一种DCDC稳压器智能控制系统转让专利

申请号 : CN202310827876.2

文献号 : CN116540823B

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相似专利:

发明人 : 陈兵田园农顾志国王义辉

申请人 : 深圳安森德半导体有限公司

摘要 :

本发明涉及稳压器控制技术领域,尤其涉及一种DCDC稳压器智能控制系统,包括:数据获取单元,用于获取稳压器的运行参数,包括第一电压传感器、第二电压传感器、示波器以及电功率传感器;数据处理单元,用以对所述稳压器的运行参数进行筛选计算处理以输出稳压器运行特征参数;反馈单元,包括脉宽调制器以及外接反馈电阻;控制单元,用于在根据输出电压的波动幅度将脉宽调制器频率调节至第一对应频率,或,根据频率偏移量将外接反馈电阻调节至对应电阻值,以及,根据实时温度将散热器的散热面积调节至对应面积,以及,在第一条件下根据电功率的损耗量将脉宽调制器频率调节至第二对应频率;本发明实现了稳压器的运行效率和运行稳定性的提高。

权利要求 :

1.一种DCDC稳压器智能控制系统,其特征在于,包括:

数据获取单元,用于获取稳压器的运行参数,包括与稳压器的输入端相连用于检测输入电压的第一电压传感器、与所述稳压器的输出端相连用于检测输出电压的第二电压传感器、与所述第二电压传感器相连用于显示输出电压的波形的示波器以及与所述稳压器的输出端相连用于检测稳压器输出电功率的电功率传感器,所述稳压器的运行参数包括:输出电压的振幅、输出电压的频率、输入电功率以及输出电功率;

数据处理单元,其与所述数据获取单元相连,用以对所述稳压器的运行参数进行筛选计算处理以输出稳压器运行特征参数,所述稳压器运行特征参数包括:输出电压的波动幅度、频率偏移量、实时温度以及电功率的损耗量;

反馈单元,其与所述数据处理单元相连,包括与所述第一电压传感器相连用于调节输出电压脉冲宽度的脉宽调制器以及设置在稳压器反馈电路中的外接反馈电阻;

控制单元,其与所述数据获取单元、所述数据处理单元以及所述反馈单元分别相连,用于在根据输出电压的波动幅度判定输出电压的稳定性低于允许范围时将脉宽调制器频率调节至第一对应频率,或,根据频率偏移量将外接反馈电阻调节至对应电阻值,以及,根据实时温度将散热器的散热面积调节至对应面积,以及,在第一条件下根据电功率的损耗量将脉宽调制器频率调节至第二对应频率;

其中,所述第一条件为,所述控制单元完成对脉宽调制器频率的初次调节;

所述控制单元根据输出电压波形的波动幅度确定输出电压的稳定性是否在允许范围内的三种判定方法,其中,第一种判定方法为,所述控制单元在预设第一幅度条件下判定输出电压的稳定性在允许范围内;

第二种判定方法为,所述控制单元在预设第二幅度条件下判定输出电压的稳定性低于允许范围,通过计算输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值将脉宽调制器频率调节至对应频率;

第三种判定方法为,所述控制单元在预设第三幅度条件下判定输出电压的稳定性低于允许范围,初步判定外界电磁干扰程度超出允许范围,并根据频率偏移量对电磁干扰程度进行二次判定;

其中,所述预设第一幅度条件为,输出电压波形的波动幅度小于等于预设第一波动幅度;所述预设第二幅度条件为,输出电压波形的波动幅度大于预设第一波动幅度且小于等于预设第二波动幅度;所述预设第三幅度条件为,输出电压波形的波动幅度大于预设第二波动幅度;所述预设第一波动幅度小于所述预设第二波动幅度;所述控制单元根据输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值确定针对脉宽调制器频率的两种调节方法,其中,第一种频率调节方法为,所述控制单元在预设第一差值条件下使用预设第一频率调节系数将脉宽调制器频率调节至第一频率;

第二种频率调节方法为,所述控制单元在预设第二差值条件下使用预设第二频率调节系数将脉宽调制器频率调节至第二频率;

其中,所述预设第一差值条件为,输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值小于等于预设波动幅度差值;所述预设第二差值条件为,输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值大于预设波动幅度差值;所述预设第一频率调节系数小于所述预设第二频率调节系数;所述控制单元在预设第三幅度条件下根据频率偏移量确定电磁干扰程度是否超出允许范围的三种二次判定方法,其中,第一种二次判定方法为,所述控制单元在预设第一偏移量条件下判定电磁干扰程度在允许范围内;

第二种二次判定方法为,所述控制单元在预设第二偏移量条件下判定电磁干扰程度超出允许范围,通过计算频率偏移量与预设频率偏移量的差值将外接反馈电阻调节至对应电阻值;

