CN103869713B - 一种具有开关延时功能的电源及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有开关延时功能的电源及其工作方法，所述电源包括自动开关控制装置，所述自动开关控制装置包括：开关状态生成单元，用于生成开关状态表，所述开关状态表包括由多个开状态和多个关状态构成的开关序列；时间序列生成单元，用于根据用户设置的延时参数，自动生成时间序列表，所述时间序列表包括每一开状态对应的延迟时间长度和每一关状态对应的延迟时间长度；定时单元，用于周期性产生中断；输出状态控制单元，用于根据所述定时单元产生的中断、所述开关状态表和所述时间序列表，切换所述电源的开关状态。该电源可自动分别精确控制开延时、关延时。

Description

一种具有开关延时功能的电源及其工作方法

技术领域

本发明涉及通用电子测量测试领域，具体地涉及一种具有开关延时功能的电源及其工作方法。

背景技术

线性直流电源作为电子设计中必不可少的工具，既可作为供电电源工作，又可作为测量设备工作，在实验室、科研单位、工业等各个领域均有广泛的应用。随着电子器件的数字化日益普遍，原始的线性模拟电源终将逐渐被数字电源所替代，数字电源具有良好的扩展性、较低的成本、较简单的电路、容易量产、性能稳定等特点，通常都具备电压、电流连续可调功能，以及输出开关功能。

输出开关的控制分为两大类，一是通过在输出端子前面增加独立的继电器，从物理上直接断开连接，使输出端子和输出控制回路之间形成断路，从而切断输出，这类方法在早期的电源中使用较为普遍，如大华DH1718E、固纬GPD-3303系列；二是通过DAC控制使输出控制回路稳定工作在0V，从而使输出端子上测量到的电压为0，起到关断输出的效果，这类方法打开输出和关闭输出均使用同一套控制回路，而不必增加物理开关，避免了物理继电器稳定需要的时间，因此响应时间较快，在数字电源中使用较为普遍，如安捷伦的E36XX系列等。

不管采用何种电路来进行输出开关的控制，几乎所有的线性直流电源均在前面板提供了特定的按键给用户来控制输出的开关状态。当用户需要打开输出时，可以按下该键，当用户需要关闭输出时，也可以按下该键，通过在 前面板上增加各种指示，比如指示灯、屏幕上显示ON/OFF等，来告知用户当前的输出状态。

当用户的应用场景需要不断开关输出时，比如需要对负载进行不断的上电、断电测试，现有线性可编程直流电源通常提供了两种选择，一是用户自己不断的手动按前面板的输出开关控制键；二是利用部分线性电源的可编程特性，利用其远程接口，如USB接口、LAN接口、RS232接口、GPIB接口等，来编写上位机程序，通过发送远程命令的方式来实现反复开关控制。

现有技术的不足至少包括：

在开延时和关延时的控制上，采用上述的手工控制方法，需要依靠秒表来控制时间，或者凭感觉来控制时间，在对开状态持续时间和关状态持续时间的精度有较高要求时，手工控制显然是不能满足要求的；而使用远程接口来切换机器的输出，在多数情况下可以满足对持续时间的要求，但是却受硬件环境的影响太大，比如电脑、线缆等，当缺少其中之一时，即无法实现，且还需要编写独立的上位机程序来实现，也是比较耗时耗力的。

发明内容

本发明目的在于，提供一种具有开关延时功能的电源及其工作方法，以解决现有技术中人工手动操作费时、精度不高、远程控制易受环境影响的问题。

为达上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种具有开关延时功能的电源，所述电源包括自动开关控制装置，所述自动开关控制装置包括：

开关状态生成单元，用于生成开关状态表，所述开关状态表包括由多个开状态和多个关状态构成的开关序列；

时间序列生成单元，用于根据用户设置的延时参数，自动生成时间序列表，所述时间序列表包括每一开状态对应的延迟时间长度和每一关状态对应的延迟时间长度；

定时单元，用于周期性产生中断；

输出状态控制单元，用于根据所述定时单元产生的中断、所述开关状态表和所述时间序列表，切换所述电源的开关状态。

为达上述目的，另一方面，本发明实施例提供了一种具有开关延时功能的电源的工作方法，所述方法包括：

生成开关状态表，所述开关状态表包括由多个开状态和多个关状态构成的开关序列；

根据用户设置的延时参数，自动生成时间序列表，所述时间序列表包括每一开状态对应的延迟时间长度和每一关状态对应的延迟时间长度；

周期性产生中断；

根据所述中断、所述开关状态表和所述时间序列表，切换所述电源的开关状态。

本发明的上述技术方案的有益技术效果在于：本发明实施例的电源可满足如下需求：

1、反复打开、关闭电源输出的需求；

2、所需设备最少化的需求；

3、节约人工的需求；

4、避免手工操作出错的需求；

5、精确开延时、关延时控制的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的自动开关控制装置的功能框图；

