[发明专利]数字型可调直流电源控制方法

权利要求书

1.一种数字型可调直流电源控制方法，其特征在于，MCU通过串口接收上位机发送的输出电压设定值U_set以及输出电流允许最大值I_set，通过霍尔电压电流传感器以及调理电路将DC-DC变换器输出电压电流转化为MCU内置AD可接受模拟电压，在每个开关周期内MCU计算控制量并产生各开关管PWM控制信号，同时MCU通过串口将采集到的输出电压电流发送给上位机；在启动阶段自动校准AD口数字量起始实际值的实现过程包括以下步骤：

(1)根据硬件电路参数计算输出电压电流为零时，对应输出电压AD口模拟电压起始理论值U_analog，以及对应输出电流AD口模拟电压起始理论值I_analog；

(2)根据AD转换模块技术参数可知模拟量A对应数字量D，对应输出电压数字量起始理论值为U_analog/A*D的整数部分U_digital，对应输出电流数字量起始理论值为I_analog/A*D的整数部分I_digital；

(3)主程序初始化过程中分别对电压电流AD口采集N次，分别将转换结果保存在整型数组Voltage[N]与Current[N]；

(4)逐一筛选Voltage[i](0＜＝i＜＝N-1)，若|Voltage[i]-U_digital|＜＝ΔD则保留Voltage[i]，若|Voltage[i]-U_digital|＞ΔD则丢弃Voltage[i]，筛选后数组Voltage[N]更新为Voltage[X]，输出电压AD口数字量起始实际值确定为(Voltage[0]+Voltage[1]+…Voltage[X-1])/X的整数部分；

(5)逐一筛选Current[i](0＜＝i＜＝N-1)，若|Current[i]-I_digital|＜＝ΔD则保留Current[i]，若|Current[i]-I_digital|＞ΔD则丢弃Current[i]，筛选后数组Current[N]更新为Current[Y]，输出电流AD口数字量起始实际值确定为(Current[0]+Current[1]+…Current[Y-1])/Y的整数部分。

2.一种基于权利要求1所述的数字型可调直流电源控制方法，其特征在于，在运行过程中一个开关周期内完成一次控制的实现过程包括以下步骤：

(1)在载波周期值到来时刻，启动MCU内置AD转换器；

(2)AD转换器转换结束，进入AD中断子程序；

(3)读取采集到的输出直流电压U_o与电流实际值I_o；

(4)每隔时间ΔT1修改输出电压给定值U_ref与输出电流给定值I_ref，如果当前开关周期内需要修改，若|U_o-U_set|＞ΔU则输出电压给定值增加ΔU，若|U_o-U_set|＜ΔU则输出电压给定值为U_set，若|I_o-I_set|＞ΔI则输出电流给定值增加ΔI，若|I_o-I_set|＜ΔI则输出电流给定值为I_set；

(5)每隔时间ΔT2判断可调直流电源运行在哪个输出状态，如果当前开关周期内需要判断，若I_o＞＝I_set则可调直流电源运行在恒流工作状态，若U_o＞＝U_set则可调直流电源运行在恒压工作状态；

(6)判断运行状态是否发生变化，若从恒流运行状态变为恒压运行状态则电压调节器积分累积值更新为电流调节器积分累积值/电流调节器饱和值*电压调节器饱和值，若从恒压运行状态变为恒流运行状态则电流调节器积分累积值更新为电压调节器积分累计值/电压调节器饱和值*电流调节器饱和值；

(7)计算当前开关周期电压调节器与电流调节器输出值；

(8)若运行状态为恒压模式则控制量取电压调节器输出值，若运行状态为恒流模式则控制量取电流调节器输出值；

(9)等待下个载波周期值到来时将控制量装载到比较器，控制量与载波比较产生各开关管PWM信号。