一种多路输出的电源系统及其构建和控制方法_4

文档序号:9526323阅读:来源:国知局
Vin为三相市电输入,输出为150V-550V的直流电压。3个输出分路PB1、PB2、PB3均为双线即正负输出,分别连接到3个充电枪,可用于同时为三辆电动汽车的电池充电。
[0080]电源模块单元(PMU)的通信接口为CAN接口,通信总线(SComBus)为RS485总线,系统控制单元的对下通信接口(SCComPort)也是RS485接口。
[0081]切换模块单元(QMU)如图4所示,包括一个输入接口(QMVinPort)、3个输出接口(QMVol、QMVo2、QMVo3)、和控制接口(QMctrPort)。切换模块单元(QMU)内部包括3个继电器,连接在输入接口(QMVinPort)和3个输出接口(QMVol、QMVo2、QMVo3)之间。
[0082]通信处理单元(C0MU)包括的通信识别单元(ComIDU)如图5所示,用于设置通信处理单元(C0MU)的识别标记,并经通信处理单元(C0MU)读取后转化为与系统控制单元(SOT)通信的RS485通信地址。
[0083]10个电源模块单元(PMU)分成5个电源模块单元基础组(PMUZ),每个电源模块单元基础组(PMUZ)包括2个电源模块单元(PMU),每个电源模块单元(PMU)对应一个通信识别单元(ComIDU)。
[0084]每个电源模块单元(PMU)为模块化电源变换器,形状为长方体,如图7所示,正后方有输入连接插头作为输入接口(PMVinPort)、输出连接插头作为输出接口(PMVoPort)、控制连接插头作为控制接口(PMCtrPort),实现将三相市电输入变换为200-550V直流输出,最大输出电流15A。控制连接插头中包括通信插针作为通信接口(PMComPort),识别信号插针作为识别接口(PMIDPort)。电源系统还包括机架,模块化电源变换器安装在机架上,机架上在与模块化电源变换器的输入连接插头、输出连接插头、控制连接插头对应的位置安装有对应的输入连接插座、输出连接插座、控制连接插座,该模块化电源变换器可以在机架上带电插拔。
[0085]1#和2#电源模块单元(PMU)输入端口(PMVinPort)通过机架上的输入连接插座连接到电源系统的输入SVin,输出端口(PMVoPort)通过机架上的输出连接插座连接到1#切换模块(QMU)的输入端口(QMVinPort)。1#切换模块单元(QMU)的输出接口 1 (QMVol)连接到第1个输出分路PB1,输出接口 2(QMVo2)连接到第2个输出分路PB2,输出接口3 (QMVo3)连接到第3个输出分路PB3。
[0086]3#和4#电源模块单元(PMU)输入端口(PMVinPort)通过机架上的输入连接插座连接到电源系统的输入SVin,输出端口(PMVoPort)通过机架上的输出连接插座连接到2#切换模块(QMU)的输入端口(QMVinPort)。2#切换模块单元(QMU)的输出接口 1 (QMVol)连接到第1个输出分路PB1,输出接口 2(QMVo2)连接到第2个输出分路PB2,输出接口3 (QMVo3)连接到第3个输出分路PB3。
[0087]以此类推,图6中未画出5-8#电源模块单元(PMU)与3_4#切换模块单元(QMU)的连接方式,连接方式完全类似,5#和6#电源模块单元(PMU)对应3#切换模块单元(QMU),7#和8#电源模块单元(PMU)对应4#切换模块单元(QMU)。9#和10#电源模块单元(PMU)输入端口(PMVinPort)通过机架上的输入连接插座连接到电源系统的输入SVin,输出端口(PMVoPort)通过机架上的输出连接插座连接到5#切换模块(QMU)的输入端口(QMVinPort)。5#切换模块单元(QMU)的输出接口 1 (QMVol)连接到第1个输出分路PB1,输出接口 2 (QMVo2)连接到第2个输出分路PB2,输出接口 3 (QMVo3)连接到第3个输出分路PB3。