图2为本发明实施例的延时器的整体工作流程图；

图3为本发明实施例的时间序列编辑器的具体功能框图；

图4为本发明实施例采用的线性反馈移位寄存器原理框图；

图5为本发明实施的PN9和PN11序列生成流程图；

图6为发明实施例的输出状态控制器的具体功能框图；

图7为本发明实施例的时间序列编辑器的工作流程图；

图8为本发明实施例的输出状态控制器工作流程图；

图9为本发明实施例的一种定制时间来生成时间序列的流程图；

图10为本发明实施例的另一种定制时间来生成时间序列的流程图；

图11A为本发明实施例的单调上升生成时间序列的流程图；

图11B为本发明实施例的单调下降生成时间序列的流程图；

图12为本发明实施例的延时器菜单结构示意图；

图13为本发明实施例的延时器开时主界面；

图14为本发明实施例的延时器编辑主界面；

图15为本发明实施例的停止条件设置菜单；

图16为本发明实施例的时间生成子菜单；

图17为本发明实施例的生成方法子菜单；

图18示出的本发明实施例的各种时间生成方法之间的区别示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

当用户手动编辑的开关状态的组数达到一定程度时，依次设置各组的开 延时时间和关延时时间显然是繁琐而枯燥且易出错的。为解决开延时和关延时的设置问题，本发明实施例提出了一种自动生成时间序列的方法，在保留手动编辑功能的同时，又可以很好的解决输出组数过多时手动编辑的不便。

为实现上述目的，本发明实施例在线性电源中内置一个自动开关控制装置，该装置能够不需要PC控制即可单机运行，还能实现较好的时间控制，能够分开控制开延时和关延时时间。此外，该自动开关控制装置还提供了一种便捷的延时时间编辑方式。

本发明实施例利用定时器每10ms产生一次中断，通知自动开关控制装置当对该时间基准（即10ms）的累加结果达到当前开关状态的延时时长时，进行电源输出状态的改变，利用一一映射的开关状态表和时间序列表，来获得下一个开关状态及其延迟时间长度。

本发明实施例提供一种具有开关延时功能的电源，该电源包括自动开关控制装置。图1为本发明实施例的自动开关控制装置的功能框图。如图1所示，该自动开关控制装置包括：

开关状态生成单元110，用于生成开关状态表，开关状态表包括由多个开状态和多个关状态构成的开关序列；

时间序列生成单元120，用于根据用户设置的延时参数，自动生成时间序列表，时间序列表包括每一开状态对应的延迟时间长度和每一关状态对应的延迟时间长度；

定时单元140（定时器），用于周期性产生中断；

输出状态控制单元130（输出状态控制器），用于根据定时单元140产生的中断、开关状态表和时间序列表，切换电源的开关状态，具体的，在开状态下控制电源输出信号的开通，在关状态下控制电源输出信号的关断。

在本发明实施例中，开关状态生成单元110可以接收用户输入的或手动编辑的开关状态表，或者从外部存储设备读取一个已编辑好的开关状态表，或者接收上位机发送到预先生成的开关状态表，或者根据01码、10码、PN9 伪随机码、PN11伪随机码、或者PN13-PN127中的任一种伪随机码，生成开关状态表；或者，根据格雷码、或者自定义周期码型生成开关状态表，其中0代表关状态、1代表开状态；或者，0代表开状态、1代表关状态。

具体地，时间序列生成单元120，也称为时间序列编辑器，用于提供人机接口，为用户提供延时参数的快捷输入方式，产生时间序列表驻于内存。

本发明实施例的具有开关延时功能的电源的时间序列生成单元120可按如下预设方式生成时间序列表：

在预设方式为定制时间方式时，该时间序列生成单元120，具体用于根据用户设置的开状态延迟时间长度和关状态延迟时间长度，为所有的开状态统一生成相同的开状态延迟时间长度，以及为所有的关状态统一生成相同的关状态延迟时间长度；或者，

在预设方式为统一单调升降方式时，该时间序列生成单元120，具体用于根据用户设置的延迟时间基准值和延迟步进，依开关序列的顺序，针对所有的开关状态和关状态，按照延迟时间长度单调上升或单调下降方式生成时间序列表；或者，

在预设方式为分别单调升降方式时，该时间序列生成单元120，具体用于根据用户设置的第一延迟时间基准值和第一延迟步进，依开关序列中开状态的顺序，针对所有的开状态，按照延迟时间长度单调上升或单调下降方式生成时间序列；以及，根据用户设置的第二延迟时间基准值和第二延迟步进，依开关序列中关状态的顺序，针对所有的关状态，按照延迟时间长度单调下降或单调上升方式生成时间序列；或者，

