发明名称 并联电源供应器之控制方法与装置
摘要 本发明系提供一种控制方法与装置,系应用于一并联电源供应器,该并联电源供应器包含至少两个电源供应器,该控制方法提供该等电源供应器一虚拟阻抗,以增加并联时之该等电源供应器之一输出阻抗,使该等电源供应器可直接并联连接,而无须使用一连接电抗器,并藉由调整该等电源供应器之一输出电压参考准位来控制每台电源供应器具有相同之实功率输出。
申请公布号 TW556385 申请公布日期 2003.10.01
申请号 TW091101507 申请日期 2002.01.29
申请人 台达电子工业股份有限公司 发明人 白富升;江炫樟;蔡文荫
分类号 H02J7/08 主分类号 H02J7/08
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中正区忠孝东路一段一七六号九楼
主权项 1.一种并联电源供应器之控制方法,该并联电源供应器包含至少两个电源供应器,该控制方法提供该等电源供应器一虚拟阻抗,以增加并联时之该等电源供应器之一输出阻抗,使该等电源供应器直接并联连接,提供一交流输出电压以及一交流输出电流给一负载;其中任一电源供应器之该控制方法包含下列步骤:侦测该交流输出电压,产生一交流输出电压讯号;侦测该交流输出电流,产生一交流输出电流讯号;将该交流输出电流讯号经该虚拟阻抗转换成一第一交流电压讯号,以增加该等电源供应器之输出阻抗;设定一第一交流电压命令讯号,系用以控制该电源供应器之一实功率输出以及一虚功率输出;将该第一交流电压命令讯号与该第一交流电压讯号进行比较,产生一第二交流电压命令讯号;将该第二交流电压命令讯号与该交流输出电压讯号进行比较,产生一第三交流电压命令讯号,控制该电源供应器,稳定该交流输出电压。2.如申请专利范围第1项所述之并联电源供应器之控制方法,其中设定该虚拟阻抗之数値大于该电源供应器本身原有之该输出阻抗,使该虚拟阻抗成为该电源供应器之主要输出阻抗。3.如申请专利范围第2项所述之并联电源供应器之控制方法,其中该虚拟阻抗系为一电阻性阻抗。4.如申请专利范围第3项所述之并联电源供应器之控制方法,其中该第一交流电压命令讯号包含一变压大小以及一相位,藉由控制该电压大小以控制该实功率之输出,以及藉由控制该相位以控制该虚功率之输出。5.如申请专利范围第4项所述之并联电源供应器之控制方法,其中分别控制该等电源供应器之该第一交流电压命令讯号之电压大小,使该等电源供应器具有相同之实功率输出。6.一种并联电源供应器,包含至少两个电源供应器,该等电源供应器提供一虚拟阻抗,以增加并联时之该等电源供应器之一输出阻抗,使该等电源供应器直接并联,提供一交流输出电压与一交流输出电流给一负载,其中任何一电源供应器包含:一参考电压产生器,提供一直流参考电压讯号;一电压回授控制器,系电连接该交流输出电压,回授该交流输出电压,产生一交流回授电压讯号;一整流滤波器,系电连接该电压回授控制器,将该交流回授电压讯号整流滤波,产生一直流回授电压讯号;一第一比较器,系电连接该参考电压产生器与该滤波器,将该直流参考电压讯号与该直流回授电压讯号比较,产生一第一直流电压命令讯号;一直流电压命令补偿器,系电连接该第一比较器,对该第一直流电压命令讯号进行补偿,产生一第二直流电压命令讯号;一弦波讯号产生器,系提供一弦波讯号;一乘法器,系电连接该直流电压命令补偿器与该弦波讯号产生器,将该第二直流电压命令讯号与该弦波讯号相乘,产生一第一交流电压命令讯号;一电流感测器,系电连接该交流输出电流,侦测该交流输出电流,产生一交流输出电流命令讯号;一虚拟阻抗产生器,系电连接该电流感测器,提供一虚拟阻抗,该虚拟阻抗与该交流输出电流命令讯号相乘,产生一第二交流电压命令讯号,该虚拟阻抗产生器系用以提供该虚拟阻抗,增加该电源供应器之输出阻抗;一第一减法器,系电连接该乘法器与该虚拟阻抗产生器,将该第一交流电压命令讯号与该第二交流电压命令讯号相减,产生一第三交流电压命令讯号;一第二减法器,系电连接该第一减法器与该电压回授控制器,将该第三交流电压命令讯号与该交流回授电压讯号相减,产生一第四交流电压命令讯号;一交流电压命令补偿器,系电连接该第二减法器,对该第四交流电压命令讯号进行补偿,产生一第五交流电压命令讯号;一触发驱动讯号产生电路,系电连接该交流电压命令补偿器,将该第五交流电压命令讯号转换产生一触发驱动讯号;以及一切换开关装置,系电连接该触发驱动讯号产生电路与一输入电源,将该输入电源切换输出一交流输出电压。