一种无时延传递并机同步参数的方法及数字电源控制装置与流程

本发明涉及数字电源控制系统，特别是涉及一种无时延传递并机同步参数的方法及数字电源控制装置。

背景技术：

1、数字电源控制系统是现代电力电子设备的重要组成部分，广泛应用于各种电力电子设备中，如光伏逆变器、风力发电逆变器、不间断电源等。这些电源产品往往采用模块化设计方案，能够灵活的根据用户装机功率需求配置合理数量的模块化机器，以达到最优效费比。多模块机并联组成一个系统使用时，需要确保所有模块的输出同步，否则就会引起模块间环流、整机效率下降、甚至产生过流冲击导致系统故障等问题。因此，为了确保各模块的输出电压一致，发展出了多种并机同步技术。

2、并机同步技术主要指各模块机的输出电压同步，在逆变系统中输出电压为交流电压，这就要求交流电压三要素一致，分别为幅值、频率和相位。在并机系统中，主要采用主从同步方式，即指定其中一台模块机为主机，其余模块机为从机，由主机提供并机参数而从机按照并机参数输出运行，其中，并机参数指的是交流电压的幅值、频率和相位。如此，主机如何实时以及稳定的向从机传递并机参数尤为关键，常用的方法有：

3、a、通讯同步：主机通过并机通讯总线向从机发送同步数据。

4、b、交流过零信号同步：主机首先根据交流信号的过零变化生成连续的方波信号，正向过零为高电平，负向过零为低电平，然后通过隔离电平转换将生成的同步信号发送给从机，从机接收到方波信号后，对方波信号进行解析便可获取交流信号的并机参数。

5、一方面，现有技术中采用的通讯方式时效性低，一般交互一次需要十几至几十毫秒不等，而数字电源往往采用逐开关控制，一个开关周期时间在一百微秒以内。另一方面，采用交流过零信号同步方案的前提是假定两个过零点之间的频率和相位变化是均匀的，在交流侧系统稳定的情况下该方案实施起来问题不大，但是当交流系统出现波动时至少需要半个工频周期才能修正同步信号，导致响应滞后。此外，该方法还存在过零抖动抑制，相位检测滞后等问题需要加以解决，增加了方法的实施难度。

6、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是如何解决现有主机和从机的并机参数同步方法中的通讯方式的时效性低，以及稳定性不高的问题。

2、本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，提供了一种无时延传递并机同步参数的方法，将主机和至少一个从机连接，所述主机和从机中均包括相连接的主控制器和可编程器件，所述方法包括：

4、所述主机中的主控制器将所述并机参数传输至所述主机中的可编程器件；

5、所述主机中的可编程器件将所述并机参数转换为pwm信号，并将所述pwm信号传输至所述从机中的可编程器件；

6、所述从机中的可编程器件将pwm信号转换为所述并机参数，并将所述并机参数传输至所述从机中的主控制器。

7、优选的，所述并机参数包括交流电压的幅值、交流电压的频率以及交流信号的相位；

8、所述无时延传递并机同步参数的方法还包括：

9、在所述主机和所述从机中的可编程器件上均定义第一io口、第二io口和第三io口；

10、所述主机的第一io口与至少一个所述从机的第一io口连接，以便于所述主机将幅值所对应的pwm信号传输给至少一个所述从机；

11、所述主机的第二io口与至少一个所述从机的第二io口连接，以便于所述主机将频率所对应的pwm信号传输给至少一个所述从机；

12、所述主机的第三io口与至少一个所述从机的第三io口连接，以便于所述主机将相位所对应的pwm信号传输给至少一个所述从机。

13、优选的，所述主机中的主控制器将所述并机参数传输至所述主机中的可编程器件包括：

14、所述主机中的主控制器将所述并机参数通过总线传输至所述主机中的可编程器件。

15、优选的，所述主机中的可编程器件将所述并机参数转换为pwm信号，并将所述pwm信号传输至所述从机中的可编程器件包括：

16、将所述并机参数中的每一个参数均转换为无符号整形量；

17、将所述无符号整形量转换为pwm信号的高电平计数值；

18、按照所述可编程器件的工作频率和所述高电平计数值生成相应参数所对应的pwm信号。

19、优选的，所述将所述无符号整形量转换为pwm信号的高电平计数值包括：

20、获取控制系统执行一轮算法的控制周期ts和所述无符号整形量的上限值max，将所述上限值max除以所述控制周期ts得到所述可编程器件的工作频率fc；将所述无符号整形量乘以控制周期ts，将乘积结果除以上限值max得到脉宽ta；

21、将所述脉宽ta乘以所述可编程器件的工作频率fc得到高电平计数值ucount。

22、优选的，所述按照所述可编程器件的工作频率和所述高电平计数值生成相应参数所对应的pwm信号包括：

23、在一个控制周期ts的结束时刻将电平置高，以所述可编程器件的工作频率fc为频率计数ucount次后将电平置低，以得到所述pwm信号。

24、优选的，所述从机中的可编程器件将pwm信号转换为所述并机参数包括：

25、在所述pwm信号中的一个周期里，从pwm信号中处于高电平开始，以工作频率fc为频率进行计数，直至pwm信号处于低电平时停止计数，获取的计数次数即为所述并机参数的无符号整形量；

26、将所述并机参数的无符号整形量转换为所述并机参数。

27、优选的，所述可编程器件的工作频率fc的范围为300mhz～800mhz。

28、第二方面，提供了一种数字电源控制装置，如第一方面所述的无时延传递并机同步参数的方法适用于所述数字电源控制装置，所述数字电源控制装置包括主机和至少一个从机，所述主机和至少一个从机连接，所述主机和从机中均包括相连接的主控制器和可编程器件。

29、优选的，所述主机和所述从机中还包括电平转换模块，所述主机中的电平转换模块的一端与所述主机中的可编程器件连接，所述主机中的电平转换模块的另一端与所述从机中的电平转换模块的一端连接；

30、所述从机中的电平转换模块的另一端与所述从机中的可编程器件连接。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

32、本发明通过将并机参数转换为pwm信号，采用pwm信号传送数据，充分利用了可编程器件高速稳定的特性，有效解决了在从机进行数据刷新不及时的问题，能在一个控制周期内更新同步参数，时效性高；传输的并机参数不依赖交流信号本身，只选取交流信号的关键参数加以传播，灵活性和可靠性较高，信号传输更加稳定；同时，本发明与采用交流过零信号同步方案所使用的硬件设计几乎一致，具有成本低廉且适用性好的优点。

1.一种无时延传递并机同步参数的方法，其特征在于，将主机和至少一个从机连接，所述主机和从机中均包括相连接的主控制器和可编程器件，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的无时延传递并机同步参数的方法，其特征在于，所述并机参数包括交流电压的幅值、交流电压的频率以及交流信号的相位；

3.根据权利要求1所述的无时延传递并机同步参数的方法，其特征在于，所述主机中的主控制器将所述并机参数传输至所述主机中的可编程器件包括：

4.根据权利要求1所述的无时延传递并机同步参数的方法，其特征在于，所述主机中的可编程器件将所述并机参数转换为pwm信号，并将所述pwm信号传输至所述从机中的可编程器件包括：

5.根据权利要求4所述的无时延传递并机同步参数的方法，其特征在于，所述将所述无符号整形量转换为pwm信号的高电平计数值包括：

6.根据权利要求5所述的无时延传递并机同步参数的方法，其特征在于，所述按照所述可编程器件的工作频率和所述高电平计数值生成相应参数所对应的pwm信号包括：

7.根据权利要求5所述的无时延传递并机同步参数的方法，其特征在于，所述从机中的可编程器件将pwm信号转换为所述并机参数包括：

8.根据权利要求5所述的无时延传递并机同步参数的方法，其特征在于，所述可编程器件的工作频率fc的范围为300mhz～800mhz。

9.一种数字电源控制装置，其特征在于，如权利要求1-8任一项所述的无时延传递并机同步参数的方法适用于所述数字电源控制装置，所述数字电源控制装置包括主机和至少一个从机，所述主机和至少一个从机连接，所述主机和从机中均包括相连接的主控制器和可编程器件。

10.根据权利要求9所述的数字电源控制装置，其特征在于，所述主机和所述从机中还包括电平转换模块，所述主机中的电平转换模块的一端与所述主机中的可编程器件连接，所述主机中的电平转换模块的另一端与所述从机中的电平转换模块的一端连接；