在预设方式为编码方式时，该时间序列生成单元120，具体用于根据用户设置的延时编码类型伪随机码生成时间序列表；所述编码类型为伪随机码或周期性码型；所述伪随机码较佳地包括PN9或者PN11伪随机码，周期性码型包括10码或01码；或者，

在预设方式为手动编辑方式时，该时间序列生成单元120，用于根据用户 分别对开关序列中各个开状态、关状态所编辑的延迟时间长度，生成时间序列。这个手动编辑功能，使用户可以逐点编辑自定义的开延时和关延时。

可选地，该自动开关控制装置还可进一步包括参数验证单元，用于为各种参数的输入提供合法性验证，规范用户的输入行为。

为方便后续说明，将上述“自动开关控制装置”称之为“开关延时器”，简称“延时器”。

图2为本发明实施例的延时器的整体工作流程图。如图2所示，包括如下步骤：

201、开始；

202、开关状态编辑；例如可以根据编码类型（10、01、PN等），自动生成开关状态，或者用户手动编辑；

203、时间序列编辑；

204、打开延时器的输出；

205、定时器中断使能；

206、输出状态控制；

207、结束。

图3为本发明实施例的时间序列编辑器的具体功能框图。如图3所示，时间序列编辑器120为用户提供了两类输入方法，一是可以逐点手动编辑各组的延时时间（也即延迟时间长度）；二是可以通过内建的算法，自动生成开延时和关延时时间，开延时和关延时时间分别代表了开状态、关状态的持续时间。较佳地，时间序列编辑器120还提供了存取模块330用于存储用户编辑的时间序列表，方便下次调用；提供了显示模块340，实时显示用户编辑的内容。

手动编辑模块320，可以用于根据用户分别对开关序列中各个开状态、关状态所编辑的延迟时间长度，生成时间序列。该手动编辑模块320更为具体地可提供如下功能：1、当前编辑序号可设置，方便直接跳转到由多组时间构 成的时间序列表的指定组进行状态修改；2、可设置当前编辑组的延时时间；3、在手动编辑模式下，时间的设置时不区分开延时和关延时的，而只关注当前组的时间，当前组的状态是由开关状态生成单元110生成的。

存取模块330可提供如下功能：1、保存用户编辑的当前易失缓冲区中的时间序列表到非易失设备，可以是内部非易失存储设备，也可以是外部U盘；2、可以调用内部存储设备上已经保存的时间序列文件（表），也可以调用外部U盘上保存的时间序列文件。

显示模块340可提供如下功能：1、用合适的形式显示用户编辑的各组状态的持续时间（也即延迟时间长度）；2、提供查看所有组数的持续时间的方式：通过翻页进行查看；3、当延时器开启时，显示当前状态的剩余持续时间。

验证模块350可提供如下功能：1、验证手动编辑时延迟时间长度的序号输入是否超上限或者下限；2、验证保存时间序列表时文件名输入是否合法；3、验证读取时间序列表时文件是否合法；4、验证延时时间（也即延迟时间）输入是否合法；5、验证延迟时间基准值值输入是否合法；6、验证延迟步进时间输入是否合法；7、验证PN码初值是否输入合法。

自动生成模块310可提供如下功能：1、提供定制时间的方法，可分别设置开状态延迟时间和关状态延迟时间；2、提供单调上升或单调下降的延迟时间生成方法，不关心各组的状态时开还是关，按照用户设置的时间基值和步进自动生成单调上升或单调下降的延迟时间序列；3、提供PN9、PN11伪随机码生成随机时间序列。PN9和PN11分别为位长为9位和11位的伪随机序列，以满足一些需要开关随机延时的应用场合。

伪随机序列指预先可以确定结构的、具有某种随即序列的随机特性的序列，其在一定长度内是随机的。伪随机序列可以用线性反馈移位寄存器生成。

图4为本发明实施例采用的线性反馈移位寄存器原理框图。如图4所示，上图即为线性反馈移位寄存器原理框图。每来一次移位时钟，便将反馈信号输入到第1级寄存器，并将第1级寄存器中的值移入第2级，以此类推，完 成一次移位操作。由于反馈信号是由n级寄存器中的值进行异或操作生成的，因此移位寄存器各级的状态将不断变化。最多进行2^n－1次移位后，输出序列开始重复，即n级移位寄存器产生的序列的最大周期为2^n－1。n级线性反馈移位寄存器产生的最长序列，称为m序列。周期内，各寄存器中的值不具备任何周期性，因此，在一个周期内，可以认为n级移位寄存器的输出为随机数。通常，可以将最后一级的寄存器的值作为输出。也可以任取其中m位寄存器的值合并成一个m位的数输出。

