CN112541316A

CN112541316A - 用于电源模拟内阻功能的软件实现方法

Info

Publication number: CN112541316A
Application number: CN202011362688.XA
Authority: CN
Inventors: 顾皓煜; 高志齐; 王恒斌
Original assignee: Changzhou Tonghui Electronics Co ltd
Current assignee: Changzhou Tonghui Electronics Co ltd
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2021-03-23

Abstract

本发明涉及一种用于电源模拟内阻功能的软件实现方法，包括将设定的目标模拟内阻记为Rs，设定的电压值记为Vs；获取多组电压及电流的测试数据，对这些数据平均后记录为Vo和Io；根据Ro＝(Vs‑Vo/Io)，Ro与Rs有偏差记为iError，上次误差记为lastError；则模拟内阻的值需要调整为Ro＝Ro+p0*iError+p1*lastError；调整后的电流值Is＝Vs/(Ro+Vo/Io)；将电流值送入DA；重复步骤2)至6)；经过若干次循环后，系统稳定。以此算法可以较为快速的达到预先设置的模拟内阻值，节省了硬件的开销和成本，在直流电源领域，非常适用于日常的生产和测试。

Description

用于电源模拟内阻功能的软件实现方法

技术领域：

本发明涉及直流电源领域，尤其涉及一种用于电源模拟内阻功能的软件实现方法。

背景技术：

传统直流电源的模拟内阻功能大多是通过硬件电路实现，此种方法增大了电源的体积，增加了硬件成本，消耗开发人员更多的精力，而且该方法实现起来不够灵活，这些缺点使得在这个“电源追求小型、轻量、高集成化、高科技、高效率”的时代显得格格不入。

发明内容：

针对上述问题，本发明提供了一种用于电源模拟内阻功能的软件实现方法，通过该方法(算法)改变电源的实际输出电流来实现模拟内阻功能，采用本方法达到设定内阻的速度快，稳定性好，适用性强，比较灵活，并且可以节省硬件开销和成本。

本发明提供一种用于电源的模拟内阻功能的软件实现方法，包括以下步骤：

1)将设定的目标模拟内阻记为Rs，设定的电压值记为Vs；

2)获取多组电压及电流的测试数据，对这些数据平均后记录为Vo和Io；

3)根据欧姆定理Ro＝(Vs-Vo/Io)，此时Ro与Rs有偏差记为iError，上次误差记为lastError；

4)则模拟内阻的值需要调整为Ro＝Ro+p0*iError+p1*lastError,其中p0和p1为加权调整系数；

5)根据欧姆定理反推，调整后的电流值Is＝Vs/(Ro+Vo/Io)；

6)将电流值送入DA；

7)重复步骤2)至步骤6)，至此整个调整模型确定；

8)经过若干次循环后，系统稳定，欧姆定理计算后发现内阻值达到预先设定的值。

本发明所述步骤2)中，获取的多组数据需要的是经过校准后的电压电流数据，且需要是连续测量得到的数据；平均的作用是让得到的数据稳定不失真；平均方法包括算术平均以及滑动平均；如果有条件可以对数据进行数字滤波，这样数据会更加精确。

本发明所述步骤3)中，考虑到对于系统来说计算量较大，计算部分采用了查表法，以节省计算时间减少CPU的工作量；iError需要每次都保存在系统中，下次计算会赋值给lastError。

本发明所述步骤4)中，其中p0和p1需要用试凑法来找到适合当前系统的参数。

本发明所述步骤8)中，如果发现系统稳定后，计算得到的内阻与期望内阻有偏差，可能有两方面原因需要改善：p0与p1的值还需调整，系统的设定值与实际值之间有偏差(即校准不够精准)。

本发明的有益效果是：该用于电源模拟内阻功能的软件实现方法解决了背景技术中存在的缺陷，以此算法可以较为快速的达到预先设置的模拟内阻值，节省了硬件的开销和成本，在直流电源领域，非常适用于日常的生产和测试。

