用于调节直流电压变换器并联工作的方法及装置.pdf

摘要
申请专利号：	CN01800130.0	申请日：	2001.01.24
公开号：	CN1363128A	公开日：	2002.08.07
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效\|\|\|公开
IPC分类号：	H02J1/00	主分类号：	H02J1/00
申请人：	罗伯特·博施有限公司;
发明人：	罗曼·格龙巴赫
地址：	德国斯图加特
优先权：	2000.01.28 DE 10003730.5
专利代理机构：	永新专利商标代理有限公司	代理人：	蹇炜
PDF下载：	PDF下载

内容摘要

本发明涉及用于调节多个直流电压变换器并联工作的方法及装置。其中,一个直流电压变换器承担主装置功能,并且以电压控制来工作。另外的直流电压变换器承担辅助装置功能及作为纯电流源工作。通常在工作中,作为主装置并以电压控制工作的直流电压变换器提供其额定电流的一半。因此在短时负载变化时根据调节裕量它不但可以在正向上而且可以在反向上进行调节。

权利要求书

1.用于调节多个直流电压变换器并联工作的方法，其中，用一
个直流电压变换器来承担主装置功能，用另外至少一个直流电压变
换器来承担辅助装置功能，所述的承担主装置功能的直流电压变换
器以电压控制来工作，而所述的另外至少一个直流电压变换器作为
电流源工作，其特征在于：当总电流需要量小于以电压调节而工作
的直流电压变换器的额定电流的一半时，则以电压调节而工作的直
流电压变换器提供总电流需要量，及当总电流需要量在以电压调节
而工作的直流电压变换器的额定电流的一半及它的额定电流之间
时，则该变换器提供额定电流的一半及剩余的电流需要量由作为电
流源工作的直流电压变换器提供。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：以电压调节而工
作的直流电压变换器用于调节短时的负载变化。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：剩余的电流
需要量由作为电流源工作的各个直流电压变换器提供相同的分量。
4.根据以上权利要求中一项所述的方法，其特征在于：承担主
装置功能的直流电压变换器及作为电流源工作的直流电压变换器之
间的通信通过一个母线来实现。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：该母线是一个CAN
母线。
6.根据以上权利要求中一项所述的方法，其特征在于：当总电
流需要量大于以电压调节而工作的直流电压变换器的额定电流的一
半与作为电流源工作的直流电压变换器的总额定电流的总和时，则
以电压调节而工作的直流电压变换器提供的电流超过其额定电流的
一半，以提供总的电流需要量。
7.用于调节多个直流电压变换器并联工作的装置，它具有：
一个第一承担主装置功能的直流电压变换器，它以电压控制来
工作，
至少另一个承担辅助装置功能的直流电压变换器，它与承担主
装置功能的直流电压变换器并联地设置及作为电流源工作，其中
各直流电压变换器的输出端彼此连接，并与一个负载相连接，
其特征在于：
当总电流需要量小于以电压调节而工作的直流电压变换器的额
定电流的一半时，则承担主装置功能的直流电压变换器提供总电流
需要量，及
当总电流需要量在以电压调节而工作的直流电压变换器的额定
电流的一半及它的额定电流之间时，则承担主装置功能的变换器提
供额定电流的一半及剩余的电流需要量由承担辅助装置功能的直流
电压变换器提供。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：当总电流需要量
大于以电压调节而工作的直流电压变换器的额定电流的一半及作为
电流源工作的直流电压变换器的总额定电流之和时，则以电压调节
而工作的直流电压变换器用于提供大于其额定电流一半的电流。
9.根据以上权利要求7或8所述的装置，其特征在于：在直流
电压变换器之间设有一个母线。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述的母线是一
个CAN母线。

说明书

用于调节直流电压变换器并联工作的方法及装置

技术现状

本发明涉及权利要求1的前序部分所述的、用于调节多个直流
电压变换器并联工作的方法，还涉及权利要求7的前序部分所述的、
用于调节多个直流电压变换器并联工作的装置。

为了提高直流电压变换器的功率，可使多个直流电压变换器并
联及以主/辅工作的方式来使用。其中作为主装置工作的直流电压变
换器承担整个系统输出侧的电压调节。一个或多个从属的变换器作
为由主装置控制的电流源工作，以提高输出功率。在传统的系统中，
为了在主装置及辅助装置之间传送控制指令，需要一个附加的电缆
连接，通过该连接向一个或多个辅助变换器发送模拟的、时间上连
续的电流给定值。

DE 195 46 495 A1公开了一种用于均匀分配电功率的电路装置
及方法。其中多个变流器作为带整流器的电源部件相并联，用于向
共同的直流电器供电。这些电源部件通过母线系统相互连接。在装
置工作时实现电流的均匀分配。

此外，DE 198 05 926 A1公开了一种控制直流电压变换器并联
工作的装置及方法，尤其用于机动车的多电压车用电源。其中一个
变换器用于有效工作区域，其它的变换器或是满载工作或是空载工
作。

