CN112290795B - 一种优化线性电流功放功耗的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种优化线性电流功放功耗的装置及方法，装置能够自动完成对负载阻抗的探测，并结合输出电流的大小自动调整给线性电流功放供电的电源电压的输出，实现对线性电流功放功耗的优化；电源电压的调整快捷，根据最小不失真管压降与输出电流幅值的关系一步完成电源电压的粗调，实现电源电压至最优输出电压的快速收敛；电源电压的调整精确，充分考虑线性电流功放输出级晶体管在制造上的差异性，在完成快速收敛后通过快速的步进式精确调节对电源电压进行二次调节，在允许的精度误差内将电源电压设定到最优输出电压。

Description

一种优化线性电流功放功耗的装置及方法

技术领域

本发明涉及变电站测试领域，更具体地，涉及一种优化线性电流功放功耗的装置及方法。

背景技术

电力系统新建、扩建、检修、运维以及故障诊断等时常会使用到电流源系统来模拟电流互感器的二次电流，据对电力从业人员大量反馈的统计，体积小、重量轻、功耗低的电流源系统更受到用户的青睐。特别地，在配网应用中，用户在测试过程中会携带电流源系统进行较长距离的移动或者攀爬，这就要求电流源系统必须具有体积小、重量轻、可手持的特点；为了方便用户的使用并保证其安全，该系统必须采用电池供电；为了保障测试的顺利进行，该系统还必须具备一定的续航时间，保证在一次完整的测试过程中无需充电。

现有的电流源系统主要由电源、线性电流功放、控制器、数模转换器构成。在现有的电流源系统中，电源输出电压固定，因此线性电流功放自身的功耗会随着负载的减轻以及输出电流的降低而变大，造成大量电能的浪费，产生较高的热量，在很大程度上削减了系统的续航时间。

申请号为201611091159.4的专利说明书中公开了一种基于并联汇流的直流大电流标准源输出方法及装置，本申请通过上位机确保各个直流输出单元信号输出同步并向各个直流输出单元发出电流输出指令；各个直流输出单元解析电流输出指令得到待生成电流的各次谐波含量和谐波相位值，生成指定频率的模拟电流信号I₀并进行闭环反馈获得输出直流电流，最终将各个直流输出单元的输出直流电流并联汇流输出；装置包括上位机和两个以上的直流输出单元，直流输出单元包括控制单元、纹波输出模块、误差放大器、电流功放标准源和直流传感器。本发明具有输出电流大、输出精度高、扩展和简化灵活方便、应用范围广的优点。然而，该专利无法实现根据负载的轻重以及输出电流的大小自动地调整电源电压的输出，实现对线性电流功放功耗的优化。

发明内容

本发明提供一种优化线性电流功放功耗的装置，该装置能够根据负载的轻重以及输出电流的大小自动地调整电源电压的输出，实现对线性电流功放功耗的优化。

本发明的又一目的在于提供一种优化线性电流功放功耗的方法。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种优化线性电流功放功耗的装置，包括线性电流功放，还包括直流转直流开关电源、可编程电压基准、控制器、第一数模转换器、第一模数转换器、第二模数转换器，

控制器，用于将基准电压值写入可编程电压基准，用于控制第一数模转换器向线性电流功放输出与设置的拟输出电流幅值相对应的激励信号；

可编程电压基准，用于根据基准电压值输出基准电压到直流转直流开关电源；

直流转直流开关电源，用于根据基准电压提供电源电压给线性电流功放；

线性电流功放，用于根据激励信号和电源电压进行输出电流的输出；

第一模数转换器，用于采集线性电流功放的输出电流并生成数字电流采样值输出到控制器；

第二模数转换器，用于采集线性电流功放的输出电压并生成数字电压采样值输出到控制器。

如上所述的控制器还用于根据数字电流采样值计算输出电流幅值，计算输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值，

若输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值在预设的误差范围之内，则置状态信号为1，判断状态信号是否由0置1，如果状态信号由0置1，则当前电源电压为最优电源电压；如果状态信号不是由0置1，则将按设定步长减小基准电压值获得新的基准电压值，将新的基准电压值写入可编程电压基准；

若输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值不在预设的误差范围之内，则置状态信号为0，按设定步长增加基准电压值获得新的基准电压值，将新的基准电压值写入可编程电压基准。