当移位寄存器的级数及时钟一定时，输出序列就由移位寄存器的初始状态及反馈逻辑完全确定。当移位寄存器的初始值为全0时，线性反馈网络就失去了作用，输出序列一直为0，因此移位寄存器的初始值不能为0。用多项式f(x)来描述线性反馈移位寄存器的反馈连接状态：

若一个n次多项式f(x)满足下列条件：

(1)f(x)为既约多项式(即不能分解因式的多项式)；

(2)f(x)可整除(xp+1)，p=2n-1;

(3)f(x)除不尽(xq+1)，q<p。

则称f(x)为本原多项式。

理论证明，当使用本原多项式来作为线性反馈移位寄存器的反馈逻辑函数时，可以得到m序列。

PN9和PN11即n分别为9和11时产生的m序列，对应的本原多项式分别为：PN9：f(x)＝x⁹+x⁵+1；PN11：f(x)＝x¹¹+x⁹+1。

图5为本发明实施中PN9和PN11序列生成流程图。如图5所示，利用软件实现上述线性反馈移位寄存器的流程包括如下步骤：

501、开始；

502、用u32Temp记录移位寄存器的当前结果，并赋初值；

503、用au16M[]数组保存小m序列值；

504、计算PN9或者PN11的周期，记为Per；

505、临时变量i=0；

506、i<Per?，如是，则进入步骤507，如否，则进入步骤511以结束；

507、保存当前移位寄存器的结果到au16M[i]中；

508、异或移位寄存器的相应位得到反馈函数的输出结果；PN9参与异或运算的为bit9和bit5；PN11参与异或运算的为bit11和bit9；

509、将原寄存器中的内容进行左移，将高位移除；

510、将反馈结果放在最低位，i++；步骤510执行完后返回步骤506；

511、结束。

得到的随机序列以16位的形式存在无符号16位数组中，比特顺序为LSB，将这些位按照一定规则进行合并即可得到随机时间：

1、PN9：每9bit组合成一个时间值，最长时间不超过2⁹，单位为秒；

2、PN11：每11bit组合成一个时间值，最长时间不超过2¹¹，单位为秒。

图6为发明实施例的输出状态控制单元的具体功能框图。如图6所示，输出状态控制单元130包括的各模块的功能如下：

循环控制模块610可实现如下功能：1、输出组数的控制/设置，即在一个循环内控制反复开关输出多少次，设为G；2、输出组数的循环数控制/设置，即控制多少个循环，设为N。最终反复开关输出的次数为N*G，N可以为无限，则只要不断电，即可以无限制的循环G组开关切换。

中断接收模块620，用于接收上述定时单元产生的中断。其可实现如下功能：1、等待定时器通知，可以是硬件中断实现，也可以是通过系统级的任务同步方式实现，比如信号量、消息、队列等；2、挂起自动开关控制装置，以便处理器可以做其他事情，而不必一直等待在自动开关控制装置；3、收到中断通知后，运行循环控制模块610。

累加模块630，用于累加接收到的中断；

查表模块640，用于当累加的中断对应的时间长度达到当前开关状态的延迟时间长度时，从上述开关状态表和时间序列表按照一一映射的方式取出下一组开关状态及其延迟时间长度。输出状态修改模块650，用于根据查表模块640的输出结果，改变所述电源的开关状态。

进一步地，输出状态控制单元130还包括：终止状态控制模块660，其可实现如下功能：1、控制延时器停止工作时的状态；2、可以在延时器停止工作时使电源当前通道输出关闭、打开或者停在最后一组延时器的输出状态上。

进一步地，输出状态控制单元130还包括：停止条件控制模块670，其可实现如下功能：1、设置延时器提前停止工作的条件；2、可以设置电压或者电流或者功率满足某一条件时停止延时器工作；3、查询停止条件，如果条件满足则通知输出状态修改模块进行状态改变。

输出状态修改模块650还可实现如下功能：根据停止条件控制模块的输出结果，判断是否需要提前停止延时器；如果需要提前停止延时器，则根据终止状态控制模块的输出结果，来使电源工作在指定终止状态。

进一步地，输出状态控制单元130还包括验证模块680，其可实现如下功能：1、验证输出组数是否合法；2、验证循环数是否合法；3、验证停止条件设置中电压值是否合法；4、验证停止条件设置中电流值是否合法；5、验证停止条件设置中功率值是否合法。

