一种无静差调节的电源测试系统及其调节方法与流程

    专利查询2026-03-06  10


    本发明涉及电源测试系统,尤其涉及一种无静差调节的电源测试系统及其调节方法。


    背景技术:

    1、在高精度的电源测试系统中,对输出电流、电压的稳态精度要求较高,并且要求电源测试系统的输出值和外部给定值之间基本无静差。但由于该类电源系统通常采用pi控制或pid控制,导致电源测试系统的输出值和外部给定值之间会存在微小静差值,该静差值和负载大小、输出电压、电流大小以及环境温度都有关系,会给高精度系统的运行造成一定影响。

    2、目前,通常采用查表法提前对不同负载、不同输出电压、电流以及不同温度下的静差值进行实测,并记录在表格中,实际运行中根据输出参数和温度从表格中提取所需的静差值,叠加到外部给定值上以进行校正。但由于每台设备的静差值也不相同,出厂时均需要校正,此种方法如果覆盖全温度范围、负载范围和输出电压电流范围会造成表格数量极其庞大;而且另外随着系统内部器件的老化,表格中静差值会不准确,需要定期进行更新,维护量工作量大且可靠性低。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于解决现有采用查表法记录并提取静差值以叠加到外部给定值上以进行校正的方法,在覆盖全温度范围、负载范围和输出电压电流范围时存在的表格数量极其庞大,以及存在的维护量工作量大且可靠性低的技术问题,而提供一种无静差调节的电源测试系统及其调节方法。

    2、为了实现上述目的,本发明的技术解决方案如下:

    3、一种无静差调节的电源测试系统,其特殊之处征在于,包括无静差调节系统、外环调节器、内环减法器、内环调节器、pwm发波模块以及主电路;

    4、所述无静差调节系统包括使能控制器、静差校正器、加法器以及减法器;

    5、所述使能控制器包括第一微分模块、第一滤波模块、第一比较模块、第二微分模块、第二滤波模块、第二比较模块以及与模块;

    6、所述第一微分模块的输入端用于接收外部给定信号,第一微分模块、第一滤波模块以及第一比较模块依次连接,用于对外部给定信号依次进行微分运算、滤波并取绝对值后与稳态设定阈值进行比较;所述第二微分模块的输入端连接主电路的第二输出端,用于采集电源测试系统的输出信号,第二微分模块、第二滤波模块以及第二比较模块依次连接,用于对电源系统的输出信号依次进行微分运算、滤波并取绝对值后与稳态设定阈值进行比较;所述与模块的第一输入端和第二输入端分别连接第一比较模块和第二比较模块的输出端,其输出端连接静差校正器的第一输入端,用于对两个比较结果进行与运算,根据运算结果确定是否向静差校正器发出使能信号;

    7、所述减法器的第一输入端连接加法器的输出端,第二输入端连接主电路的第二输出端,用于对加法器输出的外部给定信号与采集的电源测试系统输出信号作差获得偏差值;静差校正器的第二输入端连接减法器的输出端,用于根据当前输入的偏差值计算当前运算周期的校正值;所述加法器的第一输入端用于接收外部给定信号,第二输入端连接静差校正器的输出端,用于将静差校正器输出的校正值叠加在外部给定信号上;

    8、所述外环调节器的输入端连接减法器的输出端,用于对输入的所述偏差值进行pi或pid调节;所述内环减法器的第一输入端和第二输入端分别连接外环调节器的输出端和主电路的第一输出端,用于根据调节后的偏差值和采集的主电路电感电流信号之间的差值生成内环给定信号;

    9、所述内环调节器、pwm发波模块以及主电路依次连接,内环调节器用于对输入的内环给定信号进行pi或pid调节,pwm发波模块用于根据调节后的内环给定信号生成pwm载波信号,进而根据pwm载波信号控制主电路的运行;所述主电路的第二输出端作为电源测试系统的输出端进行信号输出。

    10、进一步地,所述第二微分模块采集的电源测试系统的输出信号为电压信号,所述减法器采集的电源测试系统的输出信号为电压信号;

