提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的方法

本发明是关于一种提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的方法、装置、设备及介质，涉及加速器电源领域。

背景技术：

1、粒子加速器是利用电磁场加速带电粒子的装置。加速器电源为磁铁负载提供所需的电流，从而产生物理实验等所需的磁场。随着电力电子技术发展，加速器电源也向着模块化、高功率密度以及高可靠性的方向发展。

2、大电流的加速器电源常用高功率密度标准化的小电流模块并联组成。高功率密度标准化电源模块的使用使得电源整机的体积、重量下降；同时，标准化电源模块的使用使得各个模块电源的功率半导体器件的电应力减小，提高了电源整机的可靠性。因此，多模块并联成为大功率加速器电源发展的一个主要趋势。

3、加速器电源有电流使用范围广、稳定度高等特点。由于不同物理实验的需求，大电流的加速器直流电源常常会运行在很小的电流值下，同时需要很高的电流长期稳定度。电流长期稳定度一般用于评价直流电源在规定输出电流值时，在规定时间内保持稳定性的能力，其与电源中功率器件的占空比有很大的关系。大电流电源用在小电流模式下，功率器件的占空比特别小，很难达到很高的稳定度，会出现电源低端稳定度不高的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够自动确定实际输出电流的模块数量且电源稳定度指标相对较高的提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的方法、装置、设备及介质。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供的提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的方法，包括：

4、确定电流设定值，所述电流设定值为加速器电源实际所需要的电流值；

5、按照电流设定值和标准化电源模块的电流额定值，确定实际输出标准化电源模块的数量n以及标准化电源模块的待机数量m-n，其中，m为并联连接的标准化电源模块的总数量；

6、将n个标准化电源模块自动均流，m-n个标准化电源模块处于待机状态。

7、进一步地，实际输出标准化电源模块的数量n为：

8、n＝电流设定值/单个电源模块的电流额定值；

9、n＝n的整数部分+1。

10、进一步地，m个标准化电源模块包括一个主电源模块和m-1个从电源模块。

11、进一步地，将n个标准化电源模块自动均流，m-n个标准化电源模块处于待机状态，包括：

12、若电流设定值小于1个标准化电源模块额定值，则只有一个主电源模块输出电流，其它m-1个从电源模块待机；

13、若电流设定值大于一个标准化电源模块额定值而小于2个标准化电源模块的额定值，则只有一个主电源模块和一个从电源模块输出电流，其他m-2个从电源模块待机，以此类推，其中，当多个标准化电源模块均输出电流时，多个标准化电源模块均流输出；

14、若n大于m，则所有的标准化电源模块均流输出。

15、进一步地，多个标准化电源模块自动均流，包括：

16、每一个并联标准化电源模块输出端设置有支路传感器，通过采集每一个支路传感器实际值即该模块实际输出的电流值，与电流设定值/n进行比较，迭代修改n个并联标准化电源模块设定值，使得每一支路传感器输出值一致，实现多个标准化电源模块自动均流。

17、第二方面，本发明还提供一种提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的装置，该装置包括：

18、电流设定单元，被配置为确定电流设定值，所述电流设定值为加速器电源实际所需要的电流值；

19、电源数量单元，被配置为按照电流设定值和标准化电源模块的电流额定值，确定实际输出标准化电源模块的数量n以及标准化电源模块的待机数量m-n，其中，m为并联连接的标准化电源模块的数量；

20、均流单元，被配置为将n个标准化电源模块自动均流，m-n个标准化电源模块处于待机状态。

21、进一步地，n个标准化电源模块自动均流，包括：

22、每一个并联标准化电源模块输出端设置有支路传感器，通过采集每一个支路传感器实际值即该模块实际输出的电流值，与电流设定值/n进行比较，迭代修改n个并联标准化电源模块设定值，使得每一支路传感器输出值一致，实现多个标准化电源模块自动均流。

23、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如本发明第一方面所述方法中的任一方法的指令。

24、第四方面，本发明还提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行如本发明第一方面所述方法中的任一方法。

25、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下特点：

26、1、本发明可以自动确定实际输出电流的标准化电源模块数量，并做到标准化电源模块之间相互均流，起到提高低端稳定度的方法。

27、2、本发明可以在不增加硬件成本的前提下，使得大功率电源在整个电流范围内稳定度都可以达标，尤其解决了电源低端稳定度不达标的问题。

28、3、本发明电源可以根据电流设定值确定实际出电流的标准化电源模块数量，电流小的时候，实际工作的标准化电源模块数量少，可能只有一个标准化电源模块输出电流，其他标准化电源模块处于待机状态，相应的功率器件的占空比比所有标准化电源模块工作时候占空比大，因此电源稳定度指标相对较高。

29、4、本发明可以自动判定多模块并联电源整机中，实际输出电流的标准化电源模块数量和待机标准化电源模块数量，做到不同电流设定值按照不同数量标准化电源模块输出电流，使得每个标准化电源模块的功率器件占空比不能太小，且实际输出电流的标准化电源模块之间可以做到自动均流。

30、综上，本发明可以广泛应用于加速器电源中。

技术特征：

1.一种提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的方法，其特征在于，实际输出标准化电源模块的数量n为：

3.根据权利要求1所述的提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的方法，其特征在于，m个标准化电源模块包括一个主电源模块和m-1个从电源模块。

4.根据权利要求3所述的提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的方法，其特征在于，将n个标准化电源模块自动均流，m-n个标准化电源模块处于待机状态，包括：

5.根据权利要求4所述的提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的方法，其特征在于，多个标准化电源模块自动均流，包括：

6.一种提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的装置，其特征在于，该装置包括：

7.根据权利要求6所述的提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的装置，其特征在于，n个标准化电源模块自动均流，包括：

8.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1至5所述方法中的任一方法的指令。

9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1至5所述方法中的任一方法。

技术总结
本发明涉及一种提高多模块并联大功率直流电源低端电流稳定度的方法，包括：确定电流设定值，所述电流设定值为加速器电源实际所需要的电流值；按照电流设定值和标准化电源模块的电流额定值，确定实际输出标准化电源模块的数量N以及待机标准化电源模块的数量M‑N，其中，M为并联连接的标准化电源模块的数量；将N个标准化电源模块自动均流，M‑N个标准化电源模块处于待机状态。本发明可以自动判定多模块并联电源整机中，实际输出电流的标准化电源模块数量和待机标准化电源模块数量，做到不同电流设定值按照不同数量标准化电源模块输出电流，实际输出电流的标准化电源模块之间可以做到自动均流。

技术研发人员：燕宏斌,申万增,高大庆,郭宏亮,赵鑫,原振栋,陈万杰
受保护的技术使用者：中国科学院近代物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15