CN109061248A - 一种可阶跃变化的直流测试电源实现方法与电路 - Google Patents

Abstract

一种可阶跃变化的直流测试电源实现方法与电路，两路不同电压幅值的直流电源交替向后级负载供电，采用恒功率或恒电流控制，在负载上得到可阶跃变化的直流电压，可用于测试输入直流电源电压阶跃变化时一些特殊装置的动态响应性能。

Description

一种可阶跃变化的直流测试电源实现方法与电路

技术领域

本发明属于精密测试设备技术领域，应用于需要输出可阶跃变化的直流电源的场合，具体涉及一种可阶跃变化的直流测试电源实现方法与电路。

背景技术

动态响应能力是测试某些高性能装置的重要参数，但无论常规工频整流电源还是开关电源，它们的输出端均含有电解电容，无法获得快速响应性能，即无法获得阶跃变化的输出电压。

在一些高性能测量要求的实验室和工作场所，希望得到可阶跃变化的直流电源，以测试后续电路的瞬态响应能力。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可阶跃变化的直流测试电源实现方法与电路，利用两路不同电压幅值的直流电源交替向后级负载供电，采用恒功率或恒电流控制，在负载上得到可阶跃变化的直流电压。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可阶跃变化的直流测试电源实现方法，利用两路不同电压幅值的直流电源V₁和V₂交替向后级装置供电，直流电源V₁与真实负载R_L或假性负载R1相连接，直流电源V₂与真实负载R_L或假性负载R2相连接，任意时刻，直流电源V₁只向真实负载R_L或假性负载R1供电，直流电源V₂只向真实负载R_L或假性负载R2供电，真实负载R_L只接受电源V₁和V₂之一供电。

直流电源V₁经单刀双掷开关S1与真实负载R_L或假性负载R1相连接，直流电源V₂经单刀双掷开关S2与真实负载R_L或假性负载R2相连接。

真实负载R_L连接二极管D1的负极与二极管D2的负极，二极管D1的正极连接单刀双掷开关S1的端子2，二极管D2的正极连接单刀双掷开关S2的端子2，单刀双掷开关S1的端子3连接假性负载R1，单刀双掷开关S2的端子3连接假性负载R2。

任意时刻，单刀双掷开关S1和单刀双掷开关S2的开关位置保持对偶，即单刀双掷开关S1的端子1-端子2和单刀双掷开关S2的端子1-端子3同时保持通断，单刀双掷开关S1的端子1-端子3和单刀双掷开关S2的端子S1-端子2同时保持通断。

根据控制策略的选择，假性负载R1和R2的取值应满足测试电源恒功率输出或恒电流输出的要求

本发明还提供了一种可阶跃变化的直流测试电源实现电路，包括：

第一直流电池，提供第一种直流电源，通过开关与真实负载和第一假性负载相连接，任意时刻只与其中之一负载连接；

第二直流电池，提供第二种直流电源，通过开关与真实负载和第二假性负载相连接，任意时刻只与其中之一负载连接；

第一开关选择电路，根据控制电路的信号，通过开关控制第一直流电池为真实负载或第一假性负载供电；

第二开关选择电路，根据控制电路的信号，通过开关控制第二直流电池为真实负载或第二假性负载供电；

真实负载，任意时刻通过开关选择电路，选择第一直流电池通过二极管D1供电，或者选择第二直流电池通过二极管D2供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用直流电池替代二极管工频整流电源或开关电源，没有输出端的电解电容，动态响应能力可以提高。

2)采用两路直流电源切换，确保输出在负载端的直流电源电压可阶跃变化。

3)采用假性负载，保证每路直流电源时刻输出恒定电流或恒定功率，提高各路直流电源的动态响应能力。

附图说明

图1是可阶跃变化的直流测试电源实现原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

一种可阶跃变化的直流测试电源实现方法，两路不同电压幅值的直流电源交替向后级装置供电，两路直流电源V₁和V₂分别经过单刀双掷开关S1和S2与真实负载R_L和假性负载R1或R2相连接，与S1-2相连的二极管D1负端和与S2-2相连的二极管D2负端并联，共同向真实负载供电；任意时刻，V₁只向真实负载R_L或假性负载R1供电，V₂只向真实负载R_L或假性负载R2供电，真实负载R_L只接受电源V₁和V₂之一供电；任意时刻，S1和S2开关位置保持对偶，即S1-2和S2-3同时保持通断，S1-3和S2-2同时保持通断；根据控制策略的选择，假性负载R1和R2的取值应满足测试电源恒功率输出或恒电流输出的要求。

