CN103760498A - 一种电源模块自动校准装置及校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源模块自动校准装置及校准方法，该装置包括电源模块、与电源模块相连的控制模块，还包括可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计、可编程负载和分流器；所述电源模块的输出端经分流器分别连接可编程负载和可编程万用表的输入端，电源模块的输出端还分别连接可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计的输入端，所述可编程负载、可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计的输出端连接控制模块。充分考虑了硬件模块的各项参数特性，区别对待不同的参数，不同的参数使用不同校准方法。与传统人工校准相比，本发明的电源模块自动校准装置，减少了人工操作误差，同时大大提高了效率和精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源模块自动校准装置及校准方法，属于电源技术领域。
背景技术
目前，在电源模块领域，普遍采用带CANbus或者串口等通信方式的电源，这些电源通过通信实现模块的控制及模块状态的发布。模块的状态信息通常包含了输入电压、输出电压、输出电流、温度等信息。这些信息在实际应用中都有精度方面的要求，因此需要在工业生产过程中对这些发布信息进行校准。
当前通用的校准方法有：直接补偿系数法，启动电源模块，读取模块通信反馈的电压电流等信息，同时使用测量仪器，测量出实际模块的各项信息，计算出反馈值与测量值的差值，即各项补偿系数，使用通信传输给电源模块，再由电源模块内部软件，将这些系数应用到之后的模块状态发布中。这种方法简单有效，但不适用于精度要求高，工作范围宽的电源模块。
另外一种方法是直线校准，选取两个采样点，并经过这两个采样点确定一条直线，计算得出这条直线的斜率和截距，并将斜率和截距值发送给电源模块，再由电源模块内部软件将之应用于信息发布。这种方法精度有所提高，但大多数校准都采用人工方式，由人手动测量出采样值，过程复杂，精度较差，且效率低下，不利于规模化生产。随着电源模块技术的发展，电源模块发布的信息越来越多，需要校准的参数也随之增加，人工方式更易发生各种错误。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种电源模块自动校准装置及校准方法，减少了人工操作误差，大大提高了效率。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种电源模块自动校准装置，包括电源模块、与电源模块相连的控制模块，还包括可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计、可编程负载和分流器；所述电源模块的输出端经分流器分别连接可编程负载和可编程万用表的输入端，电源模块的输出端还分别连接可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计的输入端，所述可编程负载、可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计的输出端连接控制模块。
优选的，所述电源模块利用CANbus总线与所述控制模块连接通信。
优选的，所述可编程负载、可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计利用RS232接口与所述控制模块连接通信。
一种校准方法，利用如权利要求1所述电源模块自动校准装置实现，对输入电压、温度参数利用直接补偿系数法进行校准；对输出电压、输出电流参数利用如下方法：在一组额定输出值数据中选中两个数据标记在X轴，并测量出这两个数据的实际输出值标记在Y轴，得到两个二维坐标点，以这两个点确定一条直线，计算出这条直线的斜率和截距，在两个额定输出值数据之间增加N个测试值标记在X轴，N为自然数，并测量出这N个测试值的实际输出值标记在Y轴，得到N个测试点，计算这N个测试点到所述直线的距离，且测试点在直线上方距离为正，测试点在直线下方距离为负，计算出N个距离的平均值，将所述直线沿着垂直直线的方向移动平均值的距离，得到一条新直线，将新直线的斜率和截距发送到电源模块，完成校准。
优选的，所述直接补偿系数法为启动电源模块，读取电源模块通信反馈的额定输入电压和额定温度信息，使用可编程电能质量分析仪、可编程温度计测量电源模块实际输入电压和实际温度，并将测量得到的实际值反馈给控制模块，控制模块计算实际值和额定值的差值，即补偿系数，再将补偿系数发送给电源模块，完成校准。
采用上述方案后，本发明充分考虑了硬件模块的各项参数特性，区别对待不同的参数，不同的参数使用不同校准方法。对带有非线性特征的参数，利用多个采样点进行修正，使校准的参数更加准确。与传统人工校准相比，本发明的电源模块自动校准装置，减少了人工操作误差，同时大大提高了效率和精度。
附图说明
图1是本发明的一种电源模块自动校准装置的结构框图。