第三种二次判定方法为,所述控制单元在预设第三偏移量条件下判定电磁干扰程度超出允许范围,初步判定电路负荷超出允许范围,根据实时温度对电路负荷进行二次判定;

其中,所述预设第一偏移量条件为,频率偏移量小于等于预设第一频率偏移量;所述预设第二偏移量条件为,频率偏移量大于预设第一频率偏移量且小于等于预设第二频率偏移量;所述预设第三偏移量条件为,频率偏移量大于预设第二频率偏移量;所述预设第一频率偏移量小于所述预设第二频率偏移量。

2.根据权利要求1所述的DCDC稳压器智能控制系统,其特征在于,所述控制单元在预设第二偏移量条件下根据频率偏移量与预设频率偏移量的差值确定针对外接反馈电阻值的两类调节方法,其中,第一种电阻调节方法为,所述控制单元在预设第一偏移量差值条件下使用预设第二电阻调节系数将外接反馈电阻值调节至第一电阻值;

第二种电阻调节方法为,所述控制单元在预设第二偏移量差值条件下使用预设第一电阻调节系数将外接反馈电阻值调节至第二电阻值;

其中,所述预设第一偏移量差值条件为,频率偏移量与预设频率偏移量的差值小于等于预设偏移量差值;所述预设第二偏移量差值条件为,频率偏移量与预设频率偏移量的差值大于预设偏移量差值;所述预设第一电阻调节系数小于所述预设第二电阻调节系数。

3.根据权利要求2所述的DCDC稳压器智能控制系统,其特征在于,所述控制单元在预设第三偏移量条件下根据实时温度确定电路负荷是否在允许范围内的两种二次判定方法,其中,第一种负荷二次判定方法为,所述控制单元在预设第一温度条件下判定电路负荷在允许范围内;

第二种负荷二次判定方法为,所述控制单元在预设第二温度条件下判定电路负荷超出允许范围,通过计算实时温度与预设温度的差值对散热器的散热面积进行调节;

其中,所述预设第一温度条件为,实时温度小于等于预设温度;所述预设第二温度条件为,实时温度大于预设温度。

4.根据权利要求3所述的DCDC稳压器智能控制系统,其特征在于,所述实时温度的计算公式为:;其中,T为实时温度,VT为输出电压值,d为电压温度转换系数。

5.根据权利要求4所述的DCDC稳压器智能控制系统,其特征在于,所述控制单元在预设第二温度条件下根据实时温度与预设温度的差值确定针对散热器的散热面积的两种调节方法,其中,第一种面积调节方法为,所述控制单元在预设第一温度差值条件下使用预设第一面积调节系数将散热器的散热面积调节至第一面积;

第二种面积调节方法为,所述控制单元在预设第二温度差值条件下使用预设第二面积调节系数将散热器的散热面积调节至第二面积;

其中,所述预设第一温度差值条件为,实时温度与预设温度的差值小于等于预设温度差值;所述预设第二温度差值条件为,实时温度与预设温度的差值大于预设温度差值;所述第一面积调节系数小于所述第二面积调节系数。

6.根据权利要求1所述的DCDC稳压器智能控制系统,其特征在于,所述控制单元在完成对于频率的初次调节时根据电功率的损耗量确定转换效率是否在允许范围内的两种判定方法,其中,第一种效率判定方法为,所述控制单元在预设第一损耗量条件下判定转换效率在允许范围内;

第二种效率判定方法为,所述控制单元在预设第二损耗量条件下判定转换效率低于允许范围,通过计算电功率的损耗量与预设损耗量的差值对脉宽调制器频率进行二次调节;

其中,所述预设第一损耗量条件为,电功率的损耗量小于等于预设损耗量;所述预设第二损耗量条件为,电功率的损耗量大于预设损耗量。

7.根据权利要求6所述的DCDC稳压器智能控制系统,其特征在于,所述控制单元在预设第二损耗量条件下根据电功率的损耗量与预设损耗量的差值确定针对脉宽调制器频率的两类二次调节方法,其中,第一种频率二次调节方法为,所述控制单元在预设第一损耗量差值条件下使用预设第三频率调节系数将脉宽调制器频率调节至第三频率;

第二种频率二次调节方法为,所述控制单元在预设第二损耗量差值条件下使用预设第四频率调节系数将脉宽调制器频率调节至第四频率;

其中,所述预设第一损耗量差值条件为,电功率的损耗量与预设损耗量的差值小于等于预设损耗量差值;所述预设第二损耗量差值条件为,电功率的损耗量与预设损耗量的差值大于预设损耗量差值;所述预设第三频率调节系数小于所述预设第四频率调节系数。

说明书 :

一种DCDC稳压器智能控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及稳压器控制技术领域,尤其涉及一种DCDC稳压器智能控制系统。

