一種多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)及電流加總方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)量測(cè)試用電子設(shè)備領(lǐng)域,具體涉及一種應(yīng)用于多機(jī)并聯(lián)電子設(shè)備系統(tǒng)的電流加總技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子技術(shù)領(lǐng)域,由多個(gè)電子設(shè)備比如交流電源、直流電源及電子負(fù)載等測(cè)試設(shè)備組成的多機(jī)系統(tǒng)越來(lái)越受到市場(chǎng)的需求,多機(jī)組成串并聯(lián)系統(tǒng)以適應(yīng)大功率多功能的需求,例如,當(dāng)用戶(hù)需要使用大功率的電源時(shí),往往是通過(guò)幾臺(tái)或幾十臺(tái)電源進(jìn)行并聯(lián),達(dá)到所需要的大功率輸出。此時(shí)用戶(hù)在讀取電源總的輸出電流時(shí),需要通過(guò)對(duì)所并聯(lián)電源各自顯示的電流值進(jìn)行累加,無(wú)法一目了然的讀出電流值。數(shù)字累加出來(lái)的電流會(huì)存在相位差,即加總的電流不是同一時(shí)刻的,結(jié)果顯示的電流與實(shí)際電流誤差很大,無(wú)法用來(lái)進(jìn)行并聯(lián)系統(tǒng)的有功功率計(jì)算和諧波分析。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于為多多電子設(shè)備并聯(lián)系統(tǒng)提供一種電流加總技術(shù),提高并聯(lián)總電流輸出的測(cè)量精度。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]一種多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng),由多個(gè)電子設(shè)備并聯(lián)組成,其特征在于:其中一個(gè)電子設(shè)備設(shè)置為主機(jī),其余電子設(shè)備設(shè)置為從機(jī),所述電子設(shè)備包括一個(gè)電流加總電路,電流加總電路由加法器組成,加法器的反饋電阻采用數(shù)字電位器,主機(jī)、從機(jī)的采樣電流輸給主機(jī)的電流加總電路。
[0006]進(jìn)一步地,從機(jī)的采樣電流通過(guò)連接器輸給主機(jī)電流加總電路。
[0007]多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)的電流加總方法包括如下步驟:
[0008](I)CPU根據(jù)接入電流的總路數(shù),計(jì)算得到需要的反饋電阻的阻值大小,算法的依據(jù)是,通過(guò)反饋電阻控制加總后的電流信號(hào)放大倍數(shù),保證加總后的信號(hào)在AD輸入信號(hào)的上限范圍內(nèi),同時(shí)調(diào)整滿(mǎn)電流輸出時(shí)加總電流信號(hào)接近AD滿(mǎn)幅值;
[0009](2) CPU對(duì)數(shù)字電位器進(jìn)行控制,寫(xiě)入所需阻值的控制字;
[0010](3)接入各路的電流信號(hào),進(jìn)行總電流的測(cè)量。
[0011]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0012]1.對(duì)多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)總電流測(cè)量更精確,克服以往各路電流測(cè)量值單純累加方法,因單路測(cè)量相位差、時(shí)間差所帶來(lái)的總電流誤差;
[0013]2、加法器的反饋電阻采用數(shù)字電位器,使其能工作在輸入電流的大小和路數(shù)不確定情況下,增強(qiáng)了電路的適應(yīng)性和可操作性;
[0014]3.所測(cè)總電流可用于并聯(lián)系統(tǒng)的有功功率計(jì)算和諧波分析;
[0015]4.適應(yīng)性強(qiáng),可在不修改硬件電路的基礎(chǔ)上,滿(mǎn)足多種并聯(lián)電路的測(cè)量需求;
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為電流加總電路原理圖;
[0017]圖2為電流加總電路連接示意圖。
[0018]圖3為基準(zhǔn)產(chǎn)生單元結(jié)構(gòu)圖.