下面说明时间序列编辑单元和输出状态控制单元的详细工作流程图。

图7为本发明实施例的时间序列编辑器的工作流程图。如图7所示，时间序列编辑器的工作流程包括如下步骤：

701、开始；

702、判断是否为手动编辑，如是，进入步骤715，如否，进入步骤703；

703、判断是否为自动生成，如是，进入步骤704，如否，进入步骤716；

704、判断是否为定制时间，如是，进入步骤705，如否，进入步骤706；

705、按照用户设置的开延时（也即开状态延迟时间长度）和关延时（也即关状态延迟时间长度）更新时间序列表；步骤705执行完后进入步骤712；

706、判断是否为单调上升，如是，进入步骤707，如否，进入步骤708；

707、按照时间基值（也即延迟时间基准值）和（延迟）步进，以递增方式生成时间序列表；步骤707执行完后进入步骤712；

708、判断是否为单调下降，如是，进入步骤709，如否，进入步骤710；

709、按照时间基值和步进，以递减方式生成时间序列表；步骤709执行完后进入步骤712；

710、判断是否为PN码，如是，进入步骤711，如否，进入步骤712；

711、按照位宽和初始值生成PN时间序列表；步骤711执行完后进入步骤712；

712、显示编辑好的时间序列；

713、判断是否保存当前编辑内容，如是，进入步骤714，如否，进入步骤718以结束流程；

714、保存编辑好的时间序列；

715、进入手动编辑模式，逐点编辑状态；步骤715执行完后进入步骤712；

716、判断是否从文件读取，如是，进入步骤717，如否，进入步骤712；

717、从本地存储或者U盘中读取时间序列文件；

718、结束。

图8为本发明实施例的输出状态控制器工作流程图。如图8所示，输出状态控制器工作流程包括如下步骤：

801、开始；

802、判断是否收到通知，如是则进入步骤803，如否，则返回步骤802继续判断；

803、判断停止条件是否满足，如是，则进入步骤813-814，如否，则进入步骤804；

804、判断是否当前状态延时时间到，如是，则进入步骤806，如否，则进入步骤805；

805、计时累加；步骤805之后返回步骤802；

806、判断是否当前所有输出组数输出完毕，如是，则进入步骤810，如否，则依次进入步骤807-步骤809；在执行步骤806之前，对累加的时间或累加的中断次数清零；

807、查表，取出下一组输出状态（也即开关状态）和持续时间（也即延迟时间）；

808、输出组数累加；

809、输出状态修改；步骤809之后返回步骤802；

810、判断是否循环次数为0，如是，则依次进入步骤813-814，如否，则依次进入步骤811-步骤812；

811、查表，取出第一组输出状态和持续时间；

812、循环次数减一，输出组数清0；步骤812之后进入步骤809；

813、终止状态控制；

814、结束。

具体地，本发明实施例在支持传统的手动操作输出开关的基础上，为了自动控制开延时和关延时，内置了定制时间方式快速生成开延时和关延时独立的时间序列；同时为了满足递增或递减应用场合，内置了单调上升和单调下降的方式快速生成具有单调性的时间序列；为了满足随机时间应用场合，内置了PN9和PN11伪随机序列，用于生成伪随机的时间序列；通过定时器的定时中断功能，实现了开延时和关延时的分开控制。

定制时间方式指分开设置开延时和关延时，设置完成后，自动查找开关状态表，将所有开状态对应的位置处的时间序列表中的值设置为开延时，将所有关状态对应的位置处的时间序列表中的值设置为关延时。

图9为本发明实施例的一种定制时间来生成时间序列的流程图。如图9 所示，包括如下步骤：

901、开始；

902、设置开延时；

903、设置关延时；

904、从头查找开关状态表，置下标i为0；

905、判断是否下标i>2048，如是，进入步骤910以结束，如否，进入步骤906；

906、判断是否开关状态表i处的状态为开，如是，进入步骤907，如否，进入步骤909；

907、设置时间序列表中i处的时间值为开延时；

908、i自增；步骤908执行完后返回步骤906；

909、设置时间序列表中i处的时间值为关延时；步骤909执行完后进入步骤908；

910、结束。

图10为本发明实施例的另一种定制时间来生成时间序列的流程图。如图10所示，由于所有的开状态共用一个时间延时，所有的关状态共用一个时间延时，此处也可以不生成时间序列表，而在输出状态改变时加以控制，具体包括如下步骤：

1001、开始；

1002、判断是否输出状态改变，如是，进入步骤1003，如否，返回步骤1001；

1003、判断是否为定制时间，如是，进入步骤1004，如否，进入步骤1005；

1004、判断是否电源打开输出，如是，进入步骤1006，如否，进入步骤1007；

1005、从时间序列表中取出相应时间；步骤1005之后进入步骤1008以结束；

1006、持续时间修改为开延时时间；步骤1006之后进入步骤1008以结束；

1007、持续时间修改为关延时时间；步骤1007之后进入步骤1008以结束；

1008、结束。

为了在输出状态控制器中做统一处理，本发明的实施例采用的是第一种方法。

单调上升或下降的时间生成方法指给定一个时间基值，在该基值的基础上按照给定步进进行递增或者递减，生成不同的时间序列，依次填充到时间序列表中，而不关心对应的开关状态表相应位置是开还是关。

