CN109672357A - 一种单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单晶炉电源多功率模块并联时电流不平衡的校正方法。该单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法，通过对总的输出电流进行检测，按并联模块数量进行平均值计算，即当并联的模块数量为N，总输出电流为I2时，则参与控制的平均电流为I1=I2/N，检测并选定本模块的输出电流I0做参考电流信号，参与控制的平均电流I1作为反馈电流信号，进行电流的PI调节控制，最终使各自功率模块输出的电流与总输出电流的平均值相等，当每一个模块通过控制都达到0静态误差时，每个模块的均流会确保在1%以内。总之，该校正方法能够解决单晶炉电源中多功率模块并联输出时的电流不平衡问题。使得多功率模块并联时均流度小于1%。

Description

一种单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法
技术领域
本发明涉及一种单晶炉电源多功率模块并联时电流不平衡的校正方法。特别是在大功率输出，多功率模块并联情况下，负载从0%～100%突变时进行输出校正的一种方法。
背景技术
当前AC-DC-AC-DC型逆变DC电源应用日益广泛，功率等级容量需求亦越来越大。功率等级从几十kVA到上百kVA不等。大功率的逆变DC电源基本上都是多模块并联输出***，大部分输出都是直接并联。输出级直接并联的DC电源都存在一个共同突出的问题：在重负载的情况下各模块输出的电流因其各自的控制会存在差异，而直接的用同一控制***，功率部分硬件并联存在硬件个体的阻抗差异很难做到阻抗相近，使得输出电流的均衡性不是很好，应用了同步平均电流控制方法，能很好地解决了这个问题。
为了解决上述技术问题，本发明设计了一种单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法，通过对总的输出电流进行检测，按并联模块数量进行平均值计算，即当并联的模块数量为N，总输出电流为I2时，则参与控制的平均电流为I1=I2/N，检测并选定本模块的输出电流I0做参考电流信号，参与控制的平均电流I1作为反馈电流信号，进行电流的PI调节控制，最终使各自功率模块输出的电流与总输出电流的平均值相等，当每一个模块通过控制都达到0静态误差时，每个模块的均流会确保在1%以内。全***采用TI TMS32F28335DSP芯片进行数字PI调节算法实现均流方式，达到对多模块并联输出电流不平衡校正；总之，该单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法解决单晶炉电源中多功率模块并联输出时的电流不平衡问题。使得多功率模块并联时均流度小于1%。
发明内容
为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法，其特征在于，其步骤为：
（1）、从模块A到模块N多个模块并联，利用对称取样电路实现1/N电流取样；使得每个功率模块反馈电流为I1=I2 * 1/N（*为乘号）；
（2）、从模块A到模块N各自输出的电流分别为I0_A, I0_B, I0_C,…， I0_N,作为各功率模块的给定参考信号，在各功率模块内部进行电流PI调节控制，最后输出改变各功率模块逆变PWM的占空比，来达到调节电流，使电流均流度小于1%的目标；
（3）、当本功率模块自身输出的电流比其它模块大时，此时其输出的电流会大于多模块均值电流，误差为正，需要减小输出PWM占空比来减小输出电流；相反，当本功率模块自身输出的电流比其它模块小时，此时其输出的电流会小于多模块均值电流，误差为负，需要增加输出PWM占空比来增加输出电流，通过这种方式来使各功率模块输出电流达到均衡。
本发明设计了一种单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法，通过对总的输出电流进行检测，按并联模块数量进行平均值计算，即当并联的模块数量为N，总输出电流为I2时，则参与控制的平均电流为I1=I2/N，检测并选定本模块的输出电流I0做参考电流信号，参与控制的平均电流I1作为反馈电流信号，进行电流的PI调节控制，最终使各自功率模块输出的电流与总输出电流的平均值相等，当每一个模块通过控制都达到0静态误差时，每个模块的均流会确保在1%以内。全***采用TI TMS32F28335 DSP芯片进行数字PI调节算法实现均流方式，达到对多模块并联输出电流不平衡校正；总之，该单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法解决单晶炉电源中多功率模块并联输出时的电流不平衡问题。使得多功率模块并联时均流度小于1%。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一种单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法的工艺流程图；
