具有可并联输出端的电源制造技术

本发明专利技术涉及具有至少一个第一和第二变换器单元（W1,W2）的电源，其中该第一变换器单元（W1）利用第一控制装置（S1）来加以操控，并在第一输出端（OUT1）上提供借助第一电压调节器调节的第一输出电压（U1）和/或借助第一电流调节器调节的输出电流，其中该第二变换器单元（W2）利用第二控制装置（S2）来加以操控，并在第二输出端（OUT2）上提供借助第二电压调节器可调节的第二输出电压（U2）和/或借助第二电流调节器可调节的输出电流，并且其中这两个输出端（OUT1,OUT2）可以并联以提供更高的输出功率。在此至少一个控制装置（S1,S2,STR）包含有监控单元以识别输出侧的并联，其中给该监控单元输送识别信号，该识别信号在输出端并联时自动地改变它的信号状态，并且其中在识别到并联时两个电压调节器和/或电流调节器通过预先给定相互协调的电压额定值（USoll1,USoll2）或电流额定值（ISoll1,ISoll2）而相耦合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可并联输出端的电源
本专利技术涉及具有至少一个第一和第二变换器单元的电源，其中该第一变换器单元利用第一控制装置来加以操控，并在第一输出端上提供借助第一电压调节器调节的第一输出电压和/或借助第一电流调节器调节的输出电流，其中该第二变换器单元利用第二控制装置来加以操控，并在第二输出端上提供借助第二电压调节器可调节的第二输出电压和/或借助第二电流调节器可调节的输出电流，并且其中这两个输出端可以并联以提供较高的输出功率。另外本专利技术还涉及用于运行这种电源的方法。
技术介绍
具有多个变换器单元的电源的目的首先是给多个负载支路供电。为此设置了至少两个分别具有经调节的输出电压的变换器单元。在一些应用情况下，有必要给功率超过变换器单元输出功率的负载来供电。因此为了提供更高的输出功率，并联两个或更多的输出端。于是提供并联输出端的功率之和以给负载供电。为了避免在这种并联运行中增大变换器单元的承载，已知有不同的措施。在脉冲式电源中，通常设置所谓的硬并联。在此每个变换器单元的内部调节回路在并联之前被设置为所期望的输出电压值，并在必要时设置为所期望的电流限制值。在运行中电压调节器由于有限的调节精度和自然漂移而与额定电压值之间有微小的偏差。因此在负载电流上升时该变换器单元以最高的输出电压来给整个负载供电，直至达到对应的电流限制。从而该变换器单元的输出电压崩溃，并且其他并联的变换器单元以之前较小的额定电压值在共同输出端上提供电流。在此应该由操作人员来执行繁琐的平衡过程，这是不利的。此外在分负载的情况下没有把承载划分到所有并联的变换器单元上。由此导致提供大多数负载的那个变换器单元更强的磨损。这导致不等的老化，并遭受过早的设备干扰的风险。这种硬并联不适于在一定时间之后在限流运行中被完全断开的变换器单元。在断开过程之后，其余的变换器单元不再能够提供所要求的功率，并同样被断开。另一已知的措施是给输出电压调节器设置特殊特性。在此输出电压随着电流上升而下降。在这种关系下称为对应变换器单元的软特征曲线（图1）。这种下降如此来选择，使得一方面不超过由所连接的负载预先给定的输出电压公差。另一方面这种下降必须足够大，以考虑到几倍的调节精度、运行中的漂移、老化漂移以及直至整个负载的连接电缆的电压降。于是上述的效应在硬并联时就仅具有次要的影响。另外不利的是由操作人员所进行的耗费的调整，尤其在输出电压不同于最初的出厂设置时。首先必须断开输出端之间的连接。于是在这些输出端能够再次被连接在一起之前，各个电压调节器的输出电压必须调节到新的具有预先给定的最大偏差的期望值。如果代替具有共同连接点的电缆布线而进行输出端的贯通电缆布线（菊花链式布线），那么就产生了如下的缺点，即在电缆上的电压降不会有利于平衡。而是出现了相反的效应，因为第一变换器单元至负载具有比最后的变换器单元更大的电缆电阻。在各个变换器单元的输出电压公差非常小的情况下，该电缆电阻还导致在电流输出方面的明显差别。在电气技术实验室中所采用的电源通常具有多个经调节的输出端。在此可以把两个输出端相并联。这借助如下一种开关来实现，其中该开关不仅把功率输出、而且把内部控制装置的信令路径都连接在一起。该开关在此具有多个接触部，并且把输出端的控制装置以如下方式相连接，即事先设定的电压和电流调节器适用于两个输出端（图2）。这种解决方案仅能够有条件地应用于工业领域的电源。一方面，操作人员可以有意或无意地借助连接线路把输出端相并联，而不操作开关。于是输出端的平衡就不正常工作。另一方面，在多于两个输出端时可以仅把具有对应开关的两个输出端相并联。另外，这种开关在工业设备中将能够开关大的直流电流和更多的信号，因此仅考虑昂贵的特殊型号。