如上所述的控制器还用于根据最小不失真管压降与输出电流幅值的关系，通过设置的拟输出电流幅值获得对应的最小不失真管压降，

还用于根据负载阻抗以及拟输出电流幅值计算负载峰值电压幅值，根据最小不失真管压降和负载峰值电压幅值计算电源电压的初始幅值，根据电源电压的初始幅值计算对应的基准电压值的初始值。

一种优化线性电流功放功耗的装置，还包括第二数模转换器，用于将控制器输出的基准电压值转换为基准电压输入到可编程电压基准，可编程电压基准将基准电压转换为基准电压值存入内部寄存器。

一种优化线性电流功放功耗的装置，还包括与直流转直流开关电源连接的锂电池组。

一种优化线性电流功放功耗的方法，包括以下步骤：

步骤S1、对负载进行阻抗检测获得负载阻抗；

步骤S2、控制器等待用户设置拟输出电流幅值，若用户完成拟输出电流幅值输入，则进入步骤S3，否则一直在步骤S2；

步骤S3、控制器计算拟输出电流幅值以及负载阻抗对应的基准电压值的初始值；

步骤S4、控制器将基准电压值写入可编程电压基准，进入步骤S5；

步骤S5、控制器控制第一数模转换器向线性电流功放输出与拟输出电流幅值相对应的激励信号，线性电流功放输出对应的输出电流给负载，进入步骤S6；

步骤S6、控制器通过第一模数转换器实时获取输出电流幅值，进入步骤S7；

步骤S7、控制器计算输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值，

若输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值在预设的误差范围之内，则进入步骤S8；

若输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值不在预设的误差范围之内，则进入S9；

步骤S8、置状态信号为1，进入步骤S10；

步骤S9、置状态信号为0，进入步骤S11；

步骤S10，判断状态信号是否由0置1；

若状态信号是由0置1，直流转直流开关电源当前向线性电流功放提供的电源电压为最优电源电压，进入步骤S12；

若状态信号不是由0置1，进入步骤S13；

步骤S11，控制器按设定步长增加基准电压值获得新的基准电压值，返回步骤S4；

步骤S12、根据用户的输入判断是否需要停止试验，

若需要停止试验，则进入步骤S14，

否不需要停止试验，则进入步骤S15；

步骤S13、控制器按设定步长减小基准电压值获得新的基准电压值，返回步骤S4；

步骤S14、控制器通过使能信号关闭直流转直流开关电源，进入步骤S17；

步骤S15、判断用户是否需要改变拟输出电流幅值，

若需要改变拟输出电流幅值，则回到步骤S2，

否则，进入步骤S16；

步骤S16、线性电流功放在最优电源电压下按照用户设定的拟输出电流幅值进行输出，回到步骤S12；

步骤S17、判断是否需要开始试验，若是，则回到步骤S1，否则回到步骤S14。

如上所述的步骤S3包括以下步骤：

控制器根据最小不失真管压降与输出电流幅值的关系，通过设置的拟输出电流幅值获得对应的最小不失真管压降，

根据负载阻抗以及拟输出电流幅值计算负载峰值电压幅值，

根据最小不失真管压降和负载峰值电压幅值计算电源电压的初始值，

根据电源电压的初始值计算对应的基准电压值的初始值。

如上所述的最小不失真管压降与输出电流幅值的关系通过以下步骤获得：

获得线性电流功率放大器输出级所采用的晶体管的输出特性曲线；

在输出特性曲线中绘制各个输出电流幅值对应的最小不失真管压降的点，各个最小不失真管压降的点的拟合线即为预夹断轨迹，预夹断轨迹即代表最小不失真管压降与输出电流幅值的关系。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明能够自动完成对负载阻抗的探测，并结合输出电流的大小自动调整给线性电流功放供电的电源电压的输出，实现对线性电流功放功耗的优化；电源电压的调整快捷，根据最小不失真管压降与输出电流幅值的关系一步完成电源电压的粗调，实现电源电压至最优输出电压的快速收敛；电源电压的调整精确，充分考虑线性电流功放输出级晶体管在制造上的差异性，在完成快速收敛后通过快速的步进式精确调节对电源电压进行二次调节，在允许的精度误差内将电源电压设定到最优输出电压。

附图说明

图1为本发明装置的电路结构示意图；

图2为本发明的输出电流幅值与最小不失真管压降的关系表图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，本发明提供的了一种优化线性电流功放功耗的装置，装置包括：锂电池组、直流转直流开关电源、线性电流功放、第一模数转换器、第二模数转转器、第一数模转转器、第二数模转转器、可编程电压基准、控制器，该装置在工作时需要外接负载。