背景技术

[0002] 稳压器是一种能自动调整输出电压的供电电路或供电设备,其作用是将波动较大和不合用电器设备要求的电源电压稳定在它的设定值范围内,使各种电路或电器设备能在额定工作电压下正常工作。
[0003] 中国专利公开号:CN113031485A公开了一种交流稳压器智能控制系统,包括电压控制系统板、计量检测板、控制面板和数码管灯板;电压控制系统板包括第一PCB板和集成设置于该第一PCB板上的单片机电路以及分别与单片机电路相连的输出驱动电路、温度检测电路、状态反馈信号电路、第一通讯端口、串口电路、第一电源电路、第二电源电路,由此可见所述交流稳压器智能控制系统存在以下问题:由于对输出电压的波动幅度反映出的输出电压的稳定性的判定不准确导致的稳压器运行稳定性的下降。

发明内容

[0004] 为此,本发明提供一种DCDC稳压器智能控制系统,用以克服现有技术中的由于对输出电压的波动幅度反映出的输出电压的稳定性的判定不准确导致的稳压器运行稳定性的下降的问题。
[0005] 为实现上述目的,本发明提供一种DCDC稳压器智能控制系统,包括:数据获取单元,用于获取稳压器的运行参数,包括与稳压器的输入端相连用于检测输入电压的第一电压传感器、与所述稳压器的输出端相连用于检测输出电压的第二电压传感器、与所述第二电压传感器相连用于显示输出电压的波形的示波器以及与所述稳压器的输出端相连用于检测稳压器输出电功率的电功率传感器,所述稳压器的运行参数包括:输出电压的振幅、输出电压的频率、输入电功率以及输出电功率;数据处理单元,其与所述数据获取单元相连,用以对所述稳压器的运行参数进行筛选计算处理以输出稳压器运行特征参数,所述稳压器运行特征参数包括:输出电压的波动幅度、频率偏移量、实时温度以及电功率的损耗量;反馈单元,其与所述数据处理单元相连,包括与所述第一电压传感器相连用于调节输出电压脉冲宽度的脉宽调制器以及设置在稳压器反馈电路中的外接反馈电阻;控制单元,其与所述数据获取单元、所述数据处理单元以及所述反馈单元分别相连,用于在根据输出电压的波动幅度判定输出电压的稳定性低于允许范围时将脉宽调制器频率调节至第一对应频率,或,根据频率偏移量将外接反馈电阻调节至对应电阻值,以及,根据实时温度将散热器的散热面积调节至对应面积,以及,在第一条件下根据电功率的损耗量将脉宽调制器频率调节至第二对应频率;其中,所述第一条件为,所述控制单元完成对脉宽调制器频率的初次调节。
[0006] 进一步地,所述控制单元根据输出电压波形的波动幅度确定输出电压的稳定性是否在允许范围内的三种判定方法,其中,
[0007] 第一种判定方法为,所述控制单元在预设第一幅度条件下判定输出电压的稳定性在允许范围内;
[0008] 第二种判定方法为,所述控制单元在预设第二幅度条件下判定输出电压的稳定性低于允许范围,通过计算输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值将脉宽调制器频率调节至对应频率;
[0009] 第三种判定方法为,所述控制单元在预设第三幅度条件下判定输出电压的稳定性低于允许范围,初步判定外界电磁干扰程度超出允许范围,并根据频率偏移量对电磁干扰程度进行二次判定;
[0010] 其中,所述预设第一幅度条件为,输出电压波形的波动幅度小于等于预设第一波动幅度;所述预设第二幅度条件为,输出电压波形的波动幅度大于预设第一波动幅度且小于等于预设第二波动幅度;所述预设第三幅度条件为,输出电压波形的波动幅度大于预设第二波动幅度;所述预设第一波动幅度小于所述预设第二波动幅度。
[0011] 进一步地,所述控制单元根据输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值确定针对脉宽调制器频率的两种调节方法,其中,
[0012] 第一种频率调节方法为,所述控制单元在预设第一差值条件下使用预设第一频率调节系数将脉宽调制器频率调节至第一频率;
[0013] 第二种频率调节方法为,所述控制单元在预设第二差值条件下使用预设第二频率调节系数将脉宽调制器频率调节至第二频率;