[0088]系统正常工作前,通过通信识别单元(ComIDU)将1#通信处理单元(C0MU)的RS485通信地址设置为1,将2#通信处理单元(COMU)的RS485通信地址设置为2,以此类推,5#通信处理单元(COMU)的RS485通信地址设置为5。该信息在系统正常工作前设置在系统控制单元(SCU)中,可以直接固化在系统控制单元(SCU)程序中,也可以通过系统控制单元(SCU)的界面设置。第1电源模块单元基础组(PMUZ)对应1#切换模块单元(QMU),第2电源模块单元基础组(PMUZ)对应2#切换模块单元(QMU),以此类推,第5电源模块单元基础组(PMUZ)对应5#切换模块单元(QMU),该信息在系统正常工作前也设置在系统控制单元(SCU)中。
[0089]电源系统工作时,根据各输出分路的要求动态分配电源模块单元基础组(PMUZ)到各输出分路。例如第1输出分路PB1需100A电流,最高输出电压500V,第2输出分路PB2需30A电流,最高输出电压510V,第3输出分路PB3不需电流,因为每个电源模块单元基础组(PMUZ)的总电流为30A,第1输出分路PB1需要4个电源模块单元基础组(PMUZ),第2输出分路PB2需要1个电源模块单元基础组(PMUZ),第3输出分路PB3不需要电流。系统控制单元(SOT)把第1至第4电源模块单元基础组(PMUZ)分在第1匹配组(PT),把第5电源模块单元基础组(PMUZ)分在第2匹配组,分别对应第1输出分路PB1和第2输出分路PB2。根据1#、2#电源模块单元(PMU)与1#通信处理单元(C0MU)通信、3#、4#电源模块单元(PMU)与2#通信处理单元(C0MU)通信、5#、6#电源模块单元(PMU)与2#通信处理单元(C0MU)通信、7#、8#电源模块单元(PMU)与4#通信处理单元(C0MU)通信、9#、10#电源模块单元(PMU)与5#通信处理单元(C0MU)通信的关系,系统控制单元(SOT)可以得到1-8#的电源模块单元(PMU)对应到第1输出分路,9#、10#的电源模块单元(PMU)对应到第2输出分路。系统控制单元(SCU)把最高输出电压500V、输出电流12.5A(i00A电流由8个电源模块单元(PMU)分担)的控制信息通过RS485总线发送给通信地址为1-4的通信处理单元(C0MU),把最高输出电压510v、输出电流15A的控制信息通过RS485总线发送给通信地址为5的通信处理单元(C0MU),通信处理单元进一步把控制信息发送给与之通信的电源模块单元(PMU)。此外,系统控制单元(SCU)通过切换控制总线QCBus,把切换到输出接口 1的控制信息发送到1-4#切换模块单元(QMU),把切换到输出接口 2的控制信息发送到5#切换模块单元(QMU)。这样,电源系统实现了将电源模块单元(PMU)动态分配给输出分路的要求。系统控制单元(SCU)对电源模块单元(PMU)和切换模块单元(QMU)发送控制信息的顺序可根据控制要求确定。
[0090]从第五实施例可以看出,本发明的方案可以动态地把各电源模块单元基础组(PMUZ)分配到需要的输出分路,高效地利用电源系统的输出能力。
[0091]本发明第六实施例的框图与图6相同,与第五实施例不同点在于,切换模块单元(QMU)的控制接口(QMctrPort)、系统控制单元(SOT)的切换控制接口(SCQMCPort)为RS485通信接口,切换控制总线QCBus为RS485总线。本方案中,将切换模块单元(QMU)的编号与其通信地址相对应,使系统控制单元(S⑶)根据通信地址控制切换模块单元(QMU)的切换。切换模块单元(QMU)接收到控制信息后,将其转换成相应的可控切换开关的控制信号。作为本方案的一个特例,可以将通信总线SComBus和切换控制QCBus合并成一个RS485通信总线。
【主权项】
