具有电池特性模拟功能的程控电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有电池特性模拟功能的程控电源。本实用新型专利技术包括功率单元和控制单元；所述功率单元的输入端通过交流电接口连接电网，输出端通过直流电接口连接用电设备；所述控制单元包括控制模块、人机接口和信号检测调理模块；所述控制模块连接人机接口和信号检测调理模块；所述信号检测调理模块连接所述功率单元。本实用新型专利技术具有普通程控电源的电压、电流输出可调功能外，还能模拟电池的容量衰减特性，其可以通过人机接口导入电池模型实现对多种类型、不同规格电池容量使用特性模拟，估算程控电源任意时间内能量消耗，能够更加真实的模拟电池供电。

【技术实现步骤摘要】
具有电池特性模拟功能的程控电源
本技术涉及程控电源
，具体的说是一种具有电池特性模拟功能的程控电源。
技术介绍
随着电力电子、稀土材料、控制技术的快速发展，电机驱动系统的应用越来越广泛。电池是电机驱动系统能源供给的主要方式之一，在可移动装置中的应用非常广泛，如电动汽车领域。电池种类多，有热电池、锌银电池、锂电池等，有一次性使用的，有可充电多次使用的，同类的电池根据用电设备的需求又设计成不同容量、不同功率规格的电池。在电机驱动系统的开发过程中，经常需要进行大量的调试试验，由于受到电池研制周期、成本等多方面的影响，电机驱动系统的调试多采用地面程控电源供电。但目前的地面程控电源只能设置输出电压、最大输出电流等参数，无法设置电池容量，无法模拟电池容量衰减过程。电机驱动系统在地面程控电源供电时测得的性能指标与真实电池供电时测得的性能指标有偏差，导致在高精度要求的电机驱动系统性能调试过程中，通过地面程控电源难以全面模拟电池供电时的特性。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足之处，本技术要解决的技术问题是提供一种具有电池特性模拟功能的程控电源，除了具有普通程控电源的电压、电流输出可调功能外，还能模拟多种类型电池的容量衰减特性，能够更加真实的模拟电池供电类电机驱动系统试验。本技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种具有电池特性模拟功能的程控电源，包括功率单元和控制单元；所述功率单元的输入端通过交流电接口连接电网，输出端通过直流电接口连接用电设备；所述控制单元包括控制模块、人机接口和信号检测调理模块；所述控制模块连接人机接口和信号检测调理模块；所述信号检测调理模块连接所述功率单元。所述功率单元包括顺序连接的三相交流插座、三相断路器、整流器、滤波器、电源变换控制器和电源输出插座；所述电源变换控制器连接信号检测调理模块。所述电源变换控制器包括电压变换模块和输出限流控制模块；所述电压变换模块的输入端连接所述滤波器，输出端连接输出限流控制模块；所述输出限流控制模块连接电源输出插座。所述控制模块包括模拟电池剩余电量估算模块、电压指令生成模块、模拟电池内阻压降模块和数字信号处理器；所述模拟电池剩余电量估算模块、电压指令生成模块和模拟电池内阻压降模块连接所述数字信号处理器，所述数字信号处理器用于连接信号检测调理模块和人机接口。本技术具有以下优点及有益效果：1、本技术具有普通程控电源的电压、电流输出可调功能外，还能模拟电池的容量衰减特性，其可以通过人机接口导入电池模型实现对多种类型、不同规格电池容量使用特性模拟，能够估算程控电源任意时间内能量消耗，能够更加真实的模拟电池供电。2、本技术可以实现对电池内阻压降的模拟，内阻的模拟不是通过硬件实现，是通过软件算法实现，可以减小功耗，提高效率，且修改方便，可以实现对各种电池内阻的模拟。3、本技术采用电压、电流双环控制方式实现输出电压调节控制和输出电流限流控制，提高了设备的使用安全性，输出电压的指令已经将能量消耗对应到被模拟电池的压降及内阻压降已经计算在内，提高了用电设备两端电压的模拟控制精度。附图说明图1为本技术的整体结构图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术做进一步的详细说明。如图1所示，一种具有电池特性模拟功能的程控电源主要包括控制单元和功率单元，功率单元与电网有380V交流电接口，功率单元与用电负载有直流电压接口。控制单元由控制模块、信号检测调理模块、人机接口等组成，其中控制模块主要由数字信号处理器、模拟电池剩余电量估算模块、模拟电池内阻压降模块、电压指令生成模块等组成。控制模块与人机接口之间通过总线实现双向通信，控制模块与信号检测调理模块之间通过模拟信号、I/O接口实现信号互联。信号检测调理模块通过传感器检测电源变换控制器的输出电压、输出电流以及温度等信号，并对信号进行调解处理送到控制模块，信号检测调理模块还对控制模块发出的输出电压指令进行信号调节，并送入电源变换控制器。温度信号一方面送入人机接口进行状态监控，另一方面温度过高，输出限流控制模块会关断输出，保护程控电源。模拟电池剩余电量估算模块、模拟电池内阻压降模块、电压指令生成模块通过数字信号处理器进行功能实现；模拟电池剩余电量估算模块根据采集到的输出电压电流值计算出某段时间内的电源输出能量，根据选用的电池模型，估算出剩余的容量(电压乘以电流在时间上的积分)，并按照电池的特性计算出电池的压降(由电池模型查表可得，电池容量的衰减对应电压降)，模拟电池内阻压降模块根据电池的模型及实测的电流值得到内阻压降(电流乘以内阻)，电压指令生成模块根据人机接口提供的需要输出的电压减去电池容量衰减产生的压降和电池内阻的压降，所得的结果作为电压指令送入电源变换控制器。功率单元主要由三相交流插座、三相断路器、整流器、滤波器、电源变换控制器、电源输出插座等组成，其中电源变换控制器由电源变换模块、输出限流控制模块组成。电网三相380VAC首先与三相交流插座连接，三相交流插座再与三相断路器连接，三相断路器再与整流器连接，整流器再与滤波器连接，滤波器再与电源变换控制器连接，电源变换控制器再与电源输出插座连接，电源输出插座最后与用电设备连接。电源变换控制器根据控制控制单元输入的输出电压指令和最大输出电流进行调解，采用电压、电流双环控制方式实现输出电压调节控制，当输出电流未达到限流值时采用恒压控制模式，当电压达到限流值时切换到恒流控制模式，提高了设备的使用安全性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有电池特性模拟功能的程控电源，其特征在于，包括功率单元和控制单元；所述功率单元的输入端通过交流电接口连接电网，输出端通过直流电接口连接用电设备；所述控制单元包括控制模块、人机接口和信号检测调理模块；所述控制模块连接人机接口和信号检测调理模块；所述信号检测调理模块连接所述功率单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有电池特性模拟功能的程控电源，其特征在于，包括功率单元和控制单元；所述功率单元的输入端通过交流电接口连接电网，输出端通过直流电接口连接用电设备；所述控制单元包括控制模块、人机接口和信号检测调理模块；所述控制模块连接人机接口和信号检测调理模块；所述信号检测调理模块连接所述功率单元。


2.根据权利要求1所述的具有电池特性模拟功能的程控电源，其特征在于，所述功率单元包括顺序连接的三相交流插座、三相断路器、整流器、滤波器、电源变换控制器和电源输出插座；所述电源变换控制器连接信号检测调理模块。


3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋明明，刘凤涛，
申请(专利权)人：唐山航宇电力电子设备有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13