图11A为本发明实施例的单调上升生成时间序列的流程图。如图11A所示，包括如下步骤：

1101a、开始；

1102a、设置时间基值（也即延迟时间基准值）；

1103a、设置时间步进（也即延迟步进）；

1104a、从头开始设置时间序列表，置开关状态组数的标号i=0；

1105a、判断是否下标i>2048，如是，进入步骤111a以结束流程，如否，进入步骤1106a；

1106a、计算当前持续时间=时间基值+i*时间步进；

1107a、判断是否计算结果>最大值99999，如是，进入步骤1110a，如否，依次进入步骤1108a、1109a；

1108a、设置时间序列表中当前位置处的持续时间为计算结果；

1109a、i自增；步骤1109a执行完后返回步骤1105a；

1110a、设置时间序列表中当前位置处及之后的持续时间=99999；

1111a、结束。

图11B为本发明实施例的单调下降生成时间序列的流程图。如图11B所 示，包括如下步骤：

1101b、开始；

1102b、设置时间基值；

1103b、设置时间步进；

1104b、从头开始设置时间序列表，置小标i=0；

1105b、判断是否下标i>2048，如是，进入步骤111b以结束流程，如否，进入步骤1106b；

1106b、计算当前持续时间=时间基值-i*时间步进；

1107b、判断是否计算结果<最小值1s，如是，进入步骤1110b，如否，依次进入步骤1108b、1109b；

1108b、设置时间序列表中当前位置处的持续时间为计算结果；

1109b、i自增；步骤1109b执行完后返回步骤1105b；

1110b、设置时间序列表中当前位置处及之后的持续时间=1s；

1111b、结束。

以下通过一个具体的例子来更加详细的描述本发明实施例的上述技术方案。

本发明实施例的电源通过前面板上的按键结合LCD显示实现用户输入和显示，按键分为菜单软键、功能键、数字键、方向键和输出控制键。

图12为本发明实施例的延时器菜单结构示意图。如图12所示，延时器相应参数的编辑主要靠菜单软键、数字键和方向键来实现。

图13为本发明实施例的延时器开时主界面。如图13所示，当用户按下前面板上的“Timer”按键，并选择延时器开关时，LCD上显示延时器的主界面。由图13可看出，如标号1301所示，开关状态以图形的方式显示，高电平代表开，低电平代表关，线条长度代表了时间的长短，形象直观；如标号1302所示，在右侧区域详细的显示了当前实际输出的电压、电流和功率；如标号1303所示，在左下方显示了当前状态和下一组状态，以及当前状态的输出延时倒计时；在右下方显示了要输出的总组数、循环数以及终止状态等；在最后一行显示了停止条件。如标号1304所示，为了方便控制，在延时器开关打开的情况下，延时设置为禁止操作状态，不允许修改，图中“延时设置”选项处于未激活状态（没有焦点），禁止此时进行修改设置。只有在延时器关闭的状态下，才可以修改各种延时参数。

图14为本发明实施例的延时器编辑主界面。在图14中，标号1401指示开关状态波形显示区，标号1402指示各种参数显示区，标号1403指示手动编辑区，标号1404-1406分别指示第1-3页菜单。如图14所示，当用户按下“延时设置”菜单软键后，进入各种延时参数的配置界面，可以设置输出组数、循环数、终止状态、停止条件等，也包含了开关状态自动生成的模块和时间序列自动生成的模块。当“延时参数”拥有焦点时，可以手动编辑各种的状态和时间：通过上下方向键切换序号行、状态行和时间行，通过左右键切换列，通过数字键可以直接输入要修改的序号和时间，通过前面板OK键可以切换开关状态。当“输出组数”拥有焦点时，可以直接输入实际要输出的组数，在本实施例中，输出组数最多可以是2048组。当“循环数”拥有焦点时，按下对应菜单软键可以在“N循环”和“无限”之间切换，当为“N循环”时，可以直接输入循环数，在本实施例中最大循环数为99999；当为“无限”时，则进入无限循环状态。当“终止状态”拥有焦点时，按下对应菜单软键可以在“输出关闭”、“输出打开”、“最后一组”三者之间循环切换；当终止状态选择为输出关闭后，延时器停止工作时将会关闭输出；当终止状态选择为输出打开后，延时器停止工作时将打开输出；当终止状态选择为最后一组后，延时器停止工作时输出状态将停留在最后一组开关状态上保持不变。