1.一种多路输出电源系统的构建与控制方法,所述的多路输出电源系统的输入源为单相交流电或三相交流电或直流电,输出为交流电或直流电,其特征是: 所述的多路输出电源系统包括系统控制单元(SCU)、K个电源模块单元基础组(PMUZ)、Κ个切换模块单元(QMU)、Ν组输出分路(PBS)、通信总线(SComBus)、K个通信处理单元(C0MU)、切换控制总线(QCBus),其中K大于等于2,N大于等于2,N组输出分路(PBS)分为PB1、PB2、…、PBN; 所述的每个电源模块单元基础组(PMUZ)包括1个或多个电源模块单元(PMU),各电源模块单元基础组(PMUZ)包括的电源模块单元(PMU)的数量可以相同或不同; 所述的通信处理单元(C0MU)与电源模块单元基础组(PMUZ) —一对应;所述的K个切换模块单元(QMU)也与K个电源模块单元基础组(PMUZ) —一对应,每一个切换模块单元(QMU)对应一个电源模块单元(PMU)的基础组; 所述的电源模块单元(PMU)包括输入接口(PMVinPort)、输出接口(PMVoPort)、控制接口(PMCtrPort),其中控制接口(PMCtrPort)包括通信接口(PMComPort);所述的切换模块单元(QMU)包括输入接口(QMVinPort)、控制接口(QMctrPort)、N个输出接口(QMVoS),N个输出接口(QMVoS)分别为QMVol、QMVo2、…、QMVoN ;所述的通信处理单元(C0MUU)包括对上通信接口(COMHPort)和对下通接口(COMLPort);所述的系统控制单元(S⑶)包括对下通信接口(SCComPort)、切换控制接口(SCQMCPort); 所述的电源模块单元(PMU)的输入接口(PMVinPort)连接到系统的输入SVin,同一电源模块单元基础组(PMUZ)的电源模块单元(PMU)的输出接口(PMVoPort)都连接到对应的切换模块单元(QMU)的输入接口(QMVinPort),同一电源模块单元基础组(PMUZ)的电源模块单元(PMU)的控制接口(PMCtrPort)中的通信接口(PMComPort)连接到该电源模块单元基础组(PMUZ)对应的通信处理单元(C0MU)的对下通信接口(COMLPort);所述的通信处理单元(C0MU)的对上通信接口(COMHPort)通过通信总线(SComBus)连接到系统控制单元(SOT)的对下通信接口(SCComPort);所述的切换模块单元(QMU)的N个输出接口(QMVoS)分别一一对应地连接到系统的N组输出分路(PBS),即输出接口 i (QMVol)连接到第1输出分路(PB1),输出接口 2(QMVo2)连接到第2输出分路(PB2),以此类推,输出接口 N(QMVoN)连接到第N输出分路(PBN),所述的切换模块单元(QMU)的控制接口(QMctrPort)通过切换控制总线(QCBus)连接到系统控制单元(SCU)的切换控制接口(SCQMCPort); 所述的通信处理单元(C0MU)通过对下通信接口(COMLPort)与对应的电源模块单元基础组(PMUZ)包括的电源模块单元(PMU)通信,通过对上通信接口(COMHPort)与系统控制单元(SCU)通信,从而把系统控制单元(SCU)的控制信息传送到相应的电源模块单元(PMU);所述的通信处理单元(C0MU)还包括通信识别单元(ComIDU),所述的通信识别单元(ComIDU)通过硬件设定识别标记,设定识别标记的方法为:(A)所有通信识别单元(ComIDU)设定的识别标记各不相同;(B)识别标记为所述的电源系统正常工作前预先设定;所述的通信处理单元(C0MU)将该识别标记转换为识别号ID,使该通信处理单元(C0MU)的对上通信接口(COMHPort)收发信息时具有唯一的标识号ID ;并且所有标识号ID设置在系统控制单兀(SCU)中; 所述的电源模块单元(PMU)根据从通信处理单元(C0MU)传送的系统控制单元(SCU)控制信息,将输入电压SVin变换为需要的电压、电流或功率,并从输出接口(PMVoPort)输 出; 所述的电源切换模块单元(QMU)包括可控切换开关及相应的控制部件;所述的可控切换开关连接于所述的输入接口(QMVinPort)和所述的输出接口(QMVos)之间,所述的控制部件从控制接口(QMctrPort)接收控制信号,控制所述的可控切换开关把从输入接口(QMVinPort)输入的信号切换到所需要的输出接口(QMVoS); 所述的系统控制单元(SCU)的根据所述的N组输出分路(PBS)的电压、电流或功率要求,将K个电源模块单元基础组(PMUZ)整组分配到相应的输出分路(PBS),并控制与K个电源模块单元基础组(PMU
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