數字控制指令，記該指令的電阻值按向下取整后的無符號整數的η位二進制表示為D，按如D的第MiD1(i = l ,2,...，η)為I時控制第i個電子開關S1-1接通、如Di為O時控制第i個電子開關S1-1斷開的方式，分別獨立控制所述η個電子開關來自動實現該數字控制指令相應的電阻器電阻值。
[0021]所述大量程數字快速無級調節(jié)電阻器還可以設有第η+1個電阻Rn(Rn) I Ω )和第η+I個電子開關Sn，其中，所述第η+1個電阻匕與所述的η個電阻(Ro?IV1)串聯，所述第η+1個電子開關所述第η+1個電阻Rn并聯，所述控制模塊I通過PWM信號控制所述第η+1個電子開*Sn，將所述第η+1個電阻R4P所述第η+1個電子開關Sn的并聯電路的等效電阻動態(tài)調節(jié)在所述電子開關Sn的導通電阻和所述第η+1個電阻Rn的電阻值之間，實現毫歐級的電阻器電阻值或分辨率為毫歐級的電阻器電阻值的無級調節(jié);相應地，將所述電阻器第一接線端2、第二接線端3分別連接到這η+1個電阻的串聯電路的兩端。
[0022]所述大量程數字快速無級調節(jié)電阻器還可以設有一個電流傳感器4，所述控制模塊I通過采樣所述電流傳感器4輸出的電流信號與電阻器第一接線端2和電阻器第二接線端3之間的電壓并進而據此計算的該電阻器的實際電阻值，采用PWM信號控制所述第η+1個電子開關Sn，實現對所述第η+1個電阻R4P所述第η+1個電子開關Sn的并聯電路的等效電阻進行閉環(huán)調節(jié)，進一步提高電阻器電阻值的調節(jié)精度。
[0023]所述各電子開關(So?S^Sn)為光電繼電器或其它隔離型電子開關，以實現所述電阻器所連接的電路與所述控制模塊I間的電氣隔離，避免所述電阻器所連接的電路對所述控制模塊I的影響。
[0024]所述電阻器第一接線端2或電阻器第二接線端還串聯一個限流電阻5，以避免在指令的電阻器電阻值較小時損壞所述電子開關(So?Sn-1，Sn)。
[0025]所述大量程數字快速無級調節(jié)電阻器還設有一個外殼6，用于安裝所述的大量程數字快速無級調節(jié)電阻器的電路和其對外的接口。
[0026]所述控制模塊I還具有記憶存儲和自動恢復功能，即，控制模塊掉電時自動記憶該電阻器的電阻值并保存到其非易失性存儲器中，上電后自動讀出其記憶的電阻器的電阻值并自動調節(jié)到該電阻值。
[0027]所述控制模塊I還設有自診斷功能，當發(fā)生過熱、過流、電路器件失效時所述控制模塊I可自動利用其CAN總線接口輸出故障信號。
[0028]本發(fā)明在簡化了電路、降低了成本的同時實現了對電阻器電阻的毫歐級高分辨率和大量程的數字快速無級調節(jié)，解決了現有數字電位器存在的大量程時電位器電阻值分辨率不高或電路復雜、不能無級調節(jié)、不易實現大量程的問題，也同時解決了現有各種滑動電位器或變阻器滑動觸頭易磨損從而嚴重影響電阻調節(jié)的精度、使用壽命以及動態(tài)調節(jié)時的響應慢導致動態(tài)快速調節(jié)受限的問題，同時具有了超大量程、高精度、準無級數字調節(jié)、動態(tài)響應快、結構簡單、成本低等特點;經測試，其電阻調節(jié)分辨率達二百萬分之一甚至更小、為現有數字電位器國際領先水平0.1%的2000倍以上且同時將電阻和電子開關的數量減少為其的五十分之一，且動態(tài)調節(jié)響應與現有數字電位器國際領先水平相當。
[0029]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。
【主權項】
