本發(fā)明涉及電力自動(dòng)化，尤其涉及一種基于多模式兼容拓?fù)涞目删幊讨绷麟娮迂?fù)載及調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、各種電源如開關(guān)電源，充電器，發(fā)電機(jī)，led電源等，都需要進(jìn)行輸出特性的測試，傳統(tǒng)的測試方法，是使用電阻作為負(fù)載，但電阻難以實(shí)現(xiàn)快速而精確的控制，很難滿足生產(chǎn)自動(dòng)化的要求，電子負(fù)載是解決這一難題的技術(shù)方案。

2、電子負(fù)載基于對mos-fet的負(fù)反饋控制技術(shù)，電子負(fù)載根據(jù)電壓電流等電信號的反饋，調(diào)節(jié)mos-fet的g極電壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)mos-fet的d極與s極之間的電流，實(shí)現(xiàn)cc、cr、cp、cv、led等多種帶載模式的精確控制。

3、傳統(tǒng)的電子負(fù)載，其負(fù)反饋模式通常是單一的，不同帶載模式的切換，要么基于軟件模擬，要么基于不同反饋環(huán)的硬件投切，前者的控制精度與帶寬都有相當(dāng)程度的局限性，后者的反饋環(huán)硬件投切會產(chǎn)生中斷過程，在很多檢測應(yīng)用中受到限制，特別是程控電源與數(shù)字電源的檢測應(yīng)用中，這種中斷過程都限制了檢測應(yīng)用的范圍。此外，傳統(tǒng)的電子負(fù)載中，其cv模式通常因?yàn)榉答伾疃炔豢烧{(diào)節(jié)，而容易引發(fā)震蕩；其cr模式通常是在電流反饋環(huán)基礎(chǔ)上對輸入電壓的軟件伺服，而容易引發(fā)震蕩；其led模式通常是電流反饋環(huán)基礎(chǔ)上對輸入電壓的軟件伺服，而難以適應(yīng)led在調(diào)光模式下的測試要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明公開了一種基于多模式兼容拓?fù)涞目删幊讨绷麟娮迂?fù)載及調(diào)控方法，實(shí)現(xiàn)在一個(gè)多模式兼容拓?fù)渲?，?shí)現(xiàn)cc、cr、cv、led四種模式對被測電源進(jìn)行測試，且cc、cr、cv、led四種模式之間任意兩兩切換下連續(xù)無中斷。

2、技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

3、一種基于多模式兼容拓?fù)涞目删幊讨绷麟娮迂?fù)載，包括：主dsp控制器、dac1、dac2、mos-fet與其驅(qū)動(dòng)模組、電流信號調(diào)理電路、電流反饋比較器、取樣電阻、電壓信號調(diào)理電路、減法器、dac乘法器、pga、模擬加法器；被測電源分別與mos-fet與其驅(qū)動(dòng)模組、取樣電阻、電壓信號調(diào)理電路連接，電壓信號調(diào)理電路通過減法器與dac1連接，減法器、dac乘法器、pga、模擬加法器、電流反饋比較器依次連接，取樣電阻通過電流信號調(diào)理電路與電流反饋比較器連接，主dsp控制器分別與mos-fet與其驅(qū)動(dòng)模組、dac1、dac2、dac乘法器、pga連接，減法器、dac乘法器、pga、模擬加法器、電流反饋比較器、主dsp控制器、dac1、dac2構(gòu)成多模式兼容拓?fù)?；多模式兼容拓?fù)渲?，主dsp控制器用于通過d_vset、d_iset、d_rset、d_pga四個(gè)參數(shù)的設(shè)置，分別控制dac1、dac2、dac乘法器、pga，使得電子負(fù)載工作在特定的模式或進(jìn)行模式切換，實(shí)現(xiàn)對被測電源的精確測試；特定的模式為cc、cr、cv、led四種模式之一，模式切換為cc、cr、cv、led四種模式之間任意兩兩切換。