图2是本发明一种单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法中具体实施例一的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
具体实施例一，请参阅图1，一种单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法，其特征在于，其步骤为：
（1）、从模块A到模块N多个模块并联，利用对称取样电路实现1/N电流取样；使得每个功率模块反馈电流为I1=I2 * 1/N（*为乘号）；
（2）、从模块A到模块N各自输出的电流分别为I0_A, I0_B, I0_C,…， I0_N,作为各功率模块的给定参考信号，在各功率模块内部进行电流PI调节控制，最后输出改变各功率模块逆变PWM的占空比，来达到调节电流，使电流均流度小于1%的目标；
（3）、当本功率模块自身输出的电流比其它模块大时，此时其输出的电流会大于多模块均值电流，误差为正，需要减小输出PWM占空比来减小输出电流；相反，当本功率模块自身输出的电流比其它模块小时，此时其输出的电流会小于多模块均值电流，误差为负，需要增加输出PWM占空比来增加输出电流，通过这种方式来使各功率模块输出电流达到均衡。
请参阅图2，上图I0表示本功率模块实际输出的电流，I2表示多模块并联后总的输出电流，1/N单元为硬件对称电路，实现I1= I2*1/N功能，I0,I2通过A/D采样给DSP芯片，DSP芯片用经典PI算法实现对输出电流的均流控制。即当本功率模块自身输出的电流I0比其它模块大时，此时其输出的电流会大于多模块均值电流，即I0>I1误差为正，需要减小输出PWM占空比来减小输出电流，相反，当本功率模块自身输出的电流I0比其它模块小时，此时其输出的电流会小于多模块均值电流，即I0<I1误差为负，需要增加输出PWM占空比来增加输出电流，通过这种方式来使各功率模块输出电流均衡度达到小于1%。
本发明设计了一种单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法，通过对总的输出电流进行检测，按并联模块数量进行平均值计算，即当并联的模块数量为N，总输出电流为I2时，则参与控制的平均电流为I1=I2/N，检测并选定本模块的输出电流I0做参考电流信号，参与控制的平均电流I1作为反馈电流信号，进行电流的PI调节控制，最终使各自功率模块输出的电流与总输出电流的平均值相等，当每一个模块通过控制都达到0静态误差时，每个模块的均流会确保在1%以内。全***采用TI TMS32F28335 DSP芯片进行数字PI调节算法实现均流方式，达到对多模块并联输出电流不平衡校正；总之，该单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法解决单晶炉电源中多功率模块并联输出时的电流不平衡问题。使得多功率模块并联时均流度小于1%。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种单晶炉电源多功率模块并联电流不平衡的校正方法，其特征在于，其步骤为：
（1）、从模块A到模块N多个模块并联，利用对称取样电路实现1/N电流取样；使得每个功率模块反馈电流为I1=I2 * 1/N（*为乘号）；
（2）、从模块A到模块N各自输出的电流分别为I0_A, I0_B, I0_C,…， I0_N,作为各功率模块的给定参考信号，在各功率模块内部进行电流PI调节控制，最后输出改变各功率模块逆变PWM的占空比，来达到调节电流，使电流均流度小于1%的目标；
（3）、当本功率模块自身输出的电流比其它模块大时，此时其输出的电流会大于多模块均值电流，误差为正，需要减小输出PWM占空比来减小输出电流；相反，当本功率模块自身输出的电流比其它模块小时，此时其输出的电流会小于多模块均值电流，误差为负，需要增加输出PWM占空比来增加输出电流，通过这种方式来使各功率模块输出电流达到均衡。
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