另外，由专利申请DE 199 33 039公知了一种直流电压变换器，
它的调节信号通过使用一个电压调节器及一个电流调节器来产生。
在电压调节器及电流调节器之间设有一个限值器，它用于限制电压
调节器的输出信号。通过预给定一个适合值作为电压给定值及预给
定一个限值信号作为电流给定值，可实现不同的工作类型，其中具
有输出电压受调节的工作类型及输出电流受调节的工作类型。后者
尤其适用于多个直流电压变换器的并联工作，其中，上级直流电压
变换器进行电压调节及对其它变换器仅分配待调节电流的给定值。
因此从属的变换器作为电流源工作。

本发明的优点

根据本发明的方法及根据本发明的装置的优点尤其在于，通过
本发明提出的调节策略(Regelstrtegie)，可根据最大可能的调节裕量
(Stellreserve)在各个变换器之间最佳地分配电流。因为通常以电压控
制工作并承担主装置功能的直流电压变换器工作时提供其额定电流
的一半，因此在对短时负载变化的动态响应时，它不但在正向上而
且在反向上可以提供其额定电流的一半。

当在各个直流电压变换器之间进行数字的、时间上离散的信息
传输的情况下，这是特别有利的。这样作是有延时的，以使得作为
电流源工作的从属直流电压变换器不立即工作。这可能导致调节差
值。但这种调节差值可通过承担主装置功能的直流电压变换器快速
地补偿调节，因为对于短时的负载变化，它不但在正向上而且在反
向上可提供足够的调节裕量。

附图的简要说明

以下将借助附图以例子的方式来详细地描述本发明。

图1表示一个机动车的车电源(Kraftfahrzeug-Bordnetzes)的电路
框图，其中设有两个直流电压变换器的并联电路对一个负载供电。

图2表示并联工作的两个变换器的等效电路图。

实施例

图1表示一个机动车的车电源的电路框图，其中设有两个直流
电压变换器的并联电路，用来对一个负载供电。两个直流电压变换
器W1及W2通过一个CAN母线C彼此连接。此外，这两个直流电
压变换器的输出端彼此相连接。直流电压变换器W1及W2连接在
未示出的能源上，它们的任务在于：对通过电池B缓冲的用电器R_Netz
供给电能。在用电器R_Netz上可测得电压U_Netz。

为了避免耦合振荡的出现，变换器W2承担主装置功能及以电
压控制来工作。变换器W1具有辅助装置功能，它仅作为电流源工
作。关于由它将供给的电流给定值I₁的信息，通过CAN母线C从
具有主功能的变换器W2传送给变换器W1。为了满足当前电流需要
而由变换器W2提供的电流用I₂表示。用于从属变换器W1的电流
给定值的计算是根据测量的变换器输出电流I₁及I₂来进行的。测量
的输出电流通过CAN母线C传送给承担主功能的直流电压变换器
W2。

图中所示的装置将如下地工作：

如果用电器R_Netz需要的电能量小于作为主装置及以电压调节而
工作的直流电压变换器W2的额定电流的一半，则变换器W2提供
整个的电流需要量。在此情况下，变换器W1对用电器的供电不作
出贡献。

如果用电器R_Netz需要的电能量大于作为主装置及以电压调节而
工作的直流电压变换器W2的额定电流的一半，则变换器W2提供
其额定电流的一半。剩余的电流需要量由作为电流源工作的直流电
压变换器W1来提供。

如果还设有与变换器W1并联的其它辅助直流电压变换器，则
剩余的电流需要量由所有的辅助直流电压变换器来提供，其中各个
辅助变换器提供相等的电流分量。该电流分量的计算在作为主装置
工作的变换器W2中进行。在各变换器之间的相关信息的传送通过
CAN母线C来实现。该计算也可在辅助变换器中根据主装置的测量
值来实现。

如果用电器R_Netz需要的电能量大于变换器W2的额定电流的一
半与变换器W1的额定电流的总和，则将在要提供的总电流中的变
换器W2的电流分量提高到超过变换器W2额定电流的一半。

如果还设有与变换器W1并联的其它辅助直流电压变换器，则
超过变换器W2额定电流一半的超出电流需要量首先由辅助变换器
来提供，直到它们提供到各自的额定电流值为止。这时才开始提高
在要提供的总电流中的变换器W2的电流分量。

图2表示并联工作的两个直流电压变换器W1及W2的等效电
路图。变换器W2作为电压源工作，变换器W1作为电流源工作。
通过由变换器W2向变换器W1预给定一个电流给定值，电流I₁可
被看作注入电网中。剩余的电流需要量将自动地由变换器W2来提
供，其中，向变换器W1预给定的电流给定值及由变换器W2待提
供的电流是考虑到以上结合图1所述的调节策略来求得的。