4、優(yōu)選地，主dsp控制器中，d_vset輸入至dac1，dac1用于對d_vset進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸出電壓參考值vset至減法器；減法器的正輸入信號為第五電壓vf，負(fù)輸入信號為電壓參考值vset，電壓參考值vset與第五電壓vf相減后作為輸出信號，并反饋至dac乘法器；第五電壓vf為電壓信號調(diào)理電路的輸出信號，電壓信號調(diào)理電路用于采集被測電源的電壓vin，被測電源的電壓vin經(jīng)電壓信號調(diào)理電路放大后輸出第五電壓vf；d_rset輸入至dac乘法器，dac乘法器用于對兩個(gè)輸入，即d_rset和減法器的輸出信號進(jìn)行乘法型數(shù)模轉(zhuǎn)換和比例放大，輸出第一電壓v1至pga；d_pga輸入至pga，pga用于對兩個(gè)輸入，即d_pga、第一電壓v1進(jìn)行乘法型數(shù)模轉(zhuǎn)換和增益放大，輸出第二電壓v2至模擬加法器；d_iset輸入至dac2，dac2用于對d_iset進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，輸出電流參考值iset至模擬加法器；模擬加法器用于對兩個(gè)輸入，即電流參考值iset、第二電壓v2疊加后輸出第三電壓v3，并反饋至電流反饋比較器，作為電流反饋比較器的正輸入信號，電流反饋比較器的負(fù)輸入信號為電流信號調(diào)理電路的輸出信號，即第一電流if；取樣電阻用于采集被測電源的電流，并輸出被測電源的電流信號iout至電流信號調(diào)理電路，電流信號調(diào)理電路用于對被測電源的電流信號iout放大，輸出第一電流if；電流反饋比較器用于對兩個(gè)輸入，即第一電流if、第三電壓v3進(jìn)行比較輸出，輸出信號為第四電壓信號v4，第四電壓信號v4用于驅(qū)動(dòng)mos-fet與其驅(qū)動(dòng)模組，進(jìn)而控制被測電源。

5、優(yōu)選地，還包括人機(jī)界面、上位機(jī)軟件，主dsp控制器接收的外部模式指令從人機(jī)界面或上位機(jī)軟件中獲取，外部模式指令包括電子負(fù)載工作在特定的模式或進(jìn)行模式切換。

6、一種基于多模式兼容拓?fù)涞目删幊讨绷麟娮迂?fù)載的調(diào)控方法，用于對以上任一所述的一種基于多模式兼容拓?fù)涞目删幊讨绷麟娮迂?fù)載進(jìn)行調(diào)控，主dsp控制器調(diào)節(jié)dac乘法器與pga，實(shí)現(xiàn)cr帶載模式控制，主dsp控制器調(diào)節(jié)dac乘法器、pga與dac1，實(shí)現(xiàn)led帶載模式控制；主dsp控制器調(diào)節(jié)dac乘法器與pga增益，并根據(jù)測量電流伺服調(diào)節(jié)dac2，實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)反饋深度的cv帶載模式控制；主dsp控制器調(diào)節(jié)dac2，實(shí)現(xiàn)cc帶載模式控制，在多模式兼容拓?fù)渲袑?shí)現(xiàn)cc、cr、cv、led四種模式之間任意兩兩模式切換，且切換過程連續(xù)無中斷。

7、優(yōu)選地，cc模式下，主dsp控制器將d_rset置0，d_pga設(shè)置為最大值，多模式兼容拓?fù)渥鳛殡娏髫?fù)反饋環(huán)，穩(wěn)定狀態(tài)下，d_iset=iout*k4+b4，其中，iout為被測電源的電流信號，k4、b4為常數(shù)；主dsp控制器通過調(diào)節(jié)d_iset的大小，實(shí)現(xiàn)對電子負(fù)載cc模式下被測電源的電流信號的恒定控制。

8、優(yōu)選地，cv模式下，主dsp控制器調(diào)節(jié)d_pga、d_rset至設(shè)定反饋深度值d_rset/d_pga，多模式兼容拓?fù)渥鳛殡妷贺?fù)反饋環(huán)，穩(wěn)定狀態(tài)下，伺服調(diào)整實(shí)現(xiàn)d_iset=iout*k4+b4，其中，iout為被測電源的電流信號，k4、b4為常數(shù)；此時(shí)，d_vset=?k6*vin+b6，k6、b6為常數(shù)；主dsp控制器通過調(diào)節(jié)d_vset的大小，實(shí)現(xiàn)對電子負(fù)載cv模式下被測電源的電壓vin的恒定控制。

9、優(yōu)選地，cr模式下，主dsp控制器將d_vset、d_iset置0，多模式兼容拓?fù)渥鳛殡娮柝?fù)反饋環(huán)，d_pga/d_rset=vin/iout*k5+b5，其中k5，b5為常數(shù)，主dsp控制器通過調(diào)節(jié)d_pga與d_rset的大小，以d_pga/d_rset的值來控制電子負(fù)載cr模式下被測電源等效阻抗vin/iout的精確控制。