所述锂电池组与所述直流转直流开关电源连接，所述直流转直流开关电源与线性电流功放连接，所述直流转直流开关电源将所述锂电池组的输出电压进行变换，向所述线性电流功放提供所需的正负电源电压。

所述直流转直流开关电源与可编程电压基准连接，所述直流转直流开关电源的基准电压由所述可编程电压基准提供，所述直流转直流开关电源可以根据所述可编程电压基准提供的基准电压以及内部的负反馈网络来自动地改变其输出电压。

所述可编程电压基准与第二数模转换器以及控制器连接，所述第二数模转换器2向所述可编程电压基准提供基准电压输入，所述可编程电压基准接收所述控制器的控制信号将所述基准电压转换为基准电压值写入所述可编程电压基准的内部寄存器进行锁存，固化在其内部，实现掉电不丢失。

每次上电后，所述可编程电压基准一直按照最后一次固化在其内部的基准电压值进行基准电压的输出，直到所述控制器发出新的控制信号更新其内部锁存的基准电压值为止。

所述第二数模转换器与所述控制器连接，接受所述控制器的控制并输出相应的电压给所述的可编程电压基准。

第一数模转换器与所述控制器和线性电流功放连接，接受所述控制器的控制并输出相应的激励信号给所述线性电流功放。所述激励信号作为线性电流功放的参考信号模拟输入，其频率、相位与用户设定拟输出电流的频率、相位相同，其幅值与用户设定拟输出电流的幅值成已知比例，线性电流功放根据所述激励信号进行输出电流的输出，输出电流自线性电流功放的电流输出接口进行输出，输出电流的幅值与激励信号的幅值成固定比例，输出电流与激励信号同频率且同相位。

所述线性电流功放的激励信号输入接口与第一数模转换器连接，接受所述第一数模转换器输出的激励信号。为不失一般性，所述线性电流功放还可包含输入信号调理电路，此时所述第一数模转换器输出的激励信号直接与所述线性电流功放内部的输入信号调理电路的输入连接，实现信号的滤波和频带限制。

所述线性电流功放的电流采样接口与第一模数转换器连接，所述线性电流功放通过其内部与输出相串联的电流采样电阻完成对输出电流的采样，完成电流到电压的转换，然后通过具有共模抑制特性的电路完成所述电压中差模部分的比例调节，最后将调节后的反应输出电流大小的电压信号送第一模数转换器采样，第一模数转换器对上述电压信号进行采样并输出对应的数字电流采样值到控制器。

所述具有共模抑制特性的电路包括但不限于差分放大电路以及仪表放大电路。

所述线性电流功放的电流输出接口与第二模数转换器连接，所述第二模数转换器对所述线性电流功放的电流输出接口的负载电压进行采样并输出对应的数字电压采样值到控制器。

所述线性电流功放与负载连接，所述负载包括但不限于模拟电流互感器。

所述第一模数转换器与所述控制器连接，接收所述控制器的控制并实时地将数字电流采样值回送所述控制器。

所述第二模数转换器与所述控制器连接，接收所述控制器的控制并实时地将数字电压采样值回送所述控制器。

所述控制器与所述直流转直流开关电源连接，所述控制器通过使能信号控制所述直流转直流开关电源的开启与关闭。

本发明提供的了一种优化线性电流功放功耗的方法，包括如下步骤：

S1，开始试验，对负载进行阻抗检测，进入S2

在所述步骤S1中，对负载进行检测包括：

S11，等待用户接入负载，若用户接入负载则进入S12，否则一直在S11；

S12，控制器控制第一数模转换器向线性电流功放输出设定波形、幅度、频率的激励信号，促使所述线性电流功放向负载输出探寻电流。所述设定波形包括但不限于直流、正弦波、方波；

S13，控制器控制第二模数转换器对负载电压进行回采，获取各个采样时刻负载电压的数字电压采样值；

S14，控制器控制第一模数转换器对输出电流进行回采，获取各个采样时刻输出电流的数字电流采样值；

S15，控制器对S13中获取的所述负载电压的数字电压采样值进行处理，获取负载电压值；

S16，控制器对S14中获取的所述输出电流的数字电流采样值进行处理，获取输出电流值；

步骤S15中对数字电压采样值进行处理包括但不限于FFT、DFT处理方法，步骤S16中对数字电流采样值进行处理包括但不限于FFT、DFT处理方法，所述负载电压值包括但不限于峰值电压值、均方根电压值，所述输出电流值包括但不限于峰值电流值、均方根电流值；

