемый после прохода фактического выходного напряжения V0 через схему 24 обратной связи по выходному напряжению. V3 и Vf проходят через периферийную схему 23 цифрового процессора для получения аналоговых сигналов V3' и Vf', которые готовы для аналого-цифрового преобразования и операции дискретизации посредством цифрового процессора 25.
На фиг. 17 изображено схематическое представление управления уравниванием тока внутри цифрового процессора в соответствии с вариантом 2 осуществления изобретения. Управление, как показано на фиг. 17, осуществляется в цифровом процессоре 25. Аналоговые сигналы V3' и Vf' преобразовываются в цифровые сигналы посредством канала аналого-цифрового преобразования выборки цифрового процессора 25. Цифровой сигнал V3' затем смещается для получения ошибки контура уравнивания тока. Выход контура уравнивания тока получают посредством PI-регулирования ошибки контура уравнивания тока. Новое выходное опорное напряжение получают посредством выполнения цифровой операции на выходе контура уравнивания тока и цифровом выходном опорном напряжении. Ошибку контура напряжения получают посредством выполнения цифровой операции на новом выходном опорном напряжении и цифровом сигнале Vf'. Выход контура напряжения получают посредством PI-регулирования ошибки контура напряжения. Модулирующий сигнал создается посредством обработки выхода контура напряжения. Сигнал управления создается после прохождения модулирующего сигнала, выданного цифровым процессором 25, через схему 26 управления. Сигнал управления регулирует выходное напряжение посредством регулировки рабочего состояния схемы 27 изменения основной мощности для достижения уравнивания выходного тока. Например, когда V2 модуля меньше Vbus, т.е. выходной ток модуля меньше среднего тока. Выходной сигнал V3 контроллера 13 уравнивания тока увеличивается. Выходное опорное напряжение увеличивается с положительным выходом контура уравнивания тока в цифровом процессоре 25. Затем выходное напряжение модуля увеличивается, увеличивая выходной ток модуля, таким образом достигая уравнивания тока. И наоборот.
Вариант осуществления 3
Как изображено на фиг. 13, уравнивание тока выполняется для аналогового источника 1301 питания и цифрового источника 1302 питания в параллельном включении. Цифровой источник 1302 питания может не содержать аналоговый контроллер уравнивания тока. Блочная схема схемы уравнивания тока в аналоговом источнике 1301 питания показана на фиг. 14. Блочная схема схемы уравнивания тока в цифровом источнике 1302 питания показана на фиг. 16.
Vbus может быть получен из шины уравнивания тока, которая подключена через резистор R0 к усиленным сигналам выходных токов аналогового источника 1301 питания и цифрового источника 1302 питания. Vbus отражает среднее значение выходных токов аналогового источника 1301 питания и цифрового источника 1302 питания.
Механизм регулировки уравнивания тока в аналоговом источнике питания такой же что и в варианте осуществления 2 и, следовательно, не повторяется.
Как изображено на фиг. 16, в цифровом источнике питания без какой-либо схемы аналогового контроллера уравнивания тока, сигнал V2 напряжения получается после прохода выходного тока I0 через схему 31 дискретизации выходного тока и схемы 32 усиления выборки тока. V2 отражает размер выходного тока локального модуля электропитания. Сигнал Vf обратной связи по выходному напряжению получают после прохождения выходного напряжения через схему 34 обратной связи по выходному напряжению. V2, Vbus и Vf проходят через соответствующую периферийную схему 33 цифрового процессора для получения аналоговых сигналов V2', Vbus' и Vf', которые готовы для аналого-цифрового преобразования и операции дискретизации посредством цифрового процессора 35.
На фиг. 18 изображено схематическое представление управления уравниванием тока внутри цифрового процессора в соответствии с вариантом 3 осуществления изобретения. Управление, как показано на фиг. 18, осуществляется в цифровом процессоре 35. Аналоговые сигналы V2', Vbus' и Vf' преобразовываются в цифровые сигналы посредством канала аналого-цифрового преобразования выборки цифрового процессора 35. Ошибку контура уравнивания тока получают посредством цифровой операции цифровых сигналов V2' и Vbus'. Выход контура уравнивания тока получают посредством PI-регулирования ошибки контура уравнивания тока. Новое выходное опорное напряжение получают посредством выполнения цифровой операции на выходе контура уравнивания тока и цифровом выходном опорном напряжении. Ошибку контура напряжения получают посредством выполнения цифровой операции на новом выходном опорном напряжении и цифровом сигнале Vf'. Выход контура напряжения получают посредством PI-регулирования ошибки контура напряжения. Модулирующий сигнал создается посредством обработки выхода контура напряжения. Сигнал управления создается после прохождения модулирующего сигнала, выданного цифровым процессором 35, через схему 36 управления. Сигнал управления регулирует выходное напряжение посредством регулировки рабочего состояния схемы 37 изменения основной мощности для достижения уравнивания выходного тока. Например, когда V2 модуля меньше Vbus, т.е. выходной ток модуля меньше среднего тока. Ошибка контура уравнивания тока в цифровом процессоре 35 является положительной. Выход контура уравнивания тока после PI-регулирования является положительным, увеличивающим выходное опорное напряжение. Затем выходное напряжение модуля увеличивается, увеличивая выходной ток модуля, таким образом достигая уравнивания тока. И наоборот.
Вариант осуществления 2 и вариант осуществления 3 описаны на примере уравнивания тока двух источников питания. Схема уравнивания тока для N модулей, подключенных параллельно, является подобной.
Таким образом, видно, что решение, предусмотренное вышеупомянутым вариантом осуществления, допускает осуществление эффективного уравнивания тока в случае, когда в одну систему электропитания включены как цифровые, так и аналоговые источники питания. Решение является легкореализуемым и может улучшить надежность модуля электропитания и всей системы электропитания.
Ясно, что специалисты в данной области техники поймут, что модули или этапы изобретения могут быть реализованы с использованием универсального вычислительного устройства и могут быть внедрены в одном вычислительном устройстве или распределены по сети, образованной несколькими вычислительными устройствами. Факультативно они могут быть реализованы с использованием программных кодов, выполняемых на вычислительном устройстве, и таким образом могут храниться в накопительном устройстве и выполняться вычислительным устройством. В некоторых случаях этапы могут выполняться в порядке, отличном от того, который показан или описан здесь, или каждый из них может быть переделан в модуль интегральной схемы. Несколько модулей или этапов, представленных в данном документе, могут быть реализованы посредством переделывания в один модуль интегральной схемы. Таким образом, вариант осуществления изобретения не ограничивается определенными комбинациями аппаратного и программного обеспечения.
Описанное представляет собой лишь варианты осуществления изобретения и не направлено на ограничение изобретения. Специалистам в данной области техники может быть известно о модификациях и изменениях изобретения. Любые модификации, эквивалентные замены, усовершенствования и т.д., выполненные в пределах сущности и идеи изобретения, должны включаться в объем изобретения.