本发明提供实现上述方法的具体电路包括：

第一直流电池，提供第一种直流电源，通过开关与真实负载和第一假性负载相连接，任意时刻只与其中之一负载连接；第二直流电池，提供第二种直流电源，通过开关与真实负载和第二假性负载相连接，任意时刻只与其中之一负载连接。

第一开关选择电路，根据控制电路的信号，通过开关控制第一直流电池为真实负载或第一假性负载供电；第二开关选择电路，根据控制电路的信号，通过开关控制第二直流电池为真实负载或第二假性负载供电。

真实负载，任意时刻通过开关选择电路，选择第一直流电池通过二极管D1供电，或者选择第二直流电池通过二极管D2供电。

实施例1

如图1所示，t₀时刻，S1-1与S1-2连通，S1-1与S1-3断开，V₁通过D1向真实负载R_L供电，第一回路电流为I₁＝I₁₂，负载电流I₀＝I₁；同时S2-1与S2-2断开，S2-1与S2-3连通，V₂向假性负载R2供电，第二回路电流为I₂＝I₂₃。

t₁时刻，S2-1与S2-2连通，S2-1与S2-3断开，V₂通过D2向真实负载R_L供电，第二回路电流为I₂＝I₂₂，负载电流I₀＝I_2；同时S1-1与S1-2断开，S1-1与S1-3连通，V₁向假性负载R1供电，第一回路电流为I₁＝I₁₃。

t₂时刻，S1-1与S1-2连通，S1-1与S1-3断开，V₁通过D1向真实负载R_L供电，第一回路电流为I₁＝I₁₂，负载电流I₀＝I₁；同时S2-1与S2-2断开，S2-1与S2-3连通，V₂向假性负载R2供电，第二回路电流为I₂＝I₂₃。

采取恒功率控制策略时，V₀×I₀＝V₁×I₁＝V₂×I₂。

采取恒电流控制策略时，I₀＝I₁＝I₂。

假性负载R1、R2的取值根据以上控制策略和电池电压V₁、V₂来选定。

Claims (6)

1.一种可阶跃变化的直流测试电源实现方法，利用两路不同电压幅值的直流电源V₁和V₂交替向后级装置供电，其特征在于，直流电源V₁与真实负载R_L或假性负载R1相连接，直流电源V₂与真实负载R_L或假性负载R2相连接，任意时刻，直流电源V₁只向真实负载R_L或假性负载R1供电，直流电源V₂只向真实负载R_L或假性负载R2供电，真实负载R_L只接受电源V₁和V₂之一供电。

2.根据权利要求1所述可阶跃变化的直流测试电源实现方法，其特征在于，直流电源V₁经单刀双掷开关S1与真实负载R_L或假性负载R1相连接，直流电源V₂经单刀双掷开关S2与真实负载R_L或假性负载R2相连接。

3.根据权利要求2所述的一种可阶跃变化的直流测试电源实现方法，其特征在于，真实负载R_L连接二极管D1的负极与二极管D2的负极，二极管D1的正极连接单刀双掷开关S1的端子2，二极管D2的正极连接单刀双掷开关S2的端子2，单刀双掷开关S1的端子3连接假性负载R1，单刀双掷开关S2的端子3连接假性负载R2。

4.根据权利要求2或3所述的一种可阶跃变化的直流测试电源实现方法，其特征在于，任意时刻，单刀双掷开关S1和单刀双掷开关S2的开关位置保持对偶，即单刀双掷开关S1的端子1-端子2和单刀双掷开关S2的端子1-端子3同时保持通断，单刀双掷开关S1的端子1-端子3和单刀双掷开关S2的端子S1-端子2同时保持通断。

5.根据权利要求1所述的一种可阶跃变化的直流测试电源实现方法，其特征在于，根据控制策略的选择，假性负载R1和R2的取值应满足测试电源恒功率输出或恒电流输出的要求。

6.一种可阶跃变化的直流测试电源实现电路，包括：

第一直流电池，提供第一种直流电源，通过开关与真实负载和第一假性负载相连接，任意时刻只与其中之一负载连接；

第二直流电池，提供第二种直流电源，通过开关与真实负载和第二假性负载相连接，任意时刻只与其中之一负载连接；

第一开关选择电路，根据控制电路的信号，通过开关控制第一直流电池为真实负载或第一假性负载供电；

第二开关选择电路，根据控制电路的信号，通过开关控制第二直流电池为真实负载或第二假性负载供电；

真实负载，任意时刻通过开关选择电路，选择第一直流电池通过二极管D1供电，或者选择第二直流电池通过二极管D2供电。