[发明专利]功率无级调控的恒流电能变换系统

权利要求书

1.一种功率无级调控的恒流电能变换系统，其特征在于，包括：

恒流电源；

外部负载；

第一DC/DC变换器，其并联到恒流电源的输出端，用于将恒流电源的总电压降为转换电压；

功率平衡器，其并联到第一DC/DC变换器的输出端，用于消耗系统功率以平衡系统功率；

第二DC/DC变换器，其并联在功率平衡器的输出端，用于将转换电压降为稳定输出电压为外部负载供电；

AD采样电路，其并联在功率平衡器的输出端，用于采集功率平衡器两端的电压值；

微控制器，其根据AD采样电路采集的电压值计算系统输出总功率，然后再根据外部负载的消耗功率和设定的功率平衡器的功率裕度计算控制信号的占空比，并按照该占空比输出控制信号至驱动电路；

驱动电路，其对接收的控制信号放大后，根据放大的控制信号调节功率平衡器的消耗功率等于设定的功率裕度。

2.如权利要求1所述的功率无级调控的恒流电能变换系统，其特征在于，所述微控制器根据AD采样电路采集的电压值和第一DC/DC变换器输出的电流值计算系统输出总功率。

3.如权利要求2所述的功率无级调控的恒流电能变换系统，其特征在于，所述微控制器在计算得到系统输出总功率后，再根据当前的控制信号的占空比计算出功率平衡器的当前消耗功率，系统输出总功率与当前消耗功率相减得到当前外部负载的消耗功率；

然后，根据外部负载的消耗功率与设定的功率裕度之和，得出目标总功率，再根据目标总功率和系统电流Io计算出所需要的目标电压。

4.如权利要求3所述的功率无级调控的恒流电能变换系统，其特征在于，所述微控制器在计算得到所需的目标电压后，将其与采集的当前电压求差得到误差电压，输入给PID控制器，PID控制器计算出使功率平衡器的消耗功率等于设定功率裕度的控制信号的占空比，并按照该占空比输出控制信号至驱动电路。

5.如权利要求4所述的功率无级调控的恒流电能变换系统，其特征在于，将误差电压作为PID控制器的输入，根据误差电压计算误差占空比，根据该误差占空比更新控制信号的下一时刻占空比。

6.如权利要求1所述的功率无级调控的恒流电能变换系统，其特征在于，所述驱动电路对接收的控制信号放大后，输出放大的控制信号至功率平衡器，通过控制信号调节功率平衡器的两端电压和/或功率平衡器的等效电阻来控制功率平衡器的消耗功率以使功率平衡器的消耗功率等于设定的功率裕度。

7.如权利要求1所述的功率无级调控的恒流电能变换系统，其特征在于，所述微控制器采用FPGA。

8.如权利要求1所述的功率无级调控的恒流电能变换系统，其特征在于，由于第一DC/DC变换器的输出的转换电压的调节是无级的，就是转换电压可以是调节能力范围内的任意值，所以输出总功率的大小调节也是无级的。