具有可并聯輸出端的電源制造技術

本發明專利技術涉及具有至少一個第一和第二變換器單元（W1,W2）的電源，其中該第一變換器單元（W1）利用第一控制裝置（S1）來加以操控，并在第一輸出端（OUT1）上提供借助第一電壓調節器調節的第一輸出電壓（U1）和/或借助第一電流調節器調節的輸出電流，其中該第二變換器單元（W2）利用第二控制裝置（S2）來加以操控，并在第二輸出端（OUT2）上提供借助第二電壓調節器可調節的第二輸出電壓（U2）和/或借助第二電流調節器可調節的輸出電流，并且其中這兩個輸出端（OUT1,OUT2）可以并聯以提供更高的輸出功率。在此至少一個控制裝置（S1,S2,STR）包含有監控單元以識別輸出側的并聯，其中給該監控單元輸送識別信號，該識別信號在輸出端并聯時自動地改變它的信號狀態，并且其中在識別到并聯時兩個電壓調節器和/或電流調節器通過預先給定相互協調的電壓額定值（USoll1,USoll2）或電流額定值（ISoll1,ISoll2）而相耦合。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有可并聯輸出端的電源
本專利技術涉及具有至少一個第一和第二變換器單元的電源，其中該第一變換器單元利用第一控制裝置來加以操控，并在第一輸出端上提供借助第一電壓調節器調節的第一輸出電壓和/或借助第一電流調節器調節的輸出電流，其中該第二變換器單元利用第二控制裝置來加以操控，并在第二輸出端上提供借助第二電壓調節器可調節的第二輸出電壓和/或借助第二電流調節器可調節的輸出電流，并且其中這兩個輸出端可以并聯以提供較高的輸出功率。另外本專利技術還涉及用于運行這種電源的方法。
技術介紹
具有多個變換器單元的電源的目的首先是給多個負載支路供電。為此設置了至少兩個分別具有經調節的輸出電壓的變換器單元。在一些應用情況下，有必要給功率超過變換器單元輸出功率的負載來供電。因此為了提供更高的輸出功率，并聯兩個或更多的輸出端。于是提供并聯輸出端的功率之和以給負載供電。為了避免在這種并聯運行中增大變換器單元的承載，已知有不同的措施。在脈沖式電源中，通常設置所謂的硬并聯。在此每個變換器單元的內部調節回路在并聯之前被設置為所期望的輸出電壓值，并在必要時設置為所期望的電流限制值。在運行中電壓調節器由于有限的調節精度和自然漂移而與額定電壓值之間有微小的偏差。因此在負載電流上升時該變換器單元以最高的輸出電壓來給整個負載供電，直至達到對應的電流限制。從而該變換器單元的輸出電壓崩潰，并且其他并聯的變換器單元以之前較小的額定電壓值在共同輸出端上提供電流。在此應該由操作人員來執行繁瑣的平衡過程，這是不利的。此外在分負載的情況下沒有把承載劃分到所有并聯的變換器單元上。由此導致提供大多數負載的那個變換器單元更強的磨損。這導致不等的老化，并遭受過早的設備干擾的風險。這種硬并聯不適于在一定時間之后在限流運行中被完全斷開的變換器單元。在斷開過程之后，其余的變換器單元不再能夠提供所要求的功率，并同樣被斷開。另一已知的措施是給輸出電壓調節器設置特殊特性。在此輸出電壓隨著電流上升而下降。在這種關系下稱為對應變換器單元的軟特征曲線（圖1）。這種下降如此來選擇，使得一方面不超過由所連接的負載預先給定的輸出電壓公差。另一方面這種下降必須足夠大，以考慮到幾倍的調節精度、運行中的漂移、老化漂移以及直至整個負載的連接電纜的電壓降。于是上述的效應在硬并聯時就僅具有次要的影響。另外不利的是由操作人員所進行的耗費的調整，尤其在輸出電壓不同于最初的出廠設置時。首先必須斷開輸出端之間的連接。于是在這些輸出端能夠再次被連接在一起之前，各個電壓調節器的輸出電壓必須調節到新的具有預先給定的最大偏差的期望值。如果代替具有共同連接點的電纜布線而進行輸出端的貫通電纜布線（菊花鏈式布線），那么就產生了如下的缺點，即在電纜上的電壓降不會有利于平衡。而是出現了相反的效應，因為第一變換器單元至負載具有比最后的變換器單元更大的電纜電阻。在各個變換器單元的輸出電壓公差非常小的情況下，該電纜電阻還導致在電流輸出方面的明顯差別。在電氣技術實驗室中所采用的電源通常具有多個經調節的輸出端。在此可以把兩個輸出端相并聯。這借助如下一種開關來實現，其中該開關不僅把功率輸出、而且把內部控制裝置的信令路徑都連接在一起。該開關在此具有多個接觸部，并且把輸出端的控制裝置以如下方式相連接，即事先設定的電壓和電流調節器適用于兩個輸出端（圖2）。這種解決方案僅能夠有條件地應用于工業領域的電源。一方面，操作人員可以有意或無意地借助連接線路把輸出端相并聯，而不操作開關。于是輸出端的平衡就不正常工作。另一方面，在多于兩個輸出端時可以僅把具有對應開關的兩個輸出端相并聯。另外，這種開關在工業設備中將能夠開關大的直流電流和更多的信號，因此僅考慮昂貴的特殊型號。