技术实现思路
本专利技术所基于的任务是，针对开头所述类型的电源说明相对于现有技术的改善。另外还说明用于运行该电源的方法。根据本专利技术，该任务通过根据权利要求1所述的一种电源以及根据权利要求12所述的一种方法而得到解决。从属权利要求描述了本专利技术的解决方案的不同改进。在此规定，至少一个控制装置包含有监控单元以识别输出侧的并联，给该监控单元输送识别信号，其中该识别信号在输出端相并联时自动地改变它的信号状态，并且在识别到并联的情况下把这两个电压调节器和/或电流调节器通过预先给定相互协调的电压额定值或电流额定值而相耦合。一旦进行输出侧的并联，那么电源就自动地切换到平衡模式，而无需操作人员的进一步干预。不需要进行调整工作或其他的预备措施。如果要供电的负载需要与该电源的最初出厂设定不同的输出电压，那么该优点就尤其重要。于是一旦存在并联，那么该操作人员就只需要调节电压额定值，并且第二输出端的电压额定值自动地进行变化。在输出端已经并联的情况下，也可以通过调节被定义为主要的变换器单元的输出电压来一同改变所有并联的输出端的电压，其中总是保持功率部件的负载划分。有利地把电压额定值作为共同的电压额定值来预先给定。给这两个变换器单元的电压调节器预先给定相同的额定值，如此使得实现了完全的平衡。如果电流额定值作为共同的电流额定值来预先给定，那么这同样是有利的。例如电流额定值在此通过作为开关变换器而构造的变换器单元的开关晶体管导通时间来导出，而不用设置自身的电流调节器。在一种改进方案中规定，每个控制装置都包含有电流调节器，以调节流过所属输出端的电流。于是每个变换器单元都能够承载直至最大电流，并在过载情况下把电流限制为该值。如果每个电流调节器都以所耦合的电压调节器为基础，那么这是有利的。电压调节器预先给定相互协调的额定电压，并且电流调节器调节电流。具体来说，输出端的相应电压调节器作为调节偏差来为所属的电流调节器预先给定额定值。于是在相应的输出端上就实现了电流源，其中该电流源的输出电流致使达到向该电压调节器预先给定的电压额定值。在另一实施方案中规定，一个控制装置作为主机来设置，并且在识别到并联时另一控制装置作为从机来接受该主机的电压额定值和/或电流额定值。在此被作为从机而设置的该控制装置有利地包含有监控单元，以识别输出侧的并联。一旦识别到这种并联，那么该从机控制装置就接受输出电压和/或输出电流的额定值，并必要时还接受主机控制装置的最大限制电流的额定值。替换于此地规定一个控制装置作为主机来设置，并且在识别到并联时另一控制装置作为从机来接受该主机的接通时间和/或断开时间或接通时间点和/或断开时间点。于是作为开关变换器而构造的这两个变换器单元就利用相同的开关控制信号而被驱动。从而大大简化了在DSP控制装置中的控制程序。为了形成识别信号有利的是，这两个输出端借助连接件相连接，并且该连接件机械耦合到用于影响该识别信号的电气辅助接触部。由此一旦该连接件被安装或者被去除，那么施加在该辅助接触部上的信号自动地改变它的信号状态。在此有利地规定，在多于两个输出端时，该连接件和这些输出端的尺寸以如下方式来预先给定，即仅特定的输出端能够借助连接件而被连接。通过该措施，保证了仅仅能够借助监控单元来被检验的那些输出端被相互连接。另外还能够提前设定哪个控制装置作为主机来配置以及哪个控制装置作为从机来配置。一种简化的实施方案规定，在输出端未连接时，电气辅助接触部是断开的或闭合的，并且在输出端借助连接件相连接时，该电气辅助接触部与之前的状态相反是闭合或断开的。