恒定电阻控制环路制造技术

本发明专利技术提供了一种恒定电阻控制环路，包括：输入电压差分采样单元，用于将外部恒压输入电源的电压信号进行衰减，将衰减后的电压信号输出至第一DAC的基准输入引脚中；第一DAC，用于根据衰减后的电压信号和第一DAC的输入码值，输出恒定电流控制电压信号至恒定电流控制环路；恒定电流控制环路，用于根据恒定电流控制电压信号，控制输出当输出恒定电阻时、随外部恒压输入电源输入电压信号变化的恒定电流；恒定电阻控制环路的输出端根据第一DAC的满量程码值与输入码值的比值，输入电压差分采样单元的衰减系数，以及恒定电流控制环路的输出系数之间的关系，输出恒定电阻值。上述技术方案提高了恒定电阻输出控制的速度和精度。

【技术实现步骤摘要】
恒定电阻控制环路
本专利技术涉及恒定电阻控制
，特别涉及一种恒定电阻控制环路。
技术介绍
现有技术中一般CR(ConstantResistance，恒定电阻)控制模式是用软件来实现，即ADC回读输入电源的输入电压值，处理器用该电压值再除以用户设定的电阻值，得到需要拉载的电流值，将此电流值转换为DAC的输出电压，并控制CC(恒定电流)控制环路，由此便得到了恒定的电阻值，电路结构示意如图1所示。软件的实现方法使整个CR控制的响应速度受制于ADC的采样速度，而CR的控制精度同时也受制于ADC的采样分辨率。众所周知，高分辨率的ADC很难实现高速采样，而高速采样的ADC又很难实现高分辨率。因此，如果ADC采用高精度及高分辨率的ADC，会使得CR的响应严重滞后于外部输入电压的变化；而如果用低分辨率的高速采样ADC，则使得CR很难实现高精度的控制。综上所述，现有恒定电阻控制环路中，恒定电阻输出控制速度和精度低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种恒定电阻控制环路，用以提高恒定电阻输出控制速度和精度，该控制环路包括：输入电压差分采样单元、第一DAC和恒定电流控制环路，其中，输入电压差分采样单元的输入端与外部恒压输入电源的输出端连接，用于将所述外部恒压输入电源的电压信号进行衰减，将衰减后的电压信号输出至所述第一DAC的基准输入引脚中；第一DAC的输入端与所述输入电压差分采样单元的输出端连接，用于根据所述衰减后的电压信号和第一DAC的输入码值，输出恒定电流控制电压信号至所述恒定电流控制环路；恒定电流控制环路，用于根据恒定电流控制电压信号，控制输出当输出恒定电阻时、随外部恒压输入电源输入电压信号变化的恒定电流；恒定电阻控制环路的输出端根据第一DAC的满量程码值与输入码值的比值，输入电压差分采样单元的衰减系数，以及恒定电流控制环路的输出系数之间的关系，输出恒定电阻值。在一个实例中，恒定电阻控制环路的输出端根据第一DAC的满量程码值与输入码值的比值，输入电压差分采样单元的衰减系数，以及恒定电流控制环路的输出系数之间的关系为：其中，Vin为恒压输入电源的输入电压，Iout为恒定电流控制环路的输出电流，g1为输入电压差分采样单元的衰减系数，k1为恒定电流控制环路的输出系数，DAC_vCode为第一DAC的输入码值，vFullScale为第一DAC的满量程码值。在一个实例中，恒定电阻控制环路还包括：电压反向衰减单元，电压反向衰减单元的输入端与输入电压差分采样单元的输出端连接，输入电压反向衰减单元的输出端与第一DAC的输入端连接，用于将输入电压差分采样单元输出的电压信号衰减到第一DAC的基准的输入范围内；恒定电阻控制环路的输出端根据第一DAC的满量程码值与输入码值的比值，输入电压差分采样单元的衰减系数，以及恒定电流控制环路的输出系数之间的关系，输出恒定电阻值，包括：恒定电阻控制环路的输出端根据第一DAC的满量程码值与输入码值的比值，输入电压差分采样单元的衰减系数，电压反向衰减单元的衰减系数，以及恒定电流控制环路的输出系数之间的关系，输出恒定电阻值。在一个实例中，恒定电流控制环路包括：恒定电流误差放大单元、功率单元组和差分放大单元，其中，恒定电流误差放大单元的第一输入端与差分放大单元的输出端连接，第二输入端接入恒定电流控制电压信号；功率单元组，包括多个并联的功率单元，每个功率单元的输入端与恒定电流误差放大单元的输出端连接；所述差分放大单元包括：电流采样电阻和差分放大器；所述电流采样电阻的一端与每个功率单元的输出端连接，另一端与所述差分放大器的输入端连接；所述差分放大器的输出端与所述恒定电流误差放大单元的第一输入端连接，所述差分放大器用于将每个功率单元输出至电流采样电阻的电流产生的电压信号进行差分放大，将差分放大后的电压信号作为反馈信号输出至所述恒定电流误差放大单元。