[发明专利]一种恒压恒流电源及其过压、过流保护的自校准方法

说明书

技术领域

本发明的一种恒压恒流电源及其过压、过流保护的自校准方法涉及直流电源设备技术领域，特别是涉及到具有恒压恒流功能的直流电源技术领域。

背景技术

当今社会，无论是在科研院所、实验室、生产线，电源设备无处不在。而且，由于对生产测试效率和输出精度要求的不断提高，对电源设备的可编程性、可监控性以及安全性的需求也越来越迫切。

可编程电源就是自身的某些功能或参数可以通过计算机软件编程控制的电源。因此，可编程电源一般配备了RS-232、USB、LAN、GPIB等接口，通过这些接口可把电源集成到自动化测试系统内，这样就可与其他可编程仪器可共同组成测试效率极高的专业测试系统。可编程电源有许多种类，可分为线性电源、开关电源、直流电源、交流电源等等。在可编程线性直流电源中又可分为恒压源、恒流源和恒压恒流电源。

其中，所述的恒压恒流电源整体结构框图如图1所示，通常可以包括：

电源输出端、控制单元CPU、键盘、显示器、外围接口、D/A转换器、A/D转换器、模拟功率输出和测量电路。该CPU是整个系统的控制中心，系统的各个部分和资源都由它来控制、调配和监控。该键盘是人机交互最直接最常用的方式，用户可通过键盘控制电源的输出以及进行其它功能的设置。该显示器主要作用是监控电源的参数和状态，包括设置参数、输出参数、输出状态等等。该外围接口主要包括RS232、GPIB、USB、LAN等接口形式，通过这些接口连接上位机或网络，从而使用户可以通过发命令等方式来远程控制和监控电源。该D/A转换器可以将控制单元CPU输出的数字信号转换为模拟信号后，输出至模拟功率输出和测量电路，最后，该模拟信号经由该模拟功率输出和测量电路、电源输出端输出到用户的负载RL上。该A/D转换器通常用于读回模拟功率输出和测量电路的输出值和输出状态，并可以将模拟功率输出和测量电路输出给控制单元CPU的模拟信号转换为数字信号。

在所述的恒压恒流电源中，模拟功率输出和测量电路中还进一步包括有：同时连接至所述的电源输出端的恒压输出回路CV和恒流输出回路CC。

所述的恒压恒流电源具有如下的特性，即，当为恒压恒流电源连接上一个负载，且使DA转换电路为恒压输出回路CV输出一个电压参考值Vs，结合参考图1、3，为恒流输出回路CC输出一个电流参考值Is时。在Vs/Is＞用户负载RL时，所述的恒压恒流电源将自动工作在恒流模式下，即，此时，所述的模拟功率输出和测量电路对应所述的Is输出恒定的电流，而当Vs/Is＜用户负载RL时，所述的恒压恒流电源将自动工作在恒压模式下，即，此时，所述的模拟功率输出和测量电路对应所述的Vs输出恒定的电压。

在现有技术中，参考图1，所述的恒压恒流电源往往还连接有过压保护电路OVP和过流保护电路OCP。主要用于根据用户对保护电压或保护电流的设定，为外部设备提供保护，防止由于电源故障原因，或外部设备本身的原因造成对外部设备的过压或过流损伤。

它的基本工作原理是，当用户输入关于过压保护和过流保护的设定值后，电源的控制单元CPU根据用户的设定值向过压保护电路OVP和过流保护电路OCP输出与之对应参考信号。在电源工作时，过压保护电路OVP和过流保护电路OCP自动将电源的输出值与所述的参考信号进行比较。在电源的输出的电压或电流之一超过该参考信号时，对应的过压保护电路OVP和过流保护电路OCP会立即启动，切断电源的输出，并同时向控制单元CPU输出电压过载保护信号Vs或电流过载保护信号Is，用以通知控制单元CPU电源已处于过载保护状态。

我们将用户输入的过压保护的设定值记作OVP_I、过流保护的设定值记作OCP_I。而将过压保护电路OVP和过流保护电路OCP动作时的实际电压门限值记作OVP_O、实际电流门限值记作OCP_O。理论上来说，上述OVP_I应该与OVP_O相等，OCP_I应该与OCP_O相等。但实际上它们由于中间各个处理部件存在误差往往不相等，因此我们有必要对过压保护的设定值OVP和过流保护的设定值OCP进行及时的校准，以通过改变CPU向过压保护电路OVP和过流保护电路OCP输出的参考信号，使OVP_I与OVP_O相等，OCP_I与OCP_O相等。

但是，对于所述的恒压恒流电源进行过压保护的设定值OVP和过流保护的设定值OCP的校准是十分困难的事，原因在于：