附图说明：

图1是直流电源设置模拟内阻为15Ω时，经过本发明的调整后，内阻逐步达到15Ω的变化曲线；

图2是直流电源设置模拟内阻为15Ω时，经过本发明的调整后，内阻逐步达到15Ω的测试数据。

图3是直流电源设置模拟内阻为5Ω时，经过本发明的调整后，内阻逐步达到15Ω的测试数据；

图4为模拟内阻调整至15Ω的趋势图；

图5为模拟内阻调整至30Ω、5Ω、10Ω的趋势图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

一种用于实现电源模拟内阻功能的软件实现方法，包括采样一批校准后的的电压电流数据、对数据的滤波和平均、计算下次内阻调整值、反算电流值等步骤。

首先设定的目标模拟内阻记为Rs，设定的电压值记为Vs，电压电流采样数据记录为Vo和Io。

1.在电源输出电压和电流后，进行连续的采样，获得一批电压电流数据，此时这些数据需要经过校准。采样的时间间隔需要固定为100us，如果系统有条件的话，间隔时间越短，对于整个系统的控制更加有利。

2.对这些数据进行滤波后滑动平均和算术平均，这是为了让数据更加真实，取除了部分失真的数据，也使得数据的变化更加平滑。

3.根据欧姆定理计算出当前实际的内阻Ro＝(Vs-Vo/Io)，此时会发现实际的内阻与设定的内阻之间存在差值，该差值记为iError记录下来作为下次循环的lastError。

如图1所示，以0Ω至15Ω的变化曲线为例，其测试数据如图2所示，图中的lastError和iError即为上次差值和当次差值。

4.模拟内阻的值需要调整为Ro＝Ro+p0*iError+p1*lastError,如图2中数据所示，0Ω电阻需要调整为10.125Ω。

5.根据欧姆定理反推Is＝Vs/(Ro+Vo/Io)，可以得到此时电流的大小，将电流的值送入DA。

6.重复此前步骤，如图2数据，第三次Ro为13.56Ω，第四次Ro为14.58Ω，第五次Ro为14.87，可以发现Ro越来越接近预先的期望值15Ω。经过多次重复后，系统逐渐稳定，Ro也无限趋近Rs，则此时模拟内阻功能得以实现。

如果直流电源设置模拟内阻为5Ω时，经过本发明的调整后，其测试数据如图3所示。

如图4所示的模拟内阻调整趋势图，Ro1是从0Ω至15Ω，Ro2是从12Ω至15Ω，Ro3是从20Ω至15Ω；如图5所示的模拟内阻调整趋势图，Ro1是从15Ω至30Ω，Ro2是从15Ω至5Ω，Ro3是从15Ω至10Ω。

在上述这些情况下，本发明都能够使得系统快速稳定，实现电源的模拟内阻功能。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种用于电源模拟内阻功能的软件实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将设定的目标模拟内阻记为Rs，设定的电压值记为Vs；

5)根据欧姆定理反推，调整后的电流值Is＝Vs/(Ro+Vo/Io)；

6)将电流值送入DA；

7)重复步骤2)至步骤6)，至此整个调整模型确定；

8)经过若干次循环后，系统稳定，欧姆定理计算后发现内阻值达到预先设定的值，实现了该电源的模拟内阻功能。

2.根据权利要求1所述的用于电源模拟内阻功能的软件实现方法，其特征在于，所述步骤2)中，获取的多组测试数据是经过校准后的电压电流数据，且通过连续测量得到的数据；数据平均包括算术平均以及滑动平均，并对数据进行数字滤波。

3.根据权利要求1所述的用于电源模拟内阻功能的软件实现方法，其特征在于，所述步骤3)中，采用查表法计算Ro，iError每次都保存在系统中，下次计算会赋值给lastError。

4.根据权利要求1所述的用于电源模拟内阻功能的软件实现方法，其特征在于，所述步骤5)中，p0和p1采用试凑法来找到适合当前系统的参数。

5.根据权利要求1所述的用于电源模拟内阻功能的软件实现方法，其特征在于，所述步骤8)中，如果发现系统稳定后，计算得到的内阻与期望内阻有偏差，则调整p0与p1的值以及系统的设定值。