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例一
[0021]如圖2所示,本實(shí)施例以一種多機(jī)并聯(lián)電源系統(tǒng)為例,多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)由多個(gè)電源并聯(lián)組成。其中一個(gè)電源設(shè)置為主機(jī),其余電源設(shè)置為從機(jī)。電源包括AC-DC轉(zhuǎn)換模塊、功率放大模塊、電壓采樣單元,電流采樣單元,電流加總電路,AD轉(zhuǎn)換單元,控制單元,誤差放大單元。AC-DC轉(zhuǎn)換模塊將市電轉(zhuǎn)換為直流電作為功率放大模塊的直流電源輸入,功率放大模塊對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行功率放大后輸出。電壓采樣單元采集功率放大模塊輸出端的電壓,電流采集單元采集功率放大模塊輸出端的電流,并將其輸入電流加總電路。AD轉(zhuǎn)換模塊輸入電壓采樣單元及電流加總電路的信號(hào),進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出。控制單元讀取AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出數(shù)據(jù)作為輸出電壓、輸出電流的瞬時(shí)值,計(jì)算電壓有效值、電流有效值、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)等各種參數(shù)。電壓采樣結(jié)果還送給誤差放大電路,作為電源輸出的反饋信號(hào),與設(shè)置的波形基準(zhǔn)相比較后,輸出誤差放大信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率放大模塊。
[0022]本實(shí)施例采用的方案是:主機(jī)的控制單元兼做底層CPU,主機(jī)、從機(jī)的電流采樣單元、電流加總電路通過(guò)DB25連接器連接在一起。多機(jī)并聯(lián)工作時(shí),主機(jī)、從機(jī)的電流采樣結(jié)果分別直接輸入本機(jī)電流加總電路,從機(jī)的電流采樣結(jié)果還通過(guò)DB25連接器輸入主機(jī)電流加總電路。此時(shí),從機(jī)的電流加總電路通過(guò)DB25連接器輸入的電流為零。主機(jī)的電流加總電路響應(yīng)底層CPU的控制輸入主機(jī)和各從機(jī)的電流采樣結(jié)果,進(jìn)行求和后送主機(jī)的AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,然后輸出到底層CPU。
[0023]實(shí)施例二
[0024]如圖2,電流加總電路由加法器組成,加法器的反饋電阻Rl采用數(shù)字電位器實(shí)現(xiàn),底層CPU根據(jù)接入的電流總路數(shù)和每路電流限值調(diào)整電位器的阻值。在不需要測(cè)量總電流時(shí),可以利用一可控開(kāi)關(guān)(圖中未畫(huà)出)將電流加總電路旁路。
[0025]如圖3所示,本實(shí)施例波形基準(zhǔn)由一基準(zhǔn)產(chǎn)生單元提供,基準(zhǔn)產(chǎn)生單元在控制單元的控制下根據(jù)波形參數(shù)設(shè)置(電壓幅值、頻率、相位、起始角、停止角等)進(jìn)行幅值、頻率、相位的合成,輸出波形基準(zhǔn)。本實(shí)施中,基準(zhǔn)產(chǎn)生單元由DDS控制模塊和DDS模塊組成,DDS控制模塊接收控制單元的控制信號(hào),其中控制單元采用DSP或MCU實(shí)現(xiàn),DDS控制模塊和DDS模塊采用FPGA實(shí)現(xiàn)。
[0026]多機(jī)并聯(lián)電源系統(tǒng)的電流加總流程包括如下步驟:
[0027](I)上位機(jī)確定系統(tǒng)中接入的電流的總路數(shù)和每路的最大電流值,將其作為輸入?yún)?shù)傳遞給底層CPU。
[0028]電流的總路數(shù)和每路的最大電流值可以根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部主、從機(jī)在出廠時(shí)固化好的相應(yīng)的電流總路數(shù)和最大電流值來(lái)確定,或者由用戶(hù)在搭建多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)時(shí),在上位機(jī)界面設(shè)置。
[0029](2)底層CPU根據(jù)設(shè)置的參數(shù),計(jì)算得到需要的反饋電阻的阻值大小,算法的依據(jù)是,通過(guò)反饋電阻控制加總后的電流信號(hào)放大倍數(shù),保證加總后的信號(hào)在AD輸入信號(hào)的上限范圍內(nèi),同時(shí)調(diào)整滿(mǎn)電流輸出時(shí)加總電流信號(hào)接近AD滿(mǎn)幅值。例如:
[0030]假定選用的是256位的100ΚΩ的數(shù)字電位器,在已知多機(jī)的數(shù)量為N,系統(tǒng)最大電流值為Imax,單機(jī)輸出最大電流Ismax (假設(shè)單機(jī)輸出最大電流均相等),則有單機(jī)的允許并入系統(tǒng)的最大電流Is:
[0031]Is Imax/N ;
[0032]此時(shí),單機(jī)的放大倍數(shù)
[0033]A Is/Ismax Imax/ (Ismax*N) ;------------(I)
[0034]通過(guò)調(diào)節(jié)電位器組成的放大電路中,放大倍數(shù)A:
[0035]A = Rset/ (10K-Rset) ;-------------------------------(2)
[0036]其中Rset為設(shè)置的反饋?zhàn)柚担散泞瓶傻?