[0014] 其中,所述预设第一差值条件为,输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值小于等于预设波动幅度差值;所述预设第二差值条件为,输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值大于预设波动幅度差值;所述预设第一频率调节系数小于所述预设第二频率调节系数。
[0015] 进一步地,所述控制单元在预设第三幅度条件下根据频率偏移量确定电磁干扰程度是否超出允许范围的三种二次判定方法,其中,
[0016] 第一种二次判定方法为,所述控制单元在预设第一偏移量条件下判定电磁干扰程度在允许范围内;
[0017] 第二种二次判定方法为,所述控制单元在预设第二偏移量条件下判定电磁干扰程度超出允许范围,通过计算频率偏移量与预设频率偏移量的差值将外接反馈电阻调节至对应电阻值;
[0018] 第三种二次判定方法为,所述控制单元在预设第三偏移量条件下判定电磁干扰程度超出允许范围,初步判定电路负荷超出允许范围,根据实时温度对电路负荷进行二次判定;
[0019] 其中,所述预设第一偏移量条件为,频率偏移量小于等于预设第一频率偏移量;所述预设第二偏移量条件为,频率偏移量大于预设第一频率偏移量且小于等于预设第二频率偏移量;所述预设第三偏移量条件为,频率偏移量大于预设第二频率偏移量;所述预设第一频率偏移量小于所述预设第二频率偏移量。
[0020] 进一步地,所述控制单元在预设第一偏移条件下根据频率偏移量与预设频率偏移量的差值确定针对外接反馈电阻值的两类调节方法,其中,
[0021] 第一种电阻调节方法为,所述控制单元在预设第一偏移量差值条件下使用预设第二电阻调节系数将外接反馈电阻值调节至第一电阻值;
[0022] 第二种电阻调节方法为,所述控制单元在预设第二偏移量差值条件下使用预设第一电阻调节系数将外接反馈电阻值调节至第二电阻值;
[0023] 其中,所述预设第一偏移量差值条件为,频率偏移量与预设频率偏移量的差值小于等于预设偏移量差值;所述预设第二偏移量差值条件为,频率偏移量与预设频率偏移量的差值大于预设偏移量差值;所述预设第一电阻调节系数小于所述预设第二电阻调节系数。
[0024] 进一步地,所述控制单元在预设第三偏移量条件下根据实时温度确定电路负荷是否在允许范围内的两种二次判定方法,其中,
[0025] 第一种负荷二次判定方法为,所述控制单元在预设第一温度条件下判定电路负荷在允许范围内;
[0026] 第二种负荷二次判定方法为,所述控制单元在预设第二温度条件下判定电路负荷超出允许范围,通过计算实时温度与预设温度的差值对散热器的散热面积进行调节;
[0027] 其中,所述预设第一温度条件为,实时温度小于等于预设温度;所述预设第二温度条件为,实时温度大于预设温度。
[0028] 进一步地,所述实时温度的计算公式为:
[0029]
[0030] 其中,T为实时温度,VT为输出电压值,d为电压温度转换系数。
[0031] 进一步地,所述控制单元在预设第二温度条件下根据实时温度与预设温度的差值确定针对散热器的散热面积的两种调节方法,其中,
[0032] 第一种面积调节方法为,所述控制单元在预设第一温度差值条件下使用预设第一面积调节系数将散热器的散热面积调节至第一面积;
[0033] 第二种面积调节方法为,所述控制单元在预设第二温度差值条件下使用预设第二面积调节系数将散热器的散热面积调节至第二面积;
[0034] 其中,所述预设第一温度差值条件为,实时温度与预设温度的差值小于等于预设温度差值;所述预设第二温度差值条件为,实时温度与预设温度的差值大于预设温度差值;所述第一面积调节系数小于所述第二面积调节系数。
[0035] 进一步地,所述控制单元在完成对于频率的初次调节时根据电功率的损耗量确定转换效率是否在允许范围内的两种判定方法,其中,
[0036] 第一种效率判定方法为,所述控制单元在预设第一损耗量条件下判定转换效率在允许范围内;