10、優(yōu)選地，led模式下，等效于一個(gè)恒壓源vf與一個(gè)等效串聯(lián)電阻rd的串聯(lián)，主dsp控制器將d_iset置0，多模式兼容拓?fù)渥鳛閘ed負(fù)反饋環(huán)，此時(shí)，iout=?d_rset/d_pga*(d_vset/65535*vref?–(k1*vin+b1))；主dsp控制器通過調(diào)節(jié)d_vset、d_pga、d_rset的大小，令d_vset=?k6*vf+b6；令d_pga/d_rset=rd*k5+b5；其中，k1、b1、b5、k5、k6、b6為常數(shù)，vref為常數(shù)；來實(shí)現(xiàn)電子負(fù)載led模式下開啟電壓vf與等效串聯(lián)電阻rd的精確控制。

11、優(yōu)選地，從cc模式向cv模式切換時(shí)，主dsp控制器調(diào)節(jié)d_pga、d_rset至設(shè)定反饋深度值，再調(diào)節(jié)d_vset至設(shè)定電壓，最后以電子負(fù)載拉載電流的測量值伺服d_iset，實(shí)現(xiàn)切換；從cc模式向cr模式切換時(shí)，主dsp控制器先調(diào)節(jié)d_vset至0，再調(diào)節(jié)d_iset至0，最后調(diào)節(jié)d_pga、d_rset至設(shè)定電阻值；從cc模式向led模式切換時(shí)，主dsp控制器調(diào)節(jié)d_vset至設(shè)定vf值，再調(diào)節(jié)d_iset至0，最后再調(diào)節(jié)d_pga、d_rset?至設(shè)定電阻rd值；

12、從cv模式向cc模式切換時(shí)，主dsp控制器調(diào)節(jié)d_rset至0，調(diào)節(jié)d_pga至于65535，再調(diào)節(jié)d_iset至設(shè)定電流值；從cv模式向cr模式切換時(shí)，?主dsp控制器調(diào)節(jié)d_pga、d_rset?至設(shè)定電阻值，再調(diào)節(jié)d_vset至0；從cv模式向led模式切換時(shí)，主dsp控制器調(diào)節(jié)d_pga、d_rset?至設(shè)定rd值，再調(diào)節(jié)d_iset至0，最后再調(diào)節(jié)d_vset至設(shè)定vf值；

13、從cr模式向cc模式切換時(shí)，主dsp控制器調(diào)節(jié)d_rset至0，調(diào)節(jié)d_pga至65535，再調(diào)節(jié)d_iset至設(shè)定電流值；從cr模式向cv模式切換時(shí)，主dsp控制器調(diào)節(jié)d_vset至設(shè)定電壓值，再調(diào)節(jié)d_rset、d_pga至設(shè)定反饋深度值，最后用電子負(fù)載拉載電流的測量值伺服d_iset；從cr模式向led模式切換時(shí)，主dsp控制器調(diào)節(jié)d_vset至設(shè)定vf值，再調(diào)節(jié)d_rset、d_pga至設(shè)定rd值；

14、從led模式向cc模式切換時(shí)，主dsp控制器調(diào)節(jié)d_rset至0，調(diào)節(jié)d_pga至65535，再調(diào)節(jié)d_iset至設(shè)定電流值；從led模式向cv模式切換時(shí)，主dsp控制器調(diào)節(jié)d_rset、d_pga至設(shè)定反饋深度，再調(diào)節(jié)d_vset至設(shè)定電壓值，最后以電子負(fù)載拉載電流的測量值伺服d_iset；從led模式向cr模式切換時(shí)，主dsp控制器調(diào)節(jié)d_rset、d_pga至設(shè)定電阻值，再調(diào)節(jié)d_vset至0。

15、有益效果：

16、1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)在一個(gè)多模式兼容拓?fù)渲校瑢?shí)現(xiàn)cc、cr、cv、led四種模式對被測電源進(jìn)行測試，且cc、cr、cv、led四種模式之間任意兩兩切換下連續(xù)無中斷；避免了普通電子負(fù)載不同模式切換過程中的中斷；

17、2、本發(fā)明中通過硬件的多模式兼容拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)cr模式、led模式，控制精度與普適性優(yōu)于采用軟件伺服cr與led模式的普通電子負(fù)載；

18、3、本發(fā)明中帶反饋深度控制的cv模式，普適性優(yōu)于采用固定反饋深度的cv模式，或者多個(gè)反饋深度調(diào)節(jié)的cv的普通電子負(fù)載。