S13与S14并行执行，S15与S16并行执行。

S17，控制器根据获取的所述负载电压值和输出电流值计算负载阻抗。

S2，控制器等待用户设置拟输出电流幅值，若用户完成输入，则进入S3，否则一直在S2。

S3，控制器计算拟输出电流幅值以及当前负载阻抗对应的基准电压值的初始值，进入S4。

步骤S3包括以下步骤：

S31，控制器根据用户设置的拟输出电流幅值通过查询“最小不失真管压降与输出电流幅值的关系表”获得拟输出电流幅值对应的最小不失真管压降Vnondistortion；

正常工作时，线性电流功放大输出级的晶体管工作在线性区，线性电流功率放大器自身功耗主要来源来自于输出级的晶体管的管耗。管耗与管压降以及沟道电流成正比，沟道电流即输出电流，由用户设定，因此为了降低管耗，只能降低管压降。在保证电路正常工作的前提下，管压降能够降到的最低值即为最小不失真管压降，最小不失真管压降定义了输出电流刚好不出现削波失真时输出级的晶体管的管压降，与负载电流值呈非线性关系。

为了最大程度地降低线性电流功率放大器的自身功耗，需要把管压降降低到最小不失真管压降，各个输出电流幅值对应的最小不失真管压降通常由线性电流功率放大器输出级所采用的晶体管的器件手册中的输出特性曲线(X轴为管压降，Y轴为输出电流幅值)中获得。

首先在输出特性曲线中绘制各个输出电流幅值对应的最小不失真管压降的点，各个最小不失真管压降的点的拟合线即为预夹断轨迹，预夹断轨迹即代表最小不失真管压降与输出电流幅值的关系。

在输出特性曲线中画出与X轴平行的水平线，每个水平线的代表一个输出电流幅值，各个水平线与预夹断轨迹相交，交点纵坐标即输出电流幅值，交点的横坐标即最小不失真管压降。

S31中所述的“最小不失真管压降与输出电流幅值的关系表”描述了晶体管输出电流幅值与最小不失真管压降之间的对应关系，该表的构建方法按下述步骤进行：

S311，对线性电流功率放大器的最大输出电流幅值I_MAX进行均匀量化处理，量化数量为N，线性电流功率放大器的输出电流幅值的取值依次为0、I_MAX/N、2I_MAX/N、……、(N-1)I_MAX/N、I_MAX，一共N+1个输出电流幅值；

S312，根据S311中的N+1个输出电流幅值依次在在输出特性曲线中画出与X轴平行的相应的水平线，每个水平线的代表一个输出电流幅值，各个水平线与预夹断轨迹交点的横坐标即相应的最小不失真管压降，得到N+1个不同的最小不失真管压降。

S313，根据S311中的N+1个输出电流幅值以及S312中对应的N+1个最小不失真管压降建立表格。表格共有两列，分别为输出电流幅值I_O以及最小不失真管压降Vnondistortion；表格共有N+1行，每一行都是一一对应的输出电流幅值以及最小不失真管压降的数据值，据此构建了“最小不失真管压降与输出电流幅值的关系表”，如图2所示。

S32，控制器根据步骤S1的负载阻抗以及用户设置的拟输出电流幅值计算负载峰值电压幅值Vloadpeak；

S33，控制器根据S31中获得的所述最小不失真管压降Vnondistortion以及S32中获得的所述负载峰值电压幅值Vloadpeak并按照Vpower＝Vloadpeak+Vnondistortion的计算式计算出用于电源电压粗调的电源电压的幅值Vpower的初始值。