在一个实例中，恒定电流控制环路还包括：驱动单元，驱动单元的输入端与恒定电流误差放大单元的输出端连接，驱动单元的输出端与每个功率单元的输入端连接，用于将恒定电流误差放大单元输出的恒定电流控制电压信号进行放大后输出至功率单元组；反向放大单元，反向放大单元的输入端与电流差分放大单元的输出端连接，反向放大单元的输出端与恒定电流误差放大单元的输入端连接，用于当功率单元组是同相端反馈时，将电流差分放大单元输出的差分放大电压信号进行反向放大，将反向放大后的电压信号作为反馈信号输出至恒定电流误差放大单元。与现有技术中受制于ADC的采样速度或精度而导致恒定电阻输出控制速度和精度低的方案相比较，本专利技术实施例提供的技术方案根据第一DAC满量程码值与输入码值的比值，实现了通过硬件，完成根据外部恒压输入电源输入电压信号变化，实时快速地改变恒定电流控制环路的输出电流，从而输出恒定电阻，提高了恒定电阻输出控制的速度和精度。本专利技术实施例还提供了一种恒定电阻控制环路，用以提高恒定电阻输出控制速度和精度，该控制环路包括：输入电流差分采样单元、第二DAC和恒定电压控制环路，其中，输入电流差分采样单元的输入端与外部恒流输入电源的输出端连接，用于将所述外部恒流输入电源的电流信号进行放大，将放大后的电流信号输出至所述第二DAC的基准输入引脚中；第二DAC的输入端与所述输入电流差分采样单元的输出端连接，用于根据所述放大后的电流信号和第二DAC的输入码值，输出恒定电压控制电压信号至所述恒定电压控制环路；恒定电压控制环路，用于根据恒定电压控制电压信号，控制输出当输出恒定电阻时、随所述外部恒流输入电源输入电流信号变化的恒定电压；恒定电阻控制环路的输出端根据第二DAC的输入码值与满量程码值的比值，输入电流差分采样单元的放大系数，以及恒定电压控制环路的输出系数之间的关系，输出恒定电阻值。在一个实施例中，恒定电阻控制环路的输出端根据第二DAC的输入码值与满量程码值的比值，输入电流差分采样单元的放大系数，以及恒定电压控制环路的输出系数之间的关系为：其中，Vout为恒定电压控制环路的输出电压，Iin为恒流输入电源的输入电流，g2为输入电流差分采样单元的放大系数，k2为恒定电压控制环路的输出系数。在一个实施例中，恒定电阻控制环路还包括：电流反向放大单元，电流反向放大单元的输入端与输入电流差分采样单元的输出端连接，电流反向放大单元的输出端与第二DAC的输入端连接，用于将输入电流差分采样单元输出的电流信号放大到第二DAC的基准的输入范围内；恒定电阻控制环路的输出端根据第二DAC的输入码值与满量程码值的比值，输入电流差分采样单元的放大系数，以及恒定电压控制环路的输出系数之间的关系，输出恒定电阻值，包括：恒定电阻控制环路的输出端根据第二DAC的输入码值与满量程码值的比值，输入电流差分采样单元的放大系数，电流反向放大单元的放大系数，以及恒定电压控制环路的输出系数之间的关系，输出恒定电阻值。在一个实施例中，恒定电压控制环路包括：恒定电压误差放大单元、功率单元组和电压差分采样单元，其中，恒定电压误差放大单元的第一输入端与电压差分采样单元的输出端连接，第二输入端与所述第二DAC连接；功率单元组包括多个功率单元，每个功率单元的输入端与恒定电压误差放大单元的输出端连接；电压差分采样单元的输入端与每个功率单元的输出端连接；恒定电压误差放大单元包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒定电阻控制环路，其特征在于，包括：输入电压差分采样单元、第一DAC和恒定电流控制环路，其中，输入电压差分采样单元的输入端与外部恒压输入电源的输出端连接，用于将所述外部恒压输入电源的电压信号进行衰减，将衰减后的电压信号输出至所述第一DAC的基准输入引脚中；第一DAC的输入端与所述输入电压差分采样单元的输出端连接，用于根据所述衰减后的电压信号和第一DAC的输入码值，输出恒定电流控制电压信号至所述恒定电流控制环路；恒定电流控制环路，用于根据所述恒定电流控制电压信号，控制输出当输出恒定电阻时、随所述外部恒压输入电源输入电压信号变化的恒定电流；恒定电阻控制环路的输出端根据第一DAC的满量程码值与输入码值的比值，输入电压差分采样单元的衰减系数，以及恒定电流控制环路的输出系数之间的关系，输出恒定电阻值。

【技术特征摘要】
1.一种恒定电阻控制环路，其特征在于，包括：输入电压差分采样单元、第一DAC和恒定电流控制环路，其中，输入电压差分采样单元的输入端与外部恒压输入电源的输出端连接，用于将所述外部恒压输入电源的电压信号进行衰减，将衰减后的电压信号输出至所述第一DAC的基准输入引脚中；第一DAC的输入端与所述输入电压差分采样单元的输出端连接，用于根据所述衰减后的电压信号和第一DAC的输入码值，输出恒定电流控制电压信号至所述恒定电流控制环路；恒定电流控制环路，用于根据所述恒定电流控制电压信号，控制输出当输出恒定电阻时、随所述外部恒压输入电源输入电压信号变化的恒定电流；恒定电阻控制环路的输出端根据第一DAC的满量程码值与输入码值的比值，输入电压差分采样单元的衰减系数，以及恒定电流控制环路的输出系数之间的关系，输出恒定电阻值。2.如权利要求1所述的恒定电阻控制环路，其特征在于，恒定电阻控制环路的输出端根据第一DAC的满量程码值与输入码值的比值，输入电压差分采样单元的衰减系数，以及恒定电流控制环路的输出系数之间的关系为：其中，Vin为恒压输入电源的输入电压，Iout为恒定电流控制环路的输出电流，g1为输入电压差分采样单元的衰减系数，k1为恒定电流控制环路的输出系数，DAC_vCode为第一DAC的输入码值，vFullScale为第一DAC的满量程码值。3.如权利要求1所述的恒定电阻控制环路，其特征在于，还包括：电压反向衰减单元，所述电压反向衰减单元的输入端与输入电压差分采样单元的输出端连接，输入电压反向衰减单元的输出端与所述第一DAC的输入端连接，用于将输入电压差分采样单元输出的电压信号衰减到所述第一DAC的基准的输入范围内；恒定电阻控制环路的输出端根据第一DAC的满量程码值与输入码值的比值，输入电压差分采样单元的衰减系数，以及恒定电流控制环路的输出系数之间的关系，输出恒定电阻值，包括：恒定电阻控制环路的输出端根据第一DAC的满量程码值与输入码值的比值，输入电压差分采样单元的衰减系数，电压反向衰减单元的衰减系数，以及恒定电流控制环路的输出系数之间的关系，输出恒定电阻值。4.如权利要求1所述的恒定电阻控制环路，其特征在于，所述恒定电流控制环路包括：恒定电流误差放大单元、功率单元组和差分放大单元，其中，恒定电流误差放大单元的第一输入端与差分放大单元的输出端连接，第二输入端接入恒定电流控制电压信号；功率单元组，包括多个并联的功率单元，每个功率单元的输入端与恒定电流误差放大单元的输出端连接；所述差分放大单元包括：电流采样电阻和差分放大器；所述电流采样电阻的一端与每个功率单元的输出端连接，另一端与所述差分放大器的输入端连接；所述差分放大器的输出端与所述恒定电流误差放大单元的第一输入端连接，所述差分放大器用于将每个功率单元输出至电流采样电阻的电流产生的电压信号进行差分放大，将差分放大后的电压信号作为反馈信号输出至所述恒定电流误差放大单元。5.如权利要求1所述的恒定电阻控制环路，其特征在于，所述恒定电流控制环路还包括：驱动单元，所述驱动单元的输入端与所述恒定电流误差放大单元的输出端连接，驱动单元的输出端与每个功率单元的输入端连接，用于将恒定电流误差放大单元输出的恒定电流控制电压信号进行放大后输出至功率单元组；反向放大单元，所述反向放大单元的输入端与电流差分放大单元的输出端连接，反向放大单元的输出端与恒定电流误差放大单元的输入端连接，用于当功率单元组是同相端反馈时，将电流差分放大单元输出的差分放大电压信号进行反向放大，将反向放大后的电压信号作为反馈信号输出至所述恒定电流误差放大单元。6.一种恒定电阻控制环路，其特征在于，包括：输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯，王悦，王铁军，李维森，
申请(专利权)人：苏州普源精电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32