一旦连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有至少一个第一和第二变换器单元（W1,W2）的电源，其中该第一变换器单元（W1）利用第一控制装置（S1）来加以操控，并在第一输出端（OUT1）上提供借助第一电压调节器调节的第一输出电压（U1）和/或借助第一电流调节器调节的输出电流，其中该第二变换器单元（W2）利用第二控制装置（S2）来加以操控，并在第二输出端（OUT2）上提供借助第二电压调节器可调节的第二输出电压（U2）和/或借助第二电流调节器可调节的输出电流，并且其中这两个输出端（OUT1,OUT2）能够并联以提供更高的输出功率，其特征在于，至少一个控制装置（S1,S2,STR）包含有监控单元以识别输出侧的并联，给该监控单元输送识别信号，该识别信号在输出端并联时自动地改变它的信号状态，并且在识别到并联时两个电压调节器和/或电流调节器通过预先给定相互协调的电压额定值（USoll1,USoll2）或电流额定值（ISoll1,ISoll2）而相耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.06 EP 12153967.01.具有至少一个第一和第二变换器单元（W1,W2）的电源，其中该第一变换器单元（W1）利用第一控制装置（S1）来加以操控，并在第一输出端（OUT1）上提供借助第一电压调节器调节的第一输出电压（U1）和/或借助第一电流调节器调节的输出电流，其中该第二变换器单元（W2）利用第二控制装置（S2）来加以操控，并在第二输出端（OUT2）上提供借助第二电压调节器可调节的第二输出电压（U2）和/或借助第二电流调节器可调节的输出电流，并且其中这两个输出端（OUT1,OUT2）能够并联以提供更高的输出功率，其中在识别到并联时两个电压调节器和/或电流调节器通过预先给定相互协调的电压额定值（USoll1,USoll2）或电流额定值（ISoll1,ISoll2）而相耦合，其特征在于，上级控制装置（STR）包含有监控单元以识别输出侧的并联，给该监控单元输送识别信号，该识别信号在输出端并联时自动地改变它的信号状态，并且该上级控制装置（STR）与两个变换器单元（W1,W2）的控制装置（S1,S2）相连接以改变电压额定值和电流额定值（USoll1,USoll2，ISoll1,ISoll2）。2.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，电压额定值（USoll1,USoll2）作为共同的电压额定值（USoll1）来预先给定。3.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，电流额定值（ISoll1,ISoll2）作为共同的电流额定值（ISoll1）来预先给定。4.根据权利要求1至3之一所述的电源，其特征在于，每个控制装置（S1或S2）都包含有电流调节器，以调节流过所属输出端（OUT1或OUT2）的电流。5.根据权利要求4所述的电源，其特征在于，每个电流调节器都以所耦合的电压调节器为基础。6.根据权利要求1至3之一所述的电源，其特征在于，一个控制装置（S1或S2）作为主机来设置，并且在识别到并联时另一控制装置（S2或S1）作为从机而接受该主机（S1或S2）的电压额定值和电流额定值（USoll1,ISoll1或USoll2,ISoll2）。7.根据权利要求1至3之一所述的电源，其特征在于，一个控制装置（S1或S2）作为主机来设置，并且在识别到并联时另一控制装置（S2或S1）作为从机而接受该主机（S1或S2）的接通时间和/或断开时间或接通时间点和/或断开时间点。8.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，两个输出端（OUT1,OUT2）借助连接件（VS）相连接，并且该连接件（VS）机械耦合到用于影响所述识别信号的电气辅助接触部（HK）。9.根据权利要求8所述的电源，其特征在于，在多于两个输出端（OUT1,OUT2,OUT3）时，该连接件（VS）和输出端（OUT1,OUT2,OUT3）的尺寸以如下方式来被预先给定，即仅特定的输出端能够借助连接件（VS）相连接。10.根据权利要求8或9所述的电源，其特征在于，在输出端不相连接时，该电气辅助接触部（HK）是断开的或闭合的，并且在输出端借助连接件（VS）相连接时，该电气辅助接触部（HK）是闭合的或断开的。11.根据权利要求8或9所述的电源，其特征在于，在输出端借助连接件（VS）相连接时，操作机电操作元件（HK`）。12.根据权利要求8或9所述的电源，其特征在于，在输出端借助连接件（VS）相连接时，激活机械或电磁传感器。13.用于运行具有至少一个第一和...

【专利技术属性】
技术研发人员：C奥格斯基，H施魏格特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE