2.3 模块间并联控制部分的设计

    分散逻辑并联控制方式可使各逆变电源模块不依赖于集中控制单元或某个主模块，能独立的检测和控制本模块在系统中的工作状态而实现模块间的输出功率合理分配，并能很好的抑制模块间的环流，从而实现模块化逆变电源在并联电源系统中的独立运行控制。

    根据以上的分散逻辑控制理论分析，本设计中采用的分散控制的并联冗余逆变器控制系统。在该系统设计中，模块之间的CAN总线作为均流互联线，同时从工程实际应用的角度考虑，在系统的中有引入了一组同步母线，由于同步母线和相应的同步控制策略大幅简化了分散逻辑控制并联冗余控制方案的实现。

    （1）并机部分硬件结构

    单机控制部分由DSP控制UC3524输出产生PWM波形，从而控制单个逆变模块输出220Y，50HZ的交流电。检测部分由DSP和各检测电路组成，DSP实时检测逆变器的输出电压、输出电流、直流输入电压以及模块温度等各项参数，根据模块当前的工作状态控制模块功率输出。并机部分由DSP及并机接口电路组成，并机接口电路采用抗干扰能力强的CAN总线进行各逆变模块之间的数据通信，DSP通过CAN总线发送本模块的电压、电流和功率等信息给其他逆变器模块或者接收其它模块传送过来的电压、电流和功率等信息，并将这些信息按均流控制算法，使各逆变模块之间均衡负载。

    （2）并机线的设计

图3 并机控制部分的硬件结构图

    由上图3可知，在本系统中，逆变模块间的并机线主要包括CAN总线和同步母线两部分：

    1）并机通信线

    在本系统中，每个模块采集各自逆变桥输出端的电压和电流，经过一定的计算后，通过CAN总线主动向其他的模块传送自己的电压，电流和功率，由于CAN总线的传输速度高达1Mbps，几乎是在每个模块在其他模块信息的同时，也获取了其他模块的信息。

    假设逆变器并联系统共16个模块并联，CAN总线的通信波特率为1Mbps，采用广播的通信方式。由于CAN总线传送一个数据帧共有10个字节，因此单个逆变器模块将本模块的数据传送到其它逆变器模块的时间为：信方式。由于CAN总线传送一个数据帧共有10个字节，因此单个逆变器模块将本模块的数据传送到其它逆变器模块的时间为：t1＝10*8b／1Mbps＝80us。

    在系统8个逆变器模块并联的情况下，所有模块相互之间数据传送完成共需要时间为：t＝8*80us＝0.64ms。

逆变器输出一个50HZ的正弦波周期为20ms，模块之间相互传送信息一次需要的时间仅为0.64ms。这使得各个逆变电源模块根据可以达到实时调节。根据无功电流（无功功率）的差异调整输出电压、电流的给定值和改变SPWM的调制波，调节模块间因输出电压差异造成的无功电流差异，从而解决了无功功率的均衡问题。

    2）同步母线

    本系统中运用少许模拟器件设计了一种高效的同步母线，下图是两台逆变器为例说明同步母线的连接图。

图4 同步母线连接图

    两个逆变模块间只需一根模拟线相接，图中每个模块中的DSP控制器都有两个通用I/O、分别用于对同步母线进行检测和控制。每个模块在对同步的电平信号进行检测，与此同时通过端口OUT详同步母线上发送本模块的同步脉冲，实质上是，通过同步母线，各模块之间的同步信号相互影响、相互跟踪，从而达到同步。

3 结 论

    本文设计了一套基于DSP控制的逆变电源并联控制系统，并进行了各种性能实验研究，实验表明了本设计的可行性和有效性，可以实现多台逆变模块非联电源系统可靠的运行以及功率均分。

    文章的创新之处是实现多个逆变器模块的并联供电电源系统，以满足不同的负载功率及供电可靠性要求。