技術實現思路
本專利技術所基于的任務是，針對開頭所述類型的電源說明相對于現有技術的改善。另外還說明用于運行該電源的方法。根據本專利技術，該任務通過根據權利要求1所述的一種電源以及根據權利要求12所述的一種方法而得到解決。從屬權利要求描述了本專利技術的解決方案的不同改進。在此規定，至少一個控制裝置包含有監控單元以識別輸出側的并聯，給該監控單元輸送識別信號，其中該識別信號在輸出端相并聯時自動地改變它的信號狀態，并且在識別到并聯的情況下把這兩個電壓調節器和/或電流調節器通過預先給定相互協調的電壓額定值或電流額定值而相耦合。一旦進行輸出側的并聯，那么電源就自動地切換到平衡模式，而無需操作人員的進一步干預。不需要進行調整工作或其他的預備措施。如果要供電的負載需要與該電源的最初出廠設定不同的輸出電壓，那么該優點就尤其重要。于是一旦存在并聯，那么該操作人員就只需要調節電壓額定值，并且第二輸出端的電壓額定值自動地進行變化。在輸出端已經并聯的情況下，也可以通過調節被定義為主要的變換器單元的輸出電壓來一同改變所有并聯的輸出端的電壓，其中總是保持功率部件的負載劃分。有利地把電壓額定值作為共同的電壓額定值來預先給定。給這兩個變換器單元的電壓調節器預先給定相同的額定值，如此使得實現了完全的平衡。如果電流額定值作為共同的電流額定值來預先給定，那么這同樣是有利的。例如電流額定值在此通過作為開關變換器而構造的變換器單元的開關晶體管導通時間來導出，而不用設置自身的電流調節器。在一種改進方案中規定，每個控制裝置都包含有電流調節器，以調節流過所屬輸出端的電流。于是每個變換器單元都能夠承載直至最大電流，并在過載情況下把電流限制為該值。如果每個電流調節器都以所耦合的電壓調節器為基礎，那么這是有利的。電壓調節器預先給定相互協調的額定電壓，并且電流調節器調節電流。具體來說，輸出端的相應電壓調節器作為調節偏差來為所屬的電流調節器預先給定額定值。于是在相應的輸出端上就實現了電流源，其中該電流源的輸出電流致使達到向該電壓調節器預先給定的電壓額定值。在另一實施方案中規定，一個控制裝置作為主機來設置，并且在識別到并聯時另一控制裝置作為從機來接受該主機的電壓額定值和/或電流額定值。在此被作為從機而設置的該控制裝置有利地包含有監控單元，以識別輸出側的并聯。一旦識別到這種并聯，那么該從機控制裝置就接受輸出電壓和/或輸出電流的額定值，并必要時還接受主機控制裝置的最大限制電流的額定值。替換于此地規定一個控制裝置作為主機來設置，并且在識別到并聯時另一控制裝置作為從機來接受該主機的接通時間和/或斷開時間或接通時間點和/或斷開時間點。于是作為開關變換器而構造的這兩個變換器單元就利用相同的開關控制信號而被驅動。從而大大簡化了在DSP控制裝置中的控制程序。為了形成識別信號有利的是，這兩個輸出端借助連接件相連接，并且該連接件機械耦合到用于影響該識別信號的電氣輔助接觸部。由此一旦該連接件被安裝或者被去除，那么施加在該輔助接觸部上的信號自動地改變它的信號狀態。在此有利地規定，在多于兩個輸出端時，該連接件和這些輸出端的尺寸以如下方式來預先給定，即僅特定的輸出端能夠借助連接件而被連接。通過該措施，保證了僅僅能夠借助監控單元來被檢驗的那些輸出端被相互連接。另外還能夠提前設定哪個控制裝置作為主機來配置以及哪個控制裝置作為從機來配置。一種簡化的實施方案規定，在輸出端未連接時，電氣輔助接觸部是斷開的或閉合的，并且在輸出端借助連接件相連接時，該電氣輔助接觸部與之前的狀態相反是閉合或斷開的。一旦連接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
