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航裕电源干货分享:可编程直流电源的遥测补偿电压功能



  可编程直流电源的遥测补偿电压功能是一种高级的电源管理功能。它允许可编程直流电源系统在远程监测(遥测)电压变化的基础上,自动对输出电压进行补偿调整,以确保输出电压的高精度和稳定性。这种功能结合了遥测技术和电压补偿技术,使得可编程直流电源能够适应复杂多变的负载条件和环境因素。

  一、遥测部分

  1.电压监测原理:

  可编程直流电源内部配备有高精度的电压传感器。这些传感器能够实时、连续地测量电源输出端的电压。例如,采用基于霍尔效应的电压传感器,它利用磁场的变化来检测电压的大小,测量范围可以从几伏到数千伏,并且具有高精度和良好的线性度。

  测量得到的电压信号是模拟信号,需要经过模数转换(ADC)电路将其转换为数字信号,以便于后续的处理和传输。ADC 的分辨率决定了电压测量的精度,例如,一个 12 - bit 的 ADC 能够将电压范围划分为几个等级,从而提供较为精细的电压测量。

  2.数据传输方式:

  遥测数据(电压测量值)通常通过通信接口传输到外部设备或者电源内部的控制单元。常见的通信接口包括 RS - 232、RS - 485、以太网(Ethernet)和 USB 等。以 RS - 485 为例,它是一种差分信号传输接口,具有抗干扰能力强、传输距离远(可达数千米)的特点。通过这些通信接口,电压测量数据可以传输到远程的监控系统或者本地的控制芯片。

  二、补偿电压部分

  1.补偿策略制定:

  当遥测得到的电压数据传输到控制单元后,控制单元会根据预设的补偿策略进行处理。补偿策略可以基于简单的阈值判断,例如,如果测量电压低于设定电压值的,就启动补偿;也可以基于更复杂的算法,如比例 - 积分 - 微分(PID)控制算法。PID 控制算法通过计算偏差(设定电压与测量电压之间的差值)的比例、积分和微分部分,来确定补偿电压的大小,能够实现快速、精确的电压补偿。

  2.电压调整方式:

  可编程直流电源通常通过调节内部的电力电子变换器来实现电压补偿。例如,在采用 buck - boost 变换器的电源中,通过改变开关管的占空比来调整输出电压。如果需要提高输出电压,就增大占空比;如果需要降低输出电压,就减小占空比。这种调节方式能够在短时间内对输出电压进行有效的补偿,补偿速度可以达到毫秒级甚至更快。

  三、应用场景与优势

  1.高精度测试环境:

  在电子设备的研发和测试过程中,对于电源电压的精度要求极高。例如,在芯片测试中,微小的电压变化可能导致芯片性能测试结果不准确。可编程直流电源的遥测补偿电压功能可以确保在长时间测试过程中,电源电压始终保持在精确的设定值范围内,提高测试结果的可靠性。

  2.复杂电力系统:

  在一些包含多个分布式电源和可变负载的复杂电力系统中,电压波动较为频繁。这种电源的遥测补偿电压功能可以实时监测电压变化,并及时进行补偿,维持整个电力系统的电压稳定。这有助于提高电力系统的电能质量,减少因电压波动引起的设备故障和损耗。