[发明专利]一种法拉电容电能恒功率存储与释放控制方法

说明书

本发明涉及一种法拉电容电能恒功率存储与释放控制方法，采用法拉电容电能存储与释放控制装置实现，装置包括：输出采样与控制单元、输出载流单元和法拉电容组储能单元；方法包括：基于输出采样与控制单元分别采集电源的第一输入功率，负载的需求功率和法拉电容组储能单元的第二输入功率；输出采样与控制单元比较第一输入功率和需求功率，若第一输入功率大于需求功率，则输出采样与控制单元控制第一输入功率的部分恒定输入负载，控制第一输入功率与需求功率之间的冗余功率通过输出载流单元输入法拉电容组储能单元，若第一输入功率小于需求功率，则控制输出载流单元以电源和法拉电容组储能单元的组合功率恒定输入负载。

技术领域

本发明涉及电学领域，尤其涉及一种法拉电容电能恒功率存储与释放控制方法。

背景技术

近年来，随着智能化需求的不断上升，人们不断加快电能驱动的小型机器人的技术进步。小型电动机器人上的移动电源是至关重要的一个环节。当前对电动机器人的电源设计，主要是考虑其极限功率大小，附加冗余功率，作为电源的最大功率。此类方案电源的输出不够平稳，负载功率需求变化立即引起电源功率输出变化，对于机械狗、作战无人车等系统，瞬时、短期的高功率需求，可能导致电源研发的成本剧增，甚至在实际工作过程中引起电源的损坏。

目前，现有的电源功率调度控制方法中，直接设计高功率电源比较可靠，但是导致研发成本剧增；在特殊工况利用外接电源补偿会对机器本身产生运动束缚。因此，可以利用法拉电容存储冗余功率并稳定输出的功率调度与控制模块具有显著的优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种法拉电容电能恒功率存储与释放控制方法。

为实现上述发明目的，本发明提供一种法拉电容电能恒功率存储与释放控制方法，采用法拉电容电能存储与释放控制装置实现，所述法拉电容电能存储与释放控制装置包括：输出采样与控制单元、输出载流单元和法拉电容组储能单元；

所述输出采样与控制单元分别与所述输出载流单元和所述法拉电容组储能单元连接，以及所述输出采样与控制单元分别与电源和负载相连接；

所述法拉电容电能恒功率存储与释放控制方法包括以下步骤：

S1.基于所述输出采样与控制单元分别采集所述电源的第一输入功率，所述负载的需求功率和所述法拉电容组储能单元的第二输入功率；

S2.所述输出采样与控制单元比较所述第一输入功率和所述需求功率，其中，若所述第一输入功率大于所述需求功率，则所述输出采样与控制单元控制所述第一输入功率的部分通过所述输出载流单元恒定输入所述负载，以及控制所述第一输入功率与所述需求功率之间的冗余功率通过所述输出载流单元输入所述法拉电容组储能单元，若第一输入功率小于所述需求功率，则所述输出采样与控制单元控制所述输出载流单元以所述电源和所述法拉电容组储能单元的组合功率恒定输入所述负载。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，若第一输入功率小于所述需求功率，则所述输出采样与控制单元控制所述输出载流单元以所述电源和所述法拉电容组储能单元的组合功率恒定输入所述负载的步骤中，所述输出采样与控制单元获取所述负载的通道输出功率并基于所述通道输出功率和所述需求功率的功率差异；

所述输出采样与控制单元基于所述功率差异控制所述输出载流单元调整所述法拉电容组储能单元的输出功率。

根据本发明的一个方面，所述输出采样与控制单元包括：第一基板，设置在所述第一基板上的负载电流采样模块、法拉电容电流采样模块、电源电流采样模块、CAN通信驱动模块、工作状态指示模块、二极管控制模块、主控及其外围电路模块、接口模块、电压采样调理模块、5V稳压输出模块、3.3V稳压输出模块、12V稳压输出模块、防反冲模块、电源滤波模块、输出载流单元电源接口和输出载流单元板通信接口；

所述负载电流采样模块、所述法拉电容电流采样模块、所述电源电流采样模块、所述CAN通信驱动模块、所述工作状态指示模块、所述接口模块、所述电压采样调理模块和输出载流单元板通信接口分别与所述主控及其外围电路模块相连接；