具有至少一個第一和第二變換器單元（W1,W2）的電源，其中該第一變換器單元（W1）利用第一控制裝置（S1）來加以操控，并在第一輸出端（OUT1）上提供借助第一電壓調節器調節的第一輸出電壓（U1）和/或借助第一電流調節器調節的輸出電流，其中該第二變換器單元（W2）利用第二控制裝置（S2）來加以操控，并在第二輸出端（OUT2）上提供借助第二電壓調節器可調節的第二輸出電壓（U2）和/或借助第二電流調節器可調節的輸出電流，并且其中這兩個輸出端（OUT1,OUT2）能夠并聯以提供更高的輸出功率，其特征在于，至少一個控制裝置（S1,S2,STR）包含有監控單元以識別輸出側的并聯，給該監控單元輸送識別信號，該識別信號在輸出端并聯時自動地改變它的信號狀態，并且在識別到并聯時兩個電壓調節器和/或電流調節器通過預先給定相互協調的電壓額定值（USoll1,USoll2）或電流額定值（ISoll1,ISoll2）而相耦合。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2012.02.06 EP 12153967.01.具有至少一個第一和第二變換器單元（W1,W2）的電源，其中該第一變換器單元（W1）利用第一控制裝置（S1）來加以操控，并在第一輸出端（OUT1）上提供借助第一電壓調節器調節的第一輸出電壓（U1）和/或借助第一電流調節器調節的輸出電流，其中該第二變換器單元（W2）利用第二控制裝置（S2）來加以操控，并在第二輸出端（OUT2）上提供借助第二電壓調節器可調節的第二輸出電壓（U2）和/或借助第二電流調節器可調節的輸出電流，并且其中這兩個輸出端（OUT1,OUT2）能夠并聯以提供更高的輸出功率，其中在識別到并聯時兩個電壓調節器和/或電流調節器通過預先給定相互協調的電壓額定值（USoll1,USoll2）或電流額定值（ISoll1,ISoll2）而相耦合，其特征在于，上級控制裝置（STR）包含有監控單元以識別輸出側的并聯，給該監控單元輸送識別信號，該識別信號在輸出端并聯時自動地改變它的信號狀態，并且該上級控制裝置（STR）與兩個變換器單元（W1,W2）的控制裝置（S1,S2）相連接以改變電壓額定值和電流額定值（USoll1,USoll2，ISoll1,ISoll2）。2.根據權利要求1所述的電源，其特征在于，電壓額定值（USoll1,USoll2）作為共同的電壓額定值（USoll1）來預先給定。3.根據權利要求1所述的電源，其特征在于，電流額定值（ISoll1,ISoll2）作為共同的電流額定值（ISoll1）來預先給定。4.根據權利要求1至3之一所述的電源，其特征在于，每個控制裝置（S1或S2）都包含有電流調節器，以調節流過所屬輸出端（OUT1或OUT2）的電流。5.根據權利要求4所述的電源，其特征在于，每個電流調節器都以所耦合的電壓調節器為基礎。6.根據權利要求1至3之一所述的電源，其特征在于，一個控制裝置（S1或S2）作為主機來設置，并且在識別到并聯時另一控制裝置（S2或S1）作為從機而接受該主機（S1或S2）的電壓額定值和電流額定值（USoll1,ISoll1或USoll2,ISoll2）。7.根據權利要求1至3之一所述的電源，其特征在于，一個控制裝置（S1或S2）作為主機來設置，并且在識別到并聯時另一控制裝置（S2或S1）作為從機而接受該主機（S1或S2）的接通時間和/或斷開時間或接通時間點和/或斷開時間點。8.根據權利要求1所述的電源，其特征在于，兩個輸出端（OUT1,OUT2）借助連接件（VS）相連接，并且該連接件（VS）機械耦合到用于影響所述識別信號的電氣輔助接觸部（HK）。9.根據權利要求8所述的電源，其特征在于，在多于兩個輸出端（OUT1,OUT2,OUT3）時，該連接件（VS）和輸出端（OUT1,OUT2,OUT3）的尺寸以如下方式來被預先給定，即僅特定的輸出端能夠借助連接件（VS）相連接。10.根據權利要求8或9所述的電源，其特征在于，在輸出端不相連接時，該電氣輔助接觸部（HK）是斷開的或閉合的，并且在輸出端借助連接件（VS）相連接時，該電氣輔助接觸部（HK）是閉合的或斷開的。11.根據權利要求8或9所述的電源，其特征在于，在輸出端借助連接件（VS）相連接時，操作機電操作元件（HK`）。12.根據權利要求8或9所述的電源，其特征在于，在輸出端借助連接件（VS）相連接時，激活機械或電磁傳感器。13.用于運行具有至少一個第一和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C奧格斯基，H施魏格特，
申請(專利權)人：西門子公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE