专利名称：一种不同容量模块并联工作的高压直流电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及电气设备技术领域，尤其涉及一种不同容量模块并联工作的高压直流电源。
背景技术：
作为电信、互联网设备的后备电源，高压直流电源系统已开始逐步取代传统的 UPS。因为与传统的UPS相比，高压直流电源系统具有更高的可靠性、更好的扩容性。高压直流电源包括交流输入单元、整流单元、监控单元、蓄电池单元及直流配电单元，整流单元是其中的核心部件。目前高压直流电源都采用的是模块式整流单元，同一台高压直流电源采用相同容量的整流模块并联，不能将不同容量的整流模块并联。当整台高压直流电源的整流模块都已安装，系统满负载工作时，用户要扩大整个系统的容量，就只好又增加高压直流电源的台数。这种扩容方式投资大，周期长，又增加占地面积。尤其是当用户的机房空间不够时，就更麻烦。
发明内容
本发明就是针对上述问题提供了一种能将大容量模块直接更换小容量模块、扩容方便、投资小、速度快、占地面积不变的不同容量模块并联工作的高压直流电源系统。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案本发明主要包括交流输入单元、整流单元、监控单元、蓄电池单元及直流配电单元。所述的整流单元是由不同容量的整流模块并联连接构成的。所述的整流模块包括整流执行装置、采样装置、放大装置、比较装置、反向放大装置、比较给定装置、PWM调节装置。采样装置安装在整流执行装置的输出线路上，采样装置、 放大装置、比较装置、反向放大装置、比较给定装置、PWM调节装置、整流执行装置依次串联， 形成一个反馈调节闭环。所述整流装置，用于转化交流电为直流电；所述采样装置，用于采集整流装置的输出电流信号；所述放大装置，用于将采集的电流信号放大；所述比较装置，用于将采集的电流信号与均流总线的电流值进行对比，并将其电流差值转化为电压差值信号。所述反向放大装置，用于将比较后的电压差值信号反向放大。所述比较给定装置，用于将电压差值信号与给定的设定信号和反馈信号进行比较，得出一个控制整流输出的调节值。所述PWM调节装置，用于将调节值转化为PWM脉宽调制信号，根据PWM脉宽调制信号调节整流装置的输出电流大小；本发明的有益效果是1、本发明高压直流电源采用不同容量的整流模块并联，不同模块之间按照其额定电流值按比例分担负载电流，从而保证系统协调工作。这就非常方便用户扩容，当用户要增加容量时，只需将小容量整流模块更换成大容量模块，不必重新购置新的高压直流电源，从而节省投资。同时，大容量模块就安装在原小容量模块位置，体积相同，不增加占地面积。2、整流模块可以带电插拔，将小容量的模块拔出，更换成大容量的模块插入，因此可迅速实现扩容，时间短，而且系统不需停电。
图1是本发明的原理图；图2是本发明整流模块按额定比例自动调节输出电流原理图；图3是本发明不同容量模块并联工作的连接示意图。
具体实施例方式以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。参阅图1、图2、图3，一种不同容量模块并联工作的高压直流电源，主要包括交流输入单元1、整流单元2、监控单元3、蓄电池单4元及直流配电单元5。其中，整流单元2是由三个整流模块6并联连接构成的，第一个整流模块的容量为10A，第二个整流模块的容量为20A，第三个整流模块的容量为40A。每个整流模块6由整流执行装置7、采样装置8、放大装置9、比较装置10、反向放大装置11、比较给定装置12、PWM调节装置13组成。采样装置8安装在整流执行装置7的输出线路上，采样装置8、放大装置9、比较装置10、反向放大装置11、比较给定装置12、PWM 调节装置13、整流执行装置7依次串联，形成一个反馈调节闭环。反馈调节闭环调节的目的是使第一个整流模块、第二个整流模块、第三个整流模块按照各自容量的比例均勻分担负载。三个整流模块的容量比例为10 20 40 = 1:2: 4，假设负载为35A，则第一个整流模块应分担35A的七分之一，即5A;第二个整流模块应分担35A的七分之二，即IOA ；第三个整流模块应分担35A的七分之四，即20A。假设接通负载后，第一个整流模块的执行装置输出电流为5A，比要求分担的IOA 小50%。采样装置对电流进行采样并转换为相应的电压信号，相应的电压信号也减小了 50%，进入放大装置放大，再通过比较装置进行比较，得到一个减小了 50%的差值。这一差值经反向放大装置放大，变成了增大50%的差值，再与比较给定装置比较，发出了一个要求 PWM调节装置增加50%的信号，从而调节整流执行装置的输出电流增大5A，达到要求分担的 10A。同理，第二个整流模块、第三个整流模块的输出电流如因某种原因大于或小于按比例要求均分的负载电流，上述反馈调节闭环系统将使其向相反方向调节，达到要求分担的电流值。上述只是举三个整流模块的例子进行说明，实际应用时，可以采用多个不同容量的模块并联工作。上面是对高压直流电源及整流模块的组成和工作原理进行了举例说明，下面对整流模块内的实际结构再作详细说明每个整流模块6由整流执行装置7、采样装置8、放大装置9、比较装置10、反向放大装置11、比较给定装置12、PWM调节装置13组成。其中，整流执行装置7采用AC/DC、DC/ DC变换器，采样装置8是采用电流传感器，放大装置9采用一个正向放大器，比较装置10采用由电阻、电容及均流总线构成的比较电路，反向放大装置11采用一个反向放大器，比较给定装置12采用由电阻、电容、给定电压、放大器构成的运算电路，调节装置13采用PWM脉宽调制电路。下面结合图3对η个整流模块并联工作进行详细说明第一个整流模块、第二个整流模块、第η个整流模块并联工作，其输出电流分别为 II1JIp IIl1，，通过电流传感器采样转换为对应的信号电压分别为lVi、2Vi、nVi，然后分别进入放大器IU1JUrnU1放大，再分别经lR4、2R4、nRdP IK1JK1AK1与均流总线连接进行比较，比较后的差值在1R4、2R4、3R4上反映出来，进入反向放大器1U2、2U2、3U2，得到一个反向的参数，这个参数再进入比较放大器1U3、2U3、3U3的正向输入端，则在输出端得到一个反向的控制电压1%、2%、3%，经PWM信号处理后，控制第一个整流模块、第二个整流模块、第η个整流模块的输出电流向反方向调节，使其接近按比例分担的负载电流，从而达到均流的目的。图中电容C为滤波用，IK1-IiK1为均流保护用，使故障模块的信号不进入均流总线， 1 -!! 为阻抗匹配用。电流传感器1LH、2LH、nLH在每个模块为额定输出电流时，对应的输出信号IVi = 2Vi = nVi，经信号比较调理后得到IVciJVc^nVci,再通过PWM调制电路进行调节，使其按比例控制电流输出，即Δ II1ZlIe Δ 2\J2\q AnI1ZnIe = Δ IVi Δ 2Vi AnVi = Δ IV0 A2V0 AnV0上式中ΔΙ、、Δ2Ι^、、、AnI1* 1 η等模块的电流变化值；lle、21e、、、、nle为1 η等模块的额定电流值；AlVi、A2Vi、、、、AnVi为1 η电流传感器的输出信号电流变化值；Δ IV0, A2V0、、、、AnV0 % 1 η经VI、V2、V3处理后的输出信号电压。例如模块1的额定电流lie为10A，ILH额定输出信号为5V ；模块2的额定电流 2Ie为20A，2LH输出信号为5V ；如果由于某种原因，使模块1输出电流II1非正常增大1A， 电流传感器输出信号IVi则增大0. 5A，IV0则减少0. 5KV(K为综合增大参数，且不同模块的 K都相等)，经PWM后，使1号模块电流按比例减小1A，从而达到均流目的。同理，模块2输出电流2L非正常增大2A，电流传感器输出信号2Vi则增大0. 5V, 2V0则也减少0. 5KV(K为综合放大参数，且不同模块的K都相等)。经PWM后，使2号模块电流按比例减小2A，从而达到均流的目的。
权利要求
1.一种不同容量模块并联工作的高压直流电源，包括交流输入单元(1)、整流单元 O)、监控单元(3)、蓄电池单元(4)及直流配电单元(5)，其特征在于所述的整流单元O) 是由不同容量的整流模块(6)并联连接构成。
2.根据权利要求1所述的一种不同容量模块并联工作的高压直流电源，其特征在于 所述的整流模块(6)包括整流执行装置(7)、采样装置(8)、放大装置(9)、比较装置(10)、 反向放大装置(11)、比较给定装置(1 和PWM调节装置(13)，采样装置(8)安装在整流执行装置(7)的输出线路上，采样装置(8)、放大装置(9)、比较装置(10)、反向放大装置 (11)、比较给定装置(U)、PWM调节装置(1 和整流执行装置(7)依次串联，形成一个反馈调节闭环。
全文摘要
本发明公开了一种不同容量模块并联工作的高压直流电源，本发明的目的在于提供了一种能将大容量模块直接更换小容量模块、扩容方便、投资小、速度快、占地面积不变的不同容量模块并联工作的高压直流电源系统。本发明包括交流输入单元、整流单元、监控单元、蓄电池单元及直流配电单元。其特征在于整流单元是由不同容量的整流模块并联连接构成的，整流模块包括整流执行装置、采样装置、放大装置、比较装置、反向放大装置、比较给定装置、PWM调节装置。
文档编号H02J1/10GK102480126SQ20101055610
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者孔庆海, 杨水根, 王怀忠, 黎福根 申请人:湖南丰日电源电气股份有限公司