S34，控制器根据预置的直流转直流开关电源的反馈系数计算出用于电源电压粗调的电源电压幅值Vpower的初始值对应的基准电压值的初始值。

S31与S32的执行没有前后顺序要求，既可以采用串行执行方式又可以采用并行执行方式，当采用并行执行方式时，可以提高执行效率。

S4，控制器通过第二数模转换器将基准电压值写入可编程电压基准，进入S5。

在所述步骤S4中，控制器将基准电压值写入可编程电压基准包括：

S41，控制器输出基准电压值给第二数模转换器，第二数模转换器将基准电压值转换为基准电压输出到可编程电压基准；

S42，可编程电压基准将基准电压转换为基准电压值，控制器按所述可编程电压基准的时序要求通过控制信号将基准电压值写入所述可编程电压基准的内部寄存器以进行固化。

S5，控制器控制第一数模转换器向线性电流功放输出与用户设置的拟输出电流幅值相对应的激励信号，线性电流功放输出对应的输出电流给负载，进入S6。

S6，控制器通过第一模数转换器实时获取输出电流幅值，进入S7。

在所述步骤S6中，控制器实时获取输出电流幅值包括：

S61，控制器控制第一模数转换器1对线性电流功放的实时输出电流进行回采，获取各个采样时刻输出电流的数字电流采样值；

S62，对S61中获取的所述输出电流的数字电流采样值进行处理，获取输出电流幅值。

步骤S62中，对输出电流的数字电流采样值进行处理包括但不限于峰值检测、冒泡算法。

S7，控制器实时计算S6中获取的输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值，

若输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值在预设的误差范围之内，则表示实际输出电流幅值与所述用户的输入一致，判定输出电流波形正常，表明此时直流转直流开关电源当前向线性电流功放提供的电源电压刚好或者偏大，则进入S8；

若输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值不在预设的误差范围之内，则说明所述线性电流功放的负载阻值过大，直流转直流开关电源当前向线性电流功放提供的电源电压偏小，导致此时所述线性功放输出的电流削波，则进入S9。

S8，置状态信号为1，表明输出电流正常，电源电压刚好或者偏大，进入S10。

S9，置状态信号为0，表明输出电流削波，电源电压偏小，进入S11。

S10，判断上一个状态信号是否为0，即状态信号是否由0置1。

若为0(状态信号由0置1)，则说明状态信号刚刚发生了由0到1的转变，表明经过上一次调节后，线性电流功放输出的输出电流由削波变为正常，说明此时直流转直流开关电源当前向线性电流功放提供的电源电压为电流正常输出情况下的最小值，也即最优电源电压，当前状态下线性电流功放的功耗最低，进入S12；

否则(状态信号不是由0置1，上一个状态信号为1)说明此时直流转直流开关电源当前向线性电流功放提供的电源电压虽然能够使得电流正常输出，但不是最优，有待进一步微调，进入S13。

S11，控制器按设定步长增加基准电压值获得新的基准电压值，返回S4。

控制器通过第二数模转换器将新的基准电压值写入可编程电压基准的内部寄存器覆盖原来的基准电压值，可编程电压基准根据新的基准电压值输出新的基准电压到直流转直流开关电源；

直流转直流开关电源自动根据新的基准电压值对其输出到线性电流功放的电压电压进行调整。

S12，根据用户的输入判断是否需要停止试验，

若需要停止试验，则进入S14，

否不需要停止试验，则进入S15。

S13，控制器按设定步长减小基准电压值获得新的基准电压值，返回S4。

控制器通过第二数模转换器将新的基准电压值写入可编程电压基准的内部寄存器覆盖原来的基准电压值，可编程电压基准根据新的基准电压值输出新的基准电压到直流转直流开关电源；

直流转直流开关电源自动根据新的基准电压值对其输出到线性电流功放的电压电压进行调整。

S14，停止试验，控制器通过使能信号关闭直流转直流开关电源，使其停止输出，进入步骤S17。

S15，判断用户是否需要改变拟输出电流幅值，

若需要改变拟输出电流幅值，则回到步骤S2，

否则，进入步骤S16。

S16，继续试验，线性电流功放在最优电源电压下按照用户设定的拟输出电流幅值进行输出，回到步骤S12。

S17，判断是否需要开始试验，若是，则回到步骤S1，否则回到步骤S14。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种优化线性电流功放功耗的装置，包括线性电流功放，其特征在于，还包括直流转直流开关电源、可编程电压基准、控制器、第一数模转换器、第一模数转换器、第二模数转换器，

控制器，用于将基准电压值写入可编程电压基准，用于控制第一数模转换器向线性电流功放输出与设置的拟输出电流幅值相对应的激励信号；

可编程电压基准，用于根据基准电压值输出基准电压到直流转直流开关电源；

直流转直流开关电源，用于根据基准电压提供电源电压给线性电流功放；

线性电流功放，用于根据激励信号和电源电压进行输出电流的输出；

第一模数转换器，用于采集线性电流功放的输出电流并生成数字电流采样值输出到控制器；

第二模数转换器，用于采集线性电流功放的输出电压并生成数字电压采样值输出到控制器；

所述的控制器还用于根据数字电流采样值计算输出电流幅值，计算输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值；