    11、或者,所述第二微分模块采集的电源测试系统的输出信号为电流信号,所述减法器采集的电源测试系统的输出信号为电流信号。

    12、进一步地,所述第一滤波模块采用一阶滤波、多阶滤波或者平均值滤波的方式滤波;

    13、所述第二滤波模块采用一阶滤波、多阶滤波或者平均值滤波的方式滤波。

    14、本发明还提供了一种基于上述无静差调节的电源测试系统的调节方法,其特殊之处在于,包括以下步骤:

    15、电源测试系统正常工作时,实时采集电源测试系统的输出信号,采集的电源测试系统输出信号一路反馈至减法器,同时使外部给定信号一路通过加法器后输入至减法器中,通过减法器对输入的外部给定信号和电源测试系统的输出信号作差得到偏差值;获得的偏差值一路进入外环调节器进行pi或pid调节,同时采集主电路电感电流信号,将调节后的偏差值和采集的主电路电感电流信号通过内环减法器作差后生成内环给定信号,内环给定信号通过内环调节器进行pi或pid调节,调节后的内环给定信号通过pwm发波模块生成pwm载波信号,进而控制主电路运行,使其作为电源测试系统的输出端进行信号输出;获得的偏差值另一路反馈至静差校正器中用于计算校正值;

    16、采集电源测试系统的输出信号另一路反馈至使能控制器中,同时使外部给定信号的另一路输入至使能控制器中,使能控制器对外部给定信号和电源测试系统的输出信号分别依次进行微分运算、滤波并取绝对值,获得|usavg|和|ufavg|;分别判断|usavg|、|ufavg|与稳态设定值ε1的大小:若|usavg|、|ufavg|均小于稳态设定值ε1,使能控制器输出为1,静差校正器根据接收到的使能信号将当前运算周期的校正值叠加在外部给定信号上,使外部给定信号与电源输出信号之间无静差或者静差在系统最小分辨率范围内;若|usavg|和/或|ufavg|大于等于稳态设定值ε1,使能控制器输出为0,静差校正器将上一运算周期的校正值叠加在外部给定信号上。

    17、本发明相比于现有技术的有益效果如下:

    18、1、本发明提供的一种无静差调节的电源测试系统,本在传统电源测试系统中增加无静差调节系统,其根据外部给定信号和采集的电源测试系统的输出信号变化,以及两者的误差进行静差调节,消除外部给定信号与电源输出信号之间的静差,同时由于静差校正器不参与系统原环路的计算,有效保证了系统环路的稳定性。

    19、2、本发明提供的无静差调节的电源测试系统的调节方法,简单可靠,可以实现自动校准,校准时与负载大小、温度范围以及输出电压电流大小均无关系,能够自动进行静差调节,实现系统最小分辨率下无静差的功能,提升系统的稳态控制精度。



    技术特征:

    1.一种无静差调节的电源测试系统,其特征在于:

    2.根据权利要求1所述的一种无静差调节的电源测试系统,其特征在于:

    3.根据权利要求2所述的一种无静差调节的电源测试系统,其特征在于:

    4.一种基于权利要求1-3任一所述无静差调节的电源测试系统的调节方法,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明提供了一种无静差调节的电源测试系统及其调节方法,用于解决现有采用查表法记录并提取静差值以叠加到外部给定值上以进行校正的方法,在覆盖全温度范围、负载范围和输出电压电流范围时存在的表格数量极其庞大,以及存在的维护量工作量大且可靠性低的技术问题。本发明的无静差调节的电源测试系统,在传统电源测试系统中增加无静差调节系统,其根据外部给定信号和采集的电源测试系统的输出信号变化,以及两者的误差进行静差调节,消除外部给定信号与电源输出信号之间的静差,同时由于静差校正器不参与系统原环路的计算,保证了系统环路的稳定性。

    技术研发人员:张均华,白小青,李春龙,张建荣
    受保护的技术使用者:西安爱科赛博电气股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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