[0037] 第二种效率判定方法为,所述控制单元在预设第二损耗量条件下判定转换效率低于允许范围,通过计算电功率的损耗量与预设损耗量的差值对脉宽调制器频率进行二次调节;
[0038] 其中,所述预设第一损耗量条件为,电功率的损耗量小于等于预设损耗量;所述预设第二损耗量条件为,电功率的损耗量大于预设损耗量。
[0039] 进一步地,所述控制单元在预设第二损耗量条件下根据电功率的损耗量与预设损耗量的差值确定针对脉宽调制器频率的两类二次调节方法,其中,
[0040] 第一种频率二次调节方法为,所述控制单元在预设第一损耗量差值条件下使用预设第三频率调节系数将脉宽调制器频率调节至第三频率;
[0041] 第二种频率二次调节方法为,所述控制单元在预设第二损耗量差值条件下使用预设第四频率调节系数将脉宽调制器频率调节至第四频率;
[0042] 其中,所述预设第一损耗量差值条件为,电功率的损耗量与预设损耗量的差值小于等于预设损耗量差值;所述预设第二损耗量差值条件为,电功率的损耗量与预设损耗量的差值大于预设损耗量差值;所述预设第三频率调节系数小于所述预设第四频率调节系数。
[0043] 与现有技术相比,本发明的有益效果在于,本发明所述智能控制系统通过设置数据获取单元、数据处理单元、反馈单元以及控制单元,在DCDC稳压器运行过程中对稳压器进行智能调控,以完成DCDC稳压器的顺利运行,所述数据获取单元获取稳压器的运行参数后传输数据处理单元计算处理以输出稳压器运行特征参数,所述控制单元根据电压波动的波动幅度对脉宽调制器频率进行调整,通过增大脉宽调制器频率减小输出电压波形的带宽,提高输出电压稳定性,或,根据频率偏移量将外接反馈电阻调节至对应电阻值,通过减小外接反馈电阻值进而减小感应电流的影响,以及,根据实时温度将散热器的散热面积调节至对应面积,通过增大散热器的散热面积减小温度升高速率,以及,在完成对脉宽调制器频率的初次调节后根据电功率的损耗量对脉宽调制器频率进行二次调节,降低脉宽调制器频率提高电压转换效率,提高了稳压器的运行效率和运行稳定性。
[0044] 进一步地,本发明所述智能控制系统通过设置预设第一幅度条件、预设第二幅度条件以及预设第三幅度条件,所述控制单元对输出电压的稳定性进行判定,输出电压波形的波动幅度过大表明电压稳定性差,并在预设第二幅度条件下通过设置预设第一差值条件、预设第二差值条件、预设第一频率调节系数以及预设第二频率调节系数,所述控制单元对脉宽调制器频率进行调节,通过增大脉宽调制器频率改善输出电压波形的带宽,提高输出电压稳定性,进一步提高了稳压器的运行效率和运行稳定性。
[0045] 进一步地,本发明所述智能控制系统在预设第三幅度条件下通过设置预设第一偏移量条件、预设第二偏移量条件以及预设第三偏移量条件,所述控制单元对电磁干扰程度进行二次判定,由于线路中的电磁干扰会导致稳压器运行中电流频率发生偏移进而导致稳压器稳定性下降,通过设置预设第一偏移量差值条件、预设第二偏移量差值条件、预设第一电阻调节系数以及预设第二电阻调节系数,所述控制单元对外接反馈电阻进行调节,通过减小外接反馈电阻值进而降低感应电流的影响,进一步提高了稳压器的运行效率和运行稳定性。
[0046] 进一步地,本发明所述智能控制系统通过设置预设第一温度条件和预设第二温度条件,所述控制单元对电路负荷是否在允许范围内进行判定,由于温度升高导致电路负荷增大进而导致稳压器有效性降低,通过设置预设第一温度差值条件、预设第二温度差值条件、预设第一面积调节系数以及预设第二面积调节系数,所述控制单元对散热器的散热面积进行调节,通过增大散热器散热面积减小温度升高速率,进一步提高了稳压器的运行效率和运行稳定性。
[0047] 进一步地,本发明所述智能控制系统通过设置预设第一损耗量条件和预设第二损耗量条件,所述控制单元对转换效率是否在允许范围内进行判定,损耗量过大表明稳压器有效性下降,通过设置预设第一损耗量差值条件、预设第二损耗量差值条件、预设第三频率调节系数以及预设第四频率调节系数,所述控制单元对脉宽调制器频率进行二次调节,通过降低脉宽调制器频率提高电压转换效率,进一步提高了稳压器的运行效率和运行稳定性。