若输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值在预设的误差范围之内，则置状态信号为1，判断状态信号是否由0置1，如果状态信号由0置1，则当前电源电压为最优电源电压；如果状态信号不是由0置1，则将按设定步长减小基准电压值获得新的基准电压值，将新的基准电压值写入可编程电压基准；

若输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值不在预设的误差范围之内，则置状态信号为0，按设定步长增加基准电压值获得新的基准电压值，将新的基准电压值写入可编程电压基准；

所述的控制器还用于根据最小不失真管压降与输出电流幅值的关系，通过设置的拟输出电流幅值获得对应的最小不失真管压降，即获得线性电流功率放大器输出级所采用的晶体管的输出特性曲线；在输出特性曲线中绘制各个输出电流幅值对应的最小不失真管压降的点，各个最小不失真管压降的点的拟合线即为预夹断轨迹，预夹断轨迹即代表最小不失真管压降与输出电流幅值的关系；

所述的控制器还用于根据负载阻抗以及拟输出电流幅值计算负载峰值电压幅值，根据最小不失真管压降和负载峰值电压幅值计算电源电压的初始幅值，根据电源电压的初始幅值计算对应的基准电压值的初始值；

还包括第二数模转换器，用于将控制器输出的基准电压值转换为基准电压输入到可编程电压基准，可编程电压基准将基准电压转换为基准电压值存入内部寄存器。

2.根据权利要求1所述的优化线性电流功放功耗的装置，其特征在于，还包括与直流转直流开关电源连接的锂电池组。

3.一种优化线性电流功放功耗的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、对负载进行阻抗检测获得负载阻抗；

步骤S2、控制器等待用户设置拟输出电流幅值，若用户完成拟输出电流幅值输入，则进入步骤S3，否则一直在步骤S2；

步骤S3、控制器计算拟输出电流幅值以及负载阻抗对应的基准电压值的初始值：控制器根据最小不失真管压降与输出电流幅值的关系，通过设置的拟输出电流幅值获得对应的最小不失真管压降， 根据负载阻抗以及拟输出电流幅值计算负载峰值电压幅值，根据最小不失真管压降和负载峰值电压幅值计算电源电压的初始值，根据电源电压的初始值计算对应的基准电压值的初始值；其中，所述的最小不失真管压降与输出电流幅值的关系通过以下步骤获得： 获得线性电流功率放大器输出级所采用的晶体管的输出特性曲线；在输出特性曲线中绘制各个输出电流幅值对应的最小不失真管压降的点，各个最小不失真管压降的点的拟合线即为预夹断轨迹，预夹断轨迹即代表最小不失真管压降与输出电流幅值的关系；

步骤S4、控制器将基准电压值写入可编程电压基准，进入步骤S5；

步骤S5、控制器控制第一数模转换器向线性电流功放输出与拟输出电流幅值相对应的激励信号，线性电流功放输出对应的输出电流给负载，进入步骤S6；

步骤S6、控制器通过第一模数转换器实时获取输出电流幅值，进入步骤S7；

步骤S7、控制器计算输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值，

若输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值在预设的误差范围之内，则进入步骤S8；

若输出电流幅值与拟输出电流幅值的差值不在预设的误差范围之内，则进入S9；

步骤S8、置状态信号为1，进入步骤S10；

步骤S9、置状态信号为0，进入步骤S11；

步骤S10，判断状态信号是否由0置1；

若状态信号是由0置1，直流转直流开关电源当前向线性电流功放提供的电源电压为最优电源电压，进入步骤S12；

若状态信号不是由0置1，进入步骤S13；

步骤S11，控制器按设定步长增加基准电压值获得新的基准电压值，返回步骤S4；

步骤S12、根据用户的输入判断是否需要停止试验，

若需要停止试验，则进入步骤S14，

否不需要停止试验，则进入步骤S15；

步骤S13、控制器按设定步长减小基准电压值获得新的基准电压值，返回步骤S4；

步骤S14、控制器通过使能信号关闭直流转直流开关电源，进入步骤S17；

步骤S15、判断用户是否需要改变拟输出电流幅值，

若需要改变拟输出电流幅值，则回到步骤S2，

否则，进入步骤S16；

步骤S16、线性电流功放在最优电源电压下按照用户设定的拟输出电流幅值进行输出，回到步骤S12；

步骤S17、判断是否需要开始试验，若是，则回到步骤S1，否则回到步骤S14。

Images