1.一種大量程數字快速無級調節(jié)電阻器，其特征在于，包括η個電阻、η個電子開關、一個控制模塊、電阻器第一接線端、電阻器第二接線端，其中，所述η個電阻串聯，所述η個電子開關依次分別與所述η個電阻并聯，所述控制模塊分別與所述η個電子開關相電路連接，電阻器第一接線端和第一個電阻與第二個電阻相連接端的另一端相連接，電阻器第二接線端和第η個電阻與第η-1個電阻相連接端的另一端相連接，所述η個電阻的電阻值組成的電阻值數列為等比數列，設Θ為該電阻值數列的公比、Rmax為欲實現的所述大量程數字快速無級調節(jié)電阻器的最大量程，所述η個電阻的電阻值依次為I Ω、Θ4、Θ2Ω、...、θη-1Q，則η為對滿足關系式Θη1 = Rmax (Θ -1) +1的η I取整后的自然數，控制模塊通過控制所述η個電子開關中的一部分處于接通狀態(tài)，另一部分處于斷開狀態(tài)來高分辨率大量程地無級調節(jié)實現所需的電阻器電阻值。2.根據權利要求1所述的大量程數字快速無級調節(jié)電阻器，其特征在于，所述η個電阻的電阻值數列的公比θ = 2，則控制模塊通過控制所述η個電子開關實現分辨率為I Ω、量程范圍為O Ω?2η_1 Ω的電阻器電阻值的無級調節(jié)。3.根據權利要求1所述的大量程數字快速無級調節(jié)電阻器，其特征在于，所述控制模塊通過CAN總線或其它通信接口接收對電阻器電阻值的數字控制指令，記該指令的電阻值按向下取整后的無符號整數的η位二進制表示為D。4.根據權利要求1所述的大量程數字快速無級調節(jié)電阻器，其特征在于，所述大量程數字快速無級調節(jié)電阻器還設有第η+1個電阻和第η+1個電子開關，其中，所述第η+1個電阻與所述的η個電阻串聯，所述第η+1個電子開關與所述第η+1個電阻并聯，所述控制模塊I通過PffM信號控制所述第η+1個電子開關，將所述第η+1個電阻和所述第η+1個電子開關的并聯電路的等效電阻動態(tài)調節(jié)在所述電子開關的導通電阻和所述第η+1個電阻的電阻值之間，實現毫歐級的電阻器電阻值或分辨率為毫歐級的電阻器電阻值的無級調節(jié);將所述電阻器第一接線端、第二接線端分別連接到這η+1個電阻的串聯電路的兩端。5.根據權利要求4所述的大量程數字快速無級調節(jié)電阻器，其特征在于，所述大量程數字快速無級調節(jié)電阻器還設有一個電流傳感器，所述控制模塊通過采樣所述電流傳感器輸出的電流信號與電阻器第一接線端和電阻器第二接線端之間的電壓并進而據此計算的該電阻器的實際電阻值，采用PWM信號控制所述第η+1個電子開關，實現對所述第η+1個電阻和所述第η+1個電子開關的并聯電路的等效電阻進行閉環(huán)調節(jié)。6.根據權利要求1所述的大量程數字快速無級調節(jié)電阻器，其特征在于，所述各電子開關為光電繼電器或其它隔離型電子開關，以實現所述電阻器所連接的電路與所述控制模塊間的電氣隔咼。7.根據權利要求1所述的大量程數字快速無級調節(jié)電阻器，其特征在于，所述電阻器第一接線端或電阻器第二接線端還串聯一個限流電阻。8.根據權利要求1所述的大量程數字快速無級調節(jié)電阻器，其特征在于，所述大量程數字快速無級調節(jié)電阻器還設有一個外殼，用于安裝所述的大量程數字快速無級調節(jié)電阻器的電路和其對外的接口。9.根據權利要求1所述的大量程數字快速無級調節(jié)電阻器，其特征在于，所述控制模塊還具有記憶存儲和自動恢復功能。10.根據權利要求1所述的大量程數字快速無級調節(jié)電阻器，其特征在于，所述控制模塊還設有自診斷功能。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種大量程數字快速無級調節(jié)電阻器，包括n個電阻等，其中，所述n個電阻串聯，所述n個電子開關依次分別與所述n個電阻并聯，所述控制模塊分別與所述n個電子開關相電路連接，電阻器第一接線端和第一個電阻與第二個電阻相連接端的另一端相連接，電阻器第二接線端和第n個電阻與第n-1個電阻相連接端的另一端相連接，所述n個電阻的電阻值組成的電阻值數列為等比數列。本發(fā)明大量程數字快速無級調節(jié)電阻器具有量程大、精度高、準無級數字調節(jié)、動態(tài)響應快、結構簡單、成本低的特點。
【IPC分類】H01C10/16, H01C10/50
【公開號】CN105575570
【申請?zhí)枴緾N201510757148
【發(fā)明人】楊林, 羌嘉曦
【申請人】上海凌翼動力科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年11月9日