[0037]Rset/(10K-Rset) = Imax/(Ismax氺N) ;---------------(3)
[0038]設(shè)Imax/ (Ismax*N) = X,帶入式(3),可得
[0039]Rset = 100K*X/(1+X) ;----------------------------(4)
[0040](3)底層CPU對(duì)數(shù)字電位器進(jìn)行控制,寫(xiě)入所需阻值的控制字;
[0041](4)導(dǎo)通各路的電流信號(hào),進(jìn)行總電流的測(cè)量,并將測(cè)量值上傳給上位機(jī)顯示。
[0042]上述實(shí)施例僅以由多個(gè)電源組成的電源系統(tǒng)為例對(duì)多機(jī)系統(tǒng)的電流加總進(jìn)行說(shuō)明,本發(fā)明并不局限于電源,本領(lǐng)域人員容易理解,該多機(jī)系統(tǒng)及其測(cè)量電流加總電路同樣適用于其它測(cè)量電子設(shè)備系統(tǒng),電子設(shè)備可以是多種電子測(cè)量測(cè)試設(shè)備,比如電子負(fù)載、功率計(jì)等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng),由多個(gè)電子設(shè)備并聯(lián)組成,其特征在于:其中一個(gè)電子設(shè)備設(shè)置為主機(jī),其余電子設(shè)備設(shè)置為從機(jī),所述電子設(shè)備包括一個(gè)電流加總電路,電流加總電路由加法器組成,加法器的反饋電阻采用數(shù)字電位器,主機(jī)、從機(jī)的采樣電流輸給主機(jī)的電流加總電路。2.如權(quán)利要求1所述的多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng),其特征在于:從機(jī)的采樣電流通過(guò)連接器輸給主機(jī)電流加總電路。3.如權(quán)利要求1所述的多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng),其特征在于:所述電子設(shè)備包括電源。4.如權(quán)利要求3所述的多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng),其特征在于:所述電源包括, 一電流采樣單元,采樣電源輸出的電流; 一 AD轉(zhuǎn)換單元,對(duì)所述電流加總電路的輸出進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換; 一控制單元,讀取AD轉(zhuǎn)換單元的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算。5.如權(quán)利要求4所述的多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng),其特征在于:依據(jù)所述電流加總電路的電流加總信號(hào)在AD轉(zhuǎn)換單元的輸入信號(hào)上限范圍內(nèi)調(diào)整所述數(shù)字電位器的阻值。6.如權(quán)利要求5所述的多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng),其特征在于:依據(jù)滿(mǎn)電流輸出時(shí)電流加總信號(hào)接近AD轉(zhuǎn)換單元的滿(mǎn)幅值調(diào)整所述數(shù)字電位器的阻值。7.權(quán)利要求1所述多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)的電流加總方法,其特征在于包括如下步驟: (I )CPU根據(jù)接入電流的總路數(shù),計(jì)算得到需要的反饋電阻的阻值大小,算法的依據(jù)是,通過(guò)反饋電阻控制加總后的電流信號(hào)放大倍數(shù),保證加總后的信號(hào)在AD輸入信號(hào)的上限范圍內(nèi),同時(shí)調(diào)整滿(mǎn)電流輸出時(shí)加總電流信號(hào)接近AD滿(mǎn)幅值; (2)CPU對(duì)數(shù)字電位器進(jìn)行控制,寫(xiě)入所需阻值的控制字; (3)接入各路的電流信號(hào),進(jìn)行總電流的測(cè)量。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及可編程電子設(shè)備領(lǐng)域,公開(kāi)了一種多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng),由多個(gè)電子設(shè)備并聯(lián)組成,其特征在于其中一個(gè)電子設(shè)備設(shè)置為主機(jī),其余電子設(shè)備設(shè)置為從機(jī),所述電子設(shè)備包括一個(gè)電流加總電路,電流加總電路由加法器組成,加法器的反饋電阻采用數(shù)字電位器,主、從機(jī)的采樣電流輸給主機(jī)的電流加總電路。本發(fā)明對(duì)多機(jī)并聯(lián)電源系統(tǒng)總電流測(cè)量更精確,克服以往各路電流測(cè)量值單純累加方法,因單路測(cè)量相位差、時(shí)間差所帶來(lái)的總電流誤差。
【IPC分類(lèi)】G05B19/042
【公開(kāi)號(hào)】CN104932340
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510263150
【發(fā)明人】馬海波, 其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開(kāi)姓名
【申請(qǐng)人】艾德克斯電子(南京)有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月21日