[发明专利]一种基于直流电阻测量的高精度电源及其实现方法

权利要求书

1.一种基于直流电阻测量的高精度电源，其特征在于：包括系统电源，所述系统电源连接MCU系统、基准电压产生电路、基准电流产生电路、电流档位切换电路、电流采样电路、功率放大电路的电源接口；所述MCU系统连接所述电流采样电路，通过采样电阻两端的电压，计算出电流值；所述MCU系统连接所述电流档位切换电路，为档位切换提供控制信号；所述MCU系统连接所述基准电压产生电路，用于调整基准电压产生电路输出的电压值；所述基准电压产生电路连接所述基准电流产生电路，为所述基准电流产生电路提供所需电压；所述基准电压产生电路连接所述电流采样电路，为所述电流采样电路的AD提供电压基准；所述基准电流产生电路连接功率放大电路；所述电流档位切换电路连接所述基准电流产生电路，用于调整基准电流的大小。

2.根据权利要求1所述的一种基于直流电阻测量的高精度电源，其特征在于：所述系统电源输出5路电压值，所述系统电源的变压器是7抽头变压器，变压器输出经过整流电路，输出给电源芯片，输出需要的电压值。

3.根据权利要求1所述的一种基于直流电阻测量的高精度电源，其特征在于：所述电流档位切换电路共包含5个档位，5个档位分别是10A、5A、1A、0.5A、0.1A档位，5个档位一一对应采用5个继电器来实现，继电器由所述MCU系统控制。

4.根据权利要求1所述的一种基于直流电阻测量的高精度电源，其特征在于：所述基准电流产生电路由精密运算放大器、分流电阻实现。

5.根据权利要求1所述的一种基于直流电阻测量的高精度电源，其特征在于：所述MCU系统根据电流采样电路的值，调整基准电压，使电流输出稳定，从而实现电流自动校准。

6.根据权利要求1所述的一种基于直流电阻测量的高精度电源，其特征在于：所述电流采样电路采用温度系数控制。

7.一种基于直流电阻测量的高精度电源的实现方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、按照系统电源设计方案设置功能模块，功能模块包括：前级保护电路单元、EMI滤波电路单元、整流滤波电路单元、功率变换单元、PWM控制器单元、保护电路单元、输出整流滤波电路单元和反馈电路单元；

步骤二、对EMI滤波电路单元改进：电源线在接入EMI滤波器前，负载上的噪声电压大小为U1；而接入EMI滤波器后，输出负载上的噪声电压变为U2，可计算出其插入损耗为：

同时，该EMI滤波器此时对地漏电流的大小计算得：

I_LD＝2πfCU_C

其中，ILD表示对地漏电流大小，而f表示的是当前的电网频率大小；

假设EMI滤波要实现的衰减量大小是y，首先可以通过下式来计算该滤波器转折频率f_c的大小：

其中，在公式中：f_c表示在应用中希望得到的转折频率的大小，而f_sw则表示当前电源的工作频率大小；

由f_c的结果我们可计算出需要的滤波器的电感电容的参数：

按照上述参数要求，可计算出最佳的EMI工作参数；

步骤三、对PWM控制器单元的改进，脉宽调制是通过改变电源功率开关的接通时间来调节输出信号，同时保持电源功率开关的工作频率不变；脉冲频率调制是通过改变电源功率开关的工作频率来调节输出信号，但保持电源开关的接通时间不变；脉冲跨周期调制的调制方式则是指通过即保持功率开关管的工作频率不变，也保持其导通时间不变的条件下，比较输出端的信号大小和设定值的大小，来决定电源的功率开关管需要的控制脉冲信号的连续；

忽略线路的电阻，可以得到系统在一个开关周期内的动态方程：

其中，i_c直流电源的输出电流，V_DC1是初级直流电压，V_DC2是次级直流电压，L_m是滤波电抗器，td是一周期内的开通时间，T是采样周期；

由于开关频率很高，因此，能够认为在一个开关周期内初级电压和次级电压为常数，通过电流峰值模型，可以得到线性控制规律，计算出td的时间：

采用线性峰值电流补偿控制方法和非线性平均电流补偿控制方法；

步骤四、按照步骤一、步骤二、步骤三，对步骤一、步骤二、步骤三进行修整。