图15为本发明实施例的停止条件设置菜单。如图14-图15所示，当按下“停止条件”对应菜单软键后，将进入停止条件的设置菜单，可以设置为无——延时器将不监测停止条件，不产生提前停止延时器的动作。可以设置为 大于或小于电压值或电流值或功率值——则延时器将实时监测当前的输出状态，如果输出电压或电流或功率满足设置的条件，则提前停止延时器工作。

图16为本发明实施例的时间生成子菜单。如图14、图16所示，当按下“时间生成”菜单时将进入生成时间序列的菜单，标号1601指示生成方法为单调上升或单调下降时的菜单，标号1602指示生成方法为定制时间时的菜单，标号1603指示生成方法为PN码时的菜单。“生成方法”菜单下可选择“定制时间”、“单调上升”、“单调下降”、“PN码”，如图17所示，图17为本发明实施例的生成方法子菜单。

当选择生成方法为定制时间时，可以设置开延时和关延时，此时将为所有的开状态设置统一的延时时间，为关状态设置另外一个统一的延时时间，同时更新时间序列表（采用图10所示的方法）。当选择生成方法为单调上升时，可以设置时间基值和时间步进，每组输出状态的延时时间将在时间基值的基础上按照时间步进进行递增，直到上限为止。当选择生成方法为单调下降时，可以设置时间基值和时间步进，每组输出状态的延时时间将在时间基值的基础上按照时间步进进行递减，直到下限为止。当生成方法PN码时，可以设置位宽和初值，反复按下“位宽”菜单可以在9和11之间切换，初值不可设置为0，每次修改位宽和初值，均会重新生成PN9和PN11伪随机序列，并按照位宽结合成每组输出状态的延时时间。请参阅图18示出的本发明实施例的各种时间生成方法之间的区别。

直流线性电源的延时器采用定时中断的方式产生固定周期的时钟，然后通过轻量级信号量通知接收模块，在输出状态控制器中通过循环控制模块、输出状态改变等模块完成一次状态转换。电源的固定定时中断周期为10ms，而开延时和关延时的最小时间为1s，则每1s计数器需要记录的个数为100次。

本发明实施例在计时方式和通信方式上可做如下变形：1、采用查询系统时钟的方式来实现计时；2、采用信号量、消息、队列、全局变量等方式来实现通信；

本发明实施例在时间生成方式上可做如下变形：1、采用其他位长的PN码生成时间序列；2、采用其他周期性码型生成时间序列；3、生成的PN码可以每n位组合成一组输出时间，本发明的实施例PN9时采用9位，PN11时采用11位；3、修改时间基值的最值限制；4、开状态延时和关状态延时分别采用不同的算法生成，比如开延时可以采用单调上升方式生成，关延时可以采用单调下降方式生成等；5、可以为单调上升和单调下降增加可设置参数，比如斜率。

本发明实施例在显示形式上可做如下变形：1、将各个状态的实际持续时间用数字准确的显示在波形上；2、用表格的形式显示状态和持续时间，而不用波形的形式；3、菜单排布上可以调整位置及层次。

本发明实施例的停止条件设置可做如下变形：停止条件可以用与、或、非、大于、小于、等于、电压、电流、功率的有效组合来创造更多更复杂的停止条件。

本发明实施例的输入方法设置可做如下变形：1、手动编辑时可以不用方向键，而改用菜单键控制，比如将序号、状态和时间均独立成相应的菜单，用户可以选中相应菜单后直接修改参数；2、可以采用远程命令的方式下发各个参数；3、可以将各种参数按照一定格式形成文件，从U盘中读取。

本发明实施例的优点在于：

1、用图形方式显示开、关状态及持续时间长短，形象直观；

2、用内建的生成方法自动生成各种状态的持续时间，简单快捷方便；

3、输出组数高达2048组，可以无限循环，可长时间进行输出开、关冲击；

4、无需用户手动控制开关即可自动进行开关状态的切换；

5、设置完后，无需用户控制各种状态的时间，系统自行计时进行控制；

6、无需用户编写上位机程序进行开关控制，可单机自动进行开关控制，应用简单；

7、延时器功能打开后，在屏幕上同时显示了当前组开关状态和下一组开关状态，以及当前状态剩余持续时间，方便用户提前预知下一个状态及等待时间；

8、可设置提前终止延时器的条件，方便在反复开关实验中，出现用户不希望的输出时能够提前终止实验；

9、可设置终止状态，方便在结束延时器工作后，将设备输出状态控制在用户期望值上。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块（illustrative logical block），单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性（interchangeability），上述的各种说明性部件（illustrative components），单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路（ASIC），现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可 移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电脑、双绞线、数字用户线（DSL）或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片（disk）和磁盘（disc）包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种具有开关延时功能的电源，其特征在于，所述电源包括自动开关控制装置，所述自动开关控制装置包括：

开关状态生成单元，用于生成开关状态表，所述开关状态表包括由多个开状态和多个关状态构成的开关序列；

时间序列生成单元，用于根据用户设置的延时参数，自动生成时间序列表，所述时间序列表包括每一开状态对应的延迟时间长度和每一关状态对应的延迟时间长度；

定时单元，用于周期性产生中断；

输出状态控制单元，用于根据所述定时单元产生的中断、所述开关状态表和所述时间序列表，切换所述电源的开关状态；

所述输出状态控制单元包括：

中断接收模块，用于接收所述定时单元产生的中断；

累加模块，用于累加接收到的中断；

查表模块，用于当累加的中断对应的时间长度达到当前开关状态的延迟时间长度时，从所述开关状态表和所述时间序列表按照一一映射的方式取出下一组开关状态及其延迟时间长度；

输出状态修改模块，用于根据所述查表模块的输出结果，改变所述电源的开关状态。

2.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述时间序列生成单元，具体用于根据用户设置的开状态延迟时间长度和关状态延迟时间长度，为所有的开状态统一生成相同的开状态延迟时间长度，以及为所有的关状态统一生成相同的关状态延迟时间长度。

3.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述时间序列生成单元，具体用于根据用户设置的延迟时间基准值和延迟步进，依开关序列的顺序，针对所有的开状态和关状态，按照延迟时间长度单调上升或单调下降方式生成时间序列表。

4.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述时间序列生成单元，具体用于根据用户设置的第一延迟时间基准值和第一延迟步进，依开关序列中开状态的顺序，针对所有的开状态，按照延迟时间长度单调上升或单调下降方式生成时间序列；以及，

根据用户设置的第二延迟时间基准值和第二延迟步进，依开关序列中关状态的顺序，针对所有的关状态，按照延迟时间长度单调下降或单调上升方式生成时间序列。

5.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述时间序列生成单元，具体用于根据用户设置的延时编码类型生成时间序列表；所述编码类型为伪随机码或周期性码型。

6.根据权利要求5所述的电源，其特征在于，所述伪随机码包括PN9或者PN11伪随机码。

7.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述时间序列生成单元，用于根据用户分别对开关序列中各个开状态、关状态所编辑的延迟时间长度，生成时间序列。

8.一种具有开关延时功能的电源的工作方法，其特征在于，所述方法包括：

生成开关状态表，所述开关状态表包括由多个开状态和多个关状态构成的开关序列；

根据用户设置的延时参数，自动生成时间序列表，所述时间序列表包括每一开状态对应的延迟时间长度和每一关状态对应的延迟时间长度；

周期性产生中断；

根据所述中断、所述开关状态表和所述时间序列表，切换所述电源的开关状态；

所述根据所述中断、所述开关状态表和所述时间序列表，切换所述电源的开关状态包括：

接收所述中断；

累加接收到的中断；

当累加的中断对应的时间长度达到当前开关状态的延迟时间长度时，利用所述开关状态表和所述时间序列表按照一一映射的方式取出下一组开关状态及其延迟时间长度；

根据所述下一组开关状态及其延迟时间长度，再次改变所述电源的开关状态。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述用户设置的延时参数，自动生成时间序列表包括：

根据用户设置的开状态延迟时间长度和关状态延迟时间长度，为所有的开状态统一生成相同的开状态延迟时间长度，以及为所有的关状态统一生成相同的关状态延迟时间长度。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据用户设置的延时参数，自动生成时间序列表包括：

根据用户设置的延迟时间基准值和延迟步进，依开关序列的顺序，针对所有的开状态和关状态，按照延迟时间长度单调上升或单调下降方式生成时间序列表。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据用户设置的延时参数，自动生成时间序列表包括：

根据用户设置的第一延迟时间基准值和第一延迟步进，依开关序列中开状态的顺序，针对所有的开状态，按照延迟时间长度单调上升或单调下降方式生成时间序列；以及，

根据用户设置的第二延迟时间基准值和第二延迟步进，依开关序列中关状态的顺序，针对所有的关状态，按照延迟时间长度单调下降或单调上升方式生成时间序列。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据用户设置的延时参数，自动生成时间序列表包括：

根据用户设置的延时编码类型生成时间序列表；所述编码类型为伪随机码或周期性码型。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述伪随机码包括PN9或者PN11伪随机码。

14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据用户设置的延时参数，自动生成时间序列表包括：

根据用户分别对开关序列中各个开状态、关状态所编辑的延迟时间长度，生成时间序列表。