图2是本发明对输出电流进行校准的采样图。
图中：X轴为额定输出值，Y轴为实际输出值，A、B、n1、n2、n3、n4、n5为采样点，h1、h2、h3、h4、h5为采样点到直线的距离，h为平均值。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
如图1所示，为本发明的一种电源模块自动校准装置的结构框图，该装置包括电源模块、与电源模块相连的控制模块，还包括可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计、可编程负载和分流器；所述电源模块的输出端经分流器分别连接可编程负载和可编程万用表的输入端，电源模块的输出端还分别连接可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计的输入端，所述可编程负载、可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计的输出端连接控制模块。
所述电源模块利用CANbus总线与所述控制模块连接通信。
所述可编程负载、可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计利用RS232接口与所述控制模块连接通信。
对于电源模块输入电压、温度两个参数，因为其硬件特性，变化不大，故采用直接补偿系数法，控制模块和电源模块进行CAN串口通信，读取电源模块反馈的额定输入电压、额定温度，使用可编程电能质量分析仪测量电源模块实际输入电压，使用可编程温度计测量电源模块实际温度，将测量的实际值传输给控制模块，由控制模块计算实际值和额定值的差值，即补偿系数，控制模块将补偿系数发送给电源模块，完成校准。
如图2所示，为对输出电压、输出电流进行校准的采样图，对于电源模块的输出电压、输出电流这些参数，受硬件影响较大，因此采用如下方法，本实施例以输出电流为例。根据电源模块硬件特性，确定输出区间中的两个电流点x1、x2，测量出实际输出电流值y1、y2，以A(x1、y1)、B(x2、y2)确定一条直线，计算出直线AB的表达式y=kx+b，在x1、x2之间增加N个测试点，N为自然数，可根据需要调整，在图2中N为5，测量N个测试点相对应的实际输出值y，从而得到N个采样点（n1、n2…nN），由控制模块计算得到N个采样点到直线AB的距离，为h1、h2…hN，且采样点在直线AB上方距离为正，点在直线下方距离为负，计算h1、h2…hN的平均值为h，将直线AB沿着垂直于直线AB的方向移动距离h，得到一条新直线y=kx+b’，控制模块将新直线的斜率k和截距b’发送至电源模块，完成输出电流校准。输出电压校准方法与输出电流校准相同，将所有的电流值改为电压值即可。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电源模块自动校准装置，包括电源模块、与电源模块相连的控制模块，其特征在于：还包括可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计、可编程负载和分流器；所述电源模块的输出端经分流器分别连接可编程负载和可编程万用表的输入端，电源模块的输出端还分别连接可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计的输入端，所述可编程负载、可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计的输出端连接控制模块。
2.如权利要求1所述电源模块自动校准装置，其特征在于：所述电源模块利用CANbus总线与所述控制模块连接通信。
3.如权利要求1所述电源模块自动校准装置，其特征在于：所述可编程负载、可编程万用表、可编程电能质量分析仪、可编程温度计利用RS232接口与所述控制模块连接通信。
4.一种校准方法，利用如权利要求1所述电源模块自动校准装置实现，其特征在于：对输入电压、温度参数利用直接补偿系数法进行校准；对输出电压、输出电流参数利用如下方法：在一组额定输出值数据中选中两个数据标记在X轴，并测量出这两个数据的实际输出值标记在Y轴，得到两个二维坐标点，以这两个点确定一条直线，计算出这条直线的斜率和截距，在两个额定输出值数据之间增加N个测试值标记在X轴，N为自然数，并测量出这N个测试值的实际输出值标记在Y轴，得到N个测试点，计算这N个测试点到所述直线的距离，且测试点在直线上方距离为正，测试点在直线下方距离为负，计算出N个距离的平均值，将所述直线沿着垂直直线的方向移动平均值的距离，得到一条新直线，将新直线的斜率和截距发送到电源模块，完成校准。
5.如权利要求4所述校准方法，其特征在于：所述直接补偿系数法为启动电源模块，读取电源模块通信反馈的额定输入电压和额定温度信息，使用可编程电能质量分析仪、可编程温度计测量电源模块实际输入电压和实际温度，并将测量得到的实际值反馈给控制模块，控制模块计算实际值和额定值的差值，即补偿系数，再将补偿系数发送给电源模块，完成校准。
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