附图说明

[0048] 图1为本发明实施例DCDC稳压器智能控制系统的整体结构框图;
[0049] 图2为本发明实施例DCDC稳压器智能控制系统的数据获取单元的具体结构框图;
[0050] 图3为本发明实施例DCDC稳压器智能控制系统的数据获取单元与控制单元的连接结构框图;
[0051] 图4为本发明实施例DCDC稳压器智能控制系统的数据获取单元与数据处理单元的连接结构框图。

具体实施方式

[0052] 为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
[0053] 下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
[0054] 请参阅图1、图2、图3以及图4所示,其分别为本发明实施例DCDC稳压器智能控制系统的整体结构框图、数据获取单元的具体结构框图、数据获取单元与控制单元的连接结构框图以及数据获取单元与数据处理单元的连接结构框图。本实施例一种DCDC稳压器智能控制系统,包括:
[0055] 数据获取单元,用于获取稳压器的运行参数,包括与稳压器的输入端相连用于检测输入电压的第一电压传感器、与所述稳压器的输出端相连用于检测输出电压的第二电压传感器、与所述第二电压传感器相连用于显示输出电压的波形的示波器以及与所述稳压器的输出端相连用于检测稳压器输出电功率的电功率传感器,所述稳压器的运行参数包括:输出电压的振幅、输出电压的频率、输入电功
[0056] 率以及输出电功率;
[0057] 数据处理单元,其与所述数据获取单元相连,用以对所述稳压器的运行参数进行筛选计算处理以输出稳压器运行特征参数,所述稳压器运行特征参数包括:输出电压的波动幅度、频率偏移量、实时温度以及电功率的损耗量;
[0058] 反馈单元,其与所述数据处理单元相连,包括与所述第一电压传感器相连用于调节输出电压脉冲宽度的脉宽调制器以及设置在稳压器反馈电路中的外接反馈电阻;
[0059] 控制单元,其与所述数据获取单元、所述数据处理单元以及所述反馈单元分别相连,用于在根据输出电压的波动幅度判定输出电压的稳定性低于允许范围时将脉宽调制器频率调节至第一对应频率,或,根据频率偏移量将外接反馈电阻调节至对应电阻值,[0060] 以及,根据实时温度将散热器的散热面积调节至对应面积,
[0061] 以及,在第一条件下根据电功率的损耗量将脉宽调制器频率调节至第二对应频率;
[0062] 其中,所述第一条件为,所述控制单元完成对脉宽调制器频率的初次调节。
[0063] 具体而言,所述输出电压的波动幅度通过对输出电压进行分析计算获得。
[0064] 具体而言,所述频率偏移量为稳压器的输出电压的频率与输入电压的频率的差值的绝对值。
[0065] 具体而言,所述电功率的损耗量为输入端电功率和输出端电功率的差值。
[0066] 本发明所述智能控制系统通过设置数据获取单元、数据处理单元、反馈单元以及控制单元,在DCDC稳压器运行过程中对稳压器进行智能调控,以完成DCDC稳压器的顺利运行,所述数据获取单元获取稳压器的运行参数后传输数据处理单元计算处理以输出稳压器运行特征参数,所述控制单元根据电压波动的波动幅度对脉宽调制器频率进行调整,通过增大脉宽调制器频率减小输出电压波形的带宽,提高输出电压稳定性,或,根据频率偏移量将外接反馈电阻调节至对应电阻值,通过减小外接反馈电阻值进而减小感应电流的影响,以及,根据实时温度将散热器的散热面积调节至对应面积,通过增大散热器的散热面积减小温度升高速率,以及,在完成对脉宽调制器频率的初次调节后根据电功率的损耗量对脉宽调制器频率进行二次调节,降低脉宽调制器频率提高电压转换效率,提高了稳压器的运行效率和运行稳定性。
[0067] 请继续参阅图1所示,所述控制单元根据输出电压波形的波动幅度确定输出电压的稳定性是否在允许范围内的三种判定方法,其中,
[0068] 第一种判定方法为,所述控制单元在预设第一幅度条件下判定输出电压的稳定性在允许范围内;
[0069] 第二种判定方法为,所述控制单元在预设第二幅度条件下判定输出电压的稳定性低于允许范围,通过计算输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值将脉宽调制器频率调节至对应频率;
[0070] 第三种判定方法为,所述控制单元在预设第三幅度条件下判定输出电压的稳定性低于允许范围,初步判定外界电磁干扰程度超出允许范围,并根据频率偏移量对电磁干扰程度进行二次判定;
[0071] 其中,所述预设第一幅度条件为,输出电压波形的波动幅度小于等于预设第一波动幅度;所述预设第二幅度条件为,输出电压波形的波动幅度大于预设第一波动幅度且小于等于预设第二波动幅度;所述预设第三幅度条件为,输出电压波形的波动幅度大于预设第二波动幅度;所述预设第一波动幅度小于所述预设第二波动幅度。
[0072] 具体而言,输出电压波形的波动幅度记为F,预设第一波动幅度记为F1,预设第二波动幅度记为F2,输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值记为△F,设定△F=F‑F1。
