一种恒压/恒流电源实现扩容的多机并联系统的制作方法

本实用新型涉及焊接电源技术领域，具体是一种恒压/恒流电源实现扩容的多机并联系统。

背景技术：

焊接电源在使用过程中，当遇到较大的工件焊接时，需要将多台焊机并联使用。多台焊机需要满足以下要求：

1、因为每台电源自身的内阻与输出能力大小不一，所以单纯并联多台机器会导致几台机器之间输出电流存在差异比较大；因此要做到多台机器并联使用时，需要每台从机能平均分配电流；

2、从机可以在一定的数量范围内，任意增减，总控单元能自动识别到从机的数量，并且能给接入的每台从机进行编号；

3、如果其中某一从机出现故障不能正常工作，在不影响其他从机运行的情况下，总控单元能自动舍弃该从机，并根据剩下从机的总的输出能力，调配总的输出电流大小；

4、多机并联之后总机可以实现恒流，恒压两种输出模式，并且在两种输出模式下，每台从机都能平均的分配总的输出电流。

目前尚需设计一种满足上述要求的多机并联系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服背景技术中的不足，提供一种恒压/恒流电源实现扩容的多机并联系统，该系统的总机能对各台从机进行管理，并且分配各台从机的输出电流，还具有结构简单，结果准确的技术特点。

本实用新型采用的技术方案是：

一种恒压/恒流电源实现扩容的多机并联系统，其特征在于：包括一总控单元以及若干从机控制单元；总控单元包括总机控制芯片以及与总机控制芯片连接的总机电流反馈单元、总机电压反馈单元、总机电流电压给定单元、总机显示与输入单元以及总机CAN通信单元；所述从机控制单元包括从机控制芯片以及与其连接的从机电流反馈单元和从机CAN通信单元，总机CAN通信单元与从机CAN通信单元之间连接并通信。

所述总机CAN通信单元包括总机CAN通信芯片以及若干个编号接口，每个编号接口具有四个引脚，第一、第二引脚与总机CAN通信芯片的连接，第三、第四引脚之间连接有第一分压电阻，并且，所有编号接口的第一分压电阻的阻值各不相同。

所述从机CAN通信单元包括从机CAN通信芯片以及一个通信接口，该通信接口具有四个引脚，第一、第二引脚与从机CAN通信芯片连接，第三引脚通过第二分压电阻接入电压，第四引脚通过第三分压电阻接地。

所述总机CAN通信单元的编号接口与从机CAN通信单元的通信接口通过一对一连接，其中，编号接口的第一、第二引脚与通信接口的第一、第二引脚之间通过CAN通信总线连接，编号接口的第三、第四引脚与通信接口的第三、第四引脚之间通过采样电缆连接。

本实用新型的有益效果如下：

1、从机电流采样值与总机电流采样值进行负反馈，强制各从机平均分配总机电流。

2、通过接口处电阻值不同，使接入的单机实现自动编号。

3、若单个从机出现故障，其他从机根据自身能力提高输出能力，以保障总的输出电流值。

4、CAN通信接线数量少，通信数据稳定，通信距离长。

5、并联方式可以实现由固定输出单机进行扩容，获得更大的容量和更高的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构示意图。

图2是总机控制芯片的电路结构示意图。

图3是总机电流反馈单元、总机电压反馈单元以及总机电流电压给定单元的电路结构示意图。

图4是总机显示与输入单元、总机CAN通信单元的电路结构示意图。

图5是从机控制芯片以及从机电流反馈单元的电路结构示意图。

图6是从机CAN通信单元的电路结构示意图。

图7是总机CAN通信单元与从机CAN通信单元的连接结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1到图7所示，一种恒压/恒流电源实现扩容的多机并联系统，包括一总控单元以及若干从机控制单元。总控单元包括总机控制芯片1以及与总机控制芯片连接的总机电流反馈单元2(对多机的总电流进行采样)、总机电压反馈单元3(对多机的总电压进行采样)、总机电流电压给定单元4(输出多机的总电流以及总电压)、总机显示与输入单元5(通过触摸屏进行显示以及输入参数)以及总机CAN通信单元6。所述从机控制单元包括从机控制芯片11以及与其连接的从机电流反馈单元10和从机CAN通信单元12，总机CAN通信单元与从机从机CAN通信单元之间连接并通信。