7.如申请专利范围第6项所述之并联电源供应器,其中该虚拟阻抗之数値大于该电源供应器本身原有之一输出阻抗,使该虚拟阻抗成为该电源供应器之主要输出阻抗。8.如申请专利范围第7项所述之并联电源供应器,其中该虚拟阻抗系为一负载性阻抗。9.如申请专利范围第8项所述之并联电源供应器,其中该直流参考电压讯号系用以控制该电源供应器之一实功率输出大小。10.如申请专利范围第8项所述之并联电源供应器,其中该弦波讯号之相位値系用以控制该电源供应器之一虚功率输出大小。11.如申请专利范围第9项所述之并联电源供应器,其中控制该直流参考电压讯号之大小,使该等电源供应器具有相同之该实功率输出。12.如申请专利范围第6项所述之并联电源供应器,其中该电源供应器更包含一电感电容滤波器,系电连接该切换开关装置,对该输出电压滤波。13.如申请专利范围第6项所述之并联电源供应器,其中该整流滤波器系为一峰値计算电路。14.如申请专利范围第6项所述之并联电源供应器,其中该整流滤波器系为一均方根値计算电路。15.一种并联电源供应器,包含至少两个电源供应器,该等电源供应器提供一虚拟阻抗,以增加并联时之该等电源供应器之一输出阻抗,使该等电源供应器直接并联,提供一交流输出电压与一交流输出电流给一负载,其中任何一电源供应器包含:一参考电压产生器,提供一直流参考电压讯号;一电压回授控制器,系电连接该交流输出电压,回授该交流输出电压,产生一交流回授电压讯号;一弦波讯号产生器,系提供一弦波讯号;一乘法器,系电连接该参考电压产生器与该弦波讯号产生器,将该直流参考电压讯号与该弦波讯号相乘,产生一第一交流电压命令讯号;一电流感测器,系电连接该交流输出电流,侦测该交流输出电流,产生一交流输出电流命令讯号;一虚拟阻抗产生器,系电连接该电流感测器,提供一虚拟阻抗,该虚拟阻抗与该交流输出电流命令讯号相乘,产生一第二交流电压命令讯号,该虚拟阻抗产生器系用以提供该虚拟阻抗,增加该电源供应器之输出阻抗;一第一减法器,系电连接该乘法器与该虚拟阻抗产生器,将该第一交流电压命令讯号与该第二交流电压命令讯号相减,产生一第三交流电压命令讯号;一第二减法器,系电连接该第一减法器与该电压回授控制器,将该第三交流电压命令讯号与该交流回授电压讯号相减,产生一第四交流电压命令讯号;一前馈补偿器,系电连接该第一减法器,将该第三交流电压命令讯号补偿转换产生一第一交流电流命令讯号;一交流电压命令补偿器,系电连接该第二减法器,对该第四交流电压命令讯号进行补偿转换产生一第二交流电流命令讯号;一加法器,系电连接该交流电压命令补偿器与该前馈补偿器,将该第一交流电流命令讯号与该第二交流电流命令讯号合成产生一电容电流命令讯号;一交流电流计算器,系电连接该电压回授控制器,对该交流回授电压讯号进行转换产生一电容电流命令讯号;一第三减法器,系电连接该加法器与该交流电流计算器,将该电容电流命令讯号与该电容电流命令讯号相减,产生一第三交流电流命令讯号;一交流电流命令补偿器,系电连接该第三减法器,对该第三交流电流命令讯号进行补偿,产生一第四交流电流命令讯号;一触发驱动讯号产生电路,系电连接该交流电流命令补偿器,将该第四交流电流命令讯号转换产生一触发驱动讯号;以及一切换开关装置,系电连接该触发驱动讯号产生电路与一输入电源,将该输入电源切换输出一交流输出电压。图式简单说明:第一图(a)~(b)系本案较佳实施例之具虚拟电阻特性之并联电源供应器之电路示意图。第二图(a)~(b)系本案较佳实施例之实功率-电压下降特性(P-V droop characteristics)以及虚功率-频率下降特性(Q-f droop characteristics)之示意图。第三图系本案第一较佳实施例之具虚拟电阻特性之电源供应器之电路示意图。第四图系本案第二较佳实施例之具虚拟电阻特性之电源供应器之电路示意图。
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