[0073] 请继续参阅图1所示,所述控制单元根据输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值确定针对脉宽调制器频率的两种调节方法,其中,
[0074] 第一种频率调节方法为,所述控制单元在预设第一差值条件下使用预设第一频率调节系数将脉宽调制器频率调节至第一频率;
[0075] 第二种频率调节方法为,所述控制单元在预设第二差值条件下使用预设第二频率调节系数将脉宽调制器频率调节至第二频率;
[0076] 其中,所述预设第一差值条件为,输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值小于等于预设波动幅度差值;所述预设第二差值条件为,输出电压波形的波动幅度与预设第一波动幅度的差值大于预设波动幅度差值;所述预设第一频率调节系数小于所述预设第二频率调节系数。
[0077] 具体而言,预设波动幅度差值记为△F0,预设第一频率调节系数记为α1,预设第二频率调节系数记为α2,其中,1<α1<α2,脉宽调制器频率记为H,调节后的脉宽调制器频率记为H’,设定H’=H×αi,其中,αi为预设第i频率调节系数,i=1,2。
[0078] 本发明所述智能控制系统通过设置预设第一幅度条件、预设第二幅度条件以及预设第三幅度条件,所述控制单元对输出电压的稳定性进行判定,输出电压波形的波动幅度过大表明电压稳定性差,并在预设第二幅度条件下通过设置预设第一差值条件、预设第二差值条件、预设第一频率调节系数以及预设第二频率调节系数,所述控制单元对脉宽调制器频率进行调节,通过增大脉宽调制器频率改善输出电压波形的带宽,提高输出电压稳定性,进一步提高了稳压器的运行效率和运行稳定性。
[0079] 请继续参阅图1和图2所示,所述控制单元在预设第三幅度条件下根据频率偏移量确定电磁干扰程度是否超出允许范围的三种二次判定方法,其中,
[0080] 第一种二次判定方法为,所述控制单元在预设第一偏移量条件下判定电磁干扰程度在允许范围内;
[0081] 第二种二次判定方法为,所述控制单元在预设第二偏移量条件下判定电磁干扰程度超出允许范围,通过计算频率偏移量与预设频率偏移量的差值将外接反馈电阻调节至对应电阻值;
[0082] 第三种二次判定方法为,所述控制单元在预设第三偏移量条件下判定电磁干扰程度超出允许范围,初步判定电路负荷超出允许范围,根据实时温度对电路负荷进行二次判定;
[0083] 其中,所述预设第一偏移量条件为,频率偏移量小于等于预设第一频率偏移量;所述预设第二偏移量条件为,频率偏移量大于预设第一频率偏移量且小于等于预设第二频率偏移量;所述预设第三偏移量条件为,频率偏移量大于预设第二频率偏移量;所述预设第一频率偏移量小于所述预设第二频率偏移量。
[0084] 具体而言,频率偏移量记为P,预设第一频率偏移量记为P1,预设第二频率偏移量记为P2,频率偏移量与预设第一频率偏移量的差值记为△P,设定△P=P‑P1。
[0085] 请继续参阅图1所示,所述控制单元在预设第一偏移条件下根据频率偏移量与预设频率偏移量的差值确定针对外接反馈电阻值的两类调节方法,其中,
[0086] 第一种电阻调节方法为,所述控制单元在预设第一偏移量差值条件下使用预设第二电阻调节系数将外接反馈电阻值调节至第一电阻值;
[0087] 第二种电阻调节方法为,所述控制单元在预设第二偏移量差值条件下使用预设第一电阻调节系数将外接反馈电阻值调节至第二电阻值;
[0088] 其中,所述预设第一偏移量差值条件为,频率偏移量与预设频率偏移量的差值小于等于预设偏移量差值;所述预设第二偏移量差值条件为,频率偏移量与预设频率偏移量的差值大于预设偏移量差值;所述预设第一电阻调节系数小于所述预设第二电阻调节系数。
[0089] 具体而言,预设偏移量差值记为△P0,预设第一电阻调节系数记为β1,预设第二电阻调节系数记为β2,其中,0<β1<β2<1,外接反馈电阻值记为R,调节后的外接反馈电阻值记为R’,设定R’=P×βj,其中,βj为预设第j电阻调节系数,j=1,2。
[0090] 本发明所述智能控制系统在预设第三幅度条件下通过设置预设第一偏移量条件、预设第二偏移量条件以及预设第三偏移量条件,所述控制单元对电磁干扰程度进行二次判定,由于线路中的电磁干扰会导致稳压器运行中电流频率发生偏移进而导致稳压器稳定性下降,通过设置预设第一偏移量差值条件、预设第二偏移量差值条件、预设第一电阻调节系数以及预设第二电阻调节系数,所述控制单元对外接反馈电阻进行调节,通过减小外接反馈电阻值进而减小感应电流的影响,进一步提高了稳压器的运行效率和运行稳定性。
[0091] 请继续参阅图1所示,所述控制单元在预设第三偏移量条件下根据实时温度确定电路负荷是否在允许范围内的两种二次判定方法,其中,
[0092] 第一种负荷二次判定方法为,所述控制单元在预设第一温度条件下判定电路负荷在允许范围内;
[0093] 第二种负荷二次判定方法为,所述控制单元在预设第二温度条件下判定电路负荷超出允许范围,通过计算实时温度与预设温度的差值对散热器的散热面积进行调节;
[0094] 其中,所述预设第一温度条件为,实时温度小于等于预设温度;所述预设第二温度条件为,实时温度大于预设温度。