上述总机电流反馈单元、总机电压反馈单元、总机电流电压给定单元、总机显示与输入单元以及从机电流反馈单元均为现有焊机中成熟的电路，在此不作详细介绍。

所述总机CAN通信单元包括总机CAN通信芯片6-1以及若干个编号接口8，每个编号接口具有四个引脚，第一、第二引脚与总机CAN通信芯片6-1连接，第三、第四引脚之间连接有第一分压电阻7，并且，所有编号接口的第一分压电阻的阻值各不相同。

所述从机CAN通信单元包括从机CAN通信芯片13以及一个通信接口16，该通信接口具有四个引脚，第一、第二引脚与从机CAN通信芯片13连接，第三引脚通过第二分压电阻14接入电压，第四引脚通过第三分压电阻15接地。

所述总机CAN通信单元的编号接口与从机CAN通信单元的通信接口通过一对一连接，其中，编号接口的第一、第二引脚与通信接口的第一、第二引脚之间通过CAN通信总线9连接，编号接口的第三、第四引脚与通信接口的第三、第四引脚之间通过采样电缆连接。

本实用新型的工作原理是：

一、总机工作方式：

1、总控单元控制所有的从机，从机控制单元与总控单元采用CAN通信交换数据，通信模块采用DSPIC30F4011-30I/PT内置的CAN通信单元及CAN通信芯片MCP2561；交换的数据主要有电流，电压给定，电流反馈。

2、总控单元负责总电流的采样，输出电压的采样；总电流采样值均分之后即IF/n(n为从机数量)，通过CAN通信传输给从机控制单元；因为所有的从机是并联的，所以总机上的电压值与从机上的电压值是相同，因此只在总机上有输出电压值采样，并通过CAN通信传输给从机。

3、在恒流模式下，总机显示与输入单元上的设定总的输出电流的给定值IG，并与总机采样的总的电流值IF进行PI运算，保证总机的输出电流恒定。总机通过从机的数量分配给从机需要的输出电流的给定值IGK，因此每个从机收到的电流给定值相同。

4、在恒压模式下，有电压环与电流环两个闭环控制。总机显示板上的电压电位器调节总的输出电压。在总机的控制板中，电压反馈值UF与电压给定值UG进行PI运算的误差值，作为总机的电流给定值与总机的电流采样值IF再运算，实现总机的恒压输出。

二、从机工作方式：

1、在恒流模式下，每个从机电流采样值IK(k为从机编号)与接收到的总机电流值I/n，通过2IK-I/n运算，运算结果作为从机的电流采样值。与总机分配的电流给定值IGK进行PI运算，如此可以调节从机的电流值接近总机的平均电流值。

2、在恒压模式下，总机通过CAN通信传输的电压反馈值UF与电压给定值UG进行PI运算的误差值，作为从机的电流给定值与从机的电流采样值2IK-I/n再运算，实现从机的恒压输出，并保证每台从机输出的电流值相同。

三、故障处理：

每台从机有最大的电流输出能力Ik-all，如果超出最大的输出能力按最大的输出能力输出。如果n台机器一起工作，总机需要的输出电流为I,这样每台从机的输出电流为I/n。如果其中一台机器出现故障停止工作，并不影响其他从机工作。则有n-1台从机通过重新分配总机需要的输出电流I。

1、如果I/(n-1)小于或等于Ik-all，则从机重新均分总机分配的电流，并且总输出电流不会因为少了一台从机而减少。

2、如果I/(n-1)大于Ik-all，则各从机按最大的电流输出能力Ik-all输出，但总机总的输出电流会减少。

四、从机编号：

CAN通信过程中，每台接入的从机都需要有唯一编码，便于总机识别分配数据。实现方法：如图7所示，总控制板与从机控制板有四根线相连，其中有两根是CAN通信总线，另外两根是电平采样的线。在总控制板CAN通信的插芯加上一个电阻，一个插芯的位置处的电阻值不同。从机控制板有分压电阻，但从机上的分压电阻值相同。如下图所示。通过计算使电平信号以0.5V为单位递增，单片机根据接口电压高低识别自身的编号。之后传给总机自身的编号，建立一一对应的通信关系。

以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。