[0095] 具体而言,实时温度记为T,预设温度记为T0,实时温度与预设温度的差值记为△T,设定△T=T‑T0。
[0096] 请继续参阅图1所示,所述实时温度的计算公式为:
[0097]
[0098] 其中,T为实时温度,VT为输出电压值,d为电压温度转换系数。
[0099] 请继续参阅图1和图2所示,所述控制单元在预设第二温度条件下根据实时温度与预设温度的差值确定针对散热器的散热面积的两种调节方法,其中,
[0100] 第一种面积调节方法为,所述控制单元在预设第一温度差值条件下使用预设第一面积调节系数将散热器的散热面积调节至第一面积;
[0101] 第二种面积调节方法为,所述控制单元在预设第二温度差值条件下使用预设第二面积调节系数将散热器的散热面积调节至第二面积;
[0102] 其中,所述预设第一温度差值条件为,实时温度与预设温度的差值小于等于预设温度差值;所述预设第二温度差值条件为,实时温度与预设温度的差值大于预设温度差值;所述第一面积调节系数小于所述第二面积调节系数。
[0103] 具体而言,预设温度差值记为△T0,预设第一面积调节系数记为δ1,预设第二面积调节系数记为δ2,其中,0<δ1<δ2<1,散热器的散热面积记为S,调节后的散热器的散热面积记为S’,设定S’=S×(1+δg),其中,δg为预设第g面积调节系数,g=1,2。
[0104] 本发明所述智能控制系统通过设置预设第一温度条件和预设第二温度条件,所述控制单元对电路负荷是否在允许范围内进行判定,由于温度升高导致电路负荷增大进而导致稳压器有效性降低,通过设置预设第一温度差值条件、预设第二温度差值条件、预设第一面积调节系数以及预设第二面积调节系数,所述控制单元对散热器的散热面积进行调节,通过增大散热器散热面积减小温度升高速率,进一步提高了稳压器的运行效率和运行稳定性。
[0105] 请继续参阅图1和图2所示,所述控制单元在完成对于频率的初次调节时根据电功率的损耗量确定转换效率是否在允许范围内的两种判定方法,其中,
[0106] 第一种效率判定方法为,所述控制单元在预设第一损耗量条件下判定转换效率在允许范围内;
[0107] 第二种效率判定方法为,所述控制单元在预设第二损耗量条件下判定转换效率低于允许范围,通过计算电功率的损耗量与预设损耗量的差值对脉宽调制器频率进行二次调节;
[0108] 其中,所述预设第一损耗量条件为,电功率的损耗量小于等于预设损耗量;所述预设第二损耗量条件为,电功率的损耗量大于预设损耗量。
[0109] 具体而言,电功率的损耗量记为L,预设损耗量记为L0,电功率的损耗量与预设损耗量的差值记为△L,设定△L=L‑L0。
[0110] 请继续参阅图1所示,所述控制单元在预设第二损耗量条件下根据电功率的损耗量与预设损耗量的差值确定针对脉宽调制器频率的两类二次调节方法,其中,
[0111] 第一种频率二次调节方法为,所述控制单元在预设第一损耗量差值条件下使用预设第三频率调节系数将脉宽调制器频率二次调节至第三频率;
[0112] 第二种频率二次调节方法为,所述控制单元在预设第二损耗量差值条件下使用预设第四频率调节系数将脉宽调制器频率二次调节至第四频率;
[0113] 其中,所述预设第一损耗量差值条件为,电功率的损耗量与预设损耗量的差值小于等于预设损耗量差值;所述预设第二损耗量差值条件为,电功率的损耗量与预设损耗量的差值大于预设损耗量差值;所述预设第三频率调节系数小于所述预设第四频率调节系数。
[0114] 具体而言,预设损耗量差值记为△L0,预设第三频率调节系数记为α3,预设第四频率调节系数记为α4,其中,0<α3<α4<1,二次调节后的脉宽调制器频率记为H”,设定H”=H’×(1‑αk),其中,αk为预设第k频率调节系数,k=3,4。
[0115] 本发明所述智能控制系统通过设置预设第一损耗量条件和预设第二损耗量条件,所述控制单元对转换效率是否在允许范围内进行判定,损耗量过大表明稳压器有效性下降,通过设置预设第一损耗量差值条件、预设第二损耗量差值条件、预设第三频率调节系数以及预设第四频率调节系数,所述控制单元对脉宽调制器频率进行二次调节,通过降低脉宽调制器频率提高电压转换效率,进一步提高了稳压器的运行效率和运行稳定性。
[0116] 实施例1
[0117] 本实施例1预设温度差值记为△T0,预设第一面积调节系数记为δ1,预设第二面积调节系数记为δ2,其中,0<δ1<δ2<1,散热器的散热面积记为S,其中,△T0=5℃,δ1=0.2,δ2=0.4,S=5cm2,
[0118] 本实施例求得△T=4℃,所述控制单元判定△T≤△T0并使用δ1对散热器的散热面积进行调节,调节后的散热器的散热面积记为S’=5cm2×(1+0.2)=6cm2。
[0119] 本实施例智能控制系统在测得△T后控制单元判定使用δ1对散热器的散热面积进行调节,通过增大散热器的散热面积减低电路温度提高了稳压器的运行效率和运行稳定性。
[0120] 至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
[0121] 以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。