一种通过数字信号进行调压校准的电路及控制方法

文献发布时间：2023-06-19 18:37:28

技术领域

本发明涉及航空电力系统，属于电力系统、发电机控制领域。具体一种通过数字信号进行调压校准的电路及控制方法。

背景技术

调压校准在发电机控制器领域已使用多年，其原理是通过电位器手动微调，达成对基准参考电压的调节，进而影响输出励磁电流，达到对发电机输出电压的微调，校准调整后的电压达到要求电压后即为校准完成，此后进行涂胶固定电位器操作以防止电位器参数变化。由于电位器为可调元器件，虽然在校准完成后可进行涂胶固定操作，但由于振动、温度变化、内部应力等问题，电位器在调整完毕后的使用中仍会有轻微的参数偏移现象，使得基准参考电压也会轻微偏移，导致调压电路的稳定性较差；同时因电位器为机械式可调元件，在可靠性上相对较差，所以有失效的风险。

随着技术发展，需要提升调压电路的稳定性及可靠性，通过不使用可调电位器，采用处理器数字信号校准方式，可以完全避免机械式电位器的后期偏移及可靠性差的缺点，同时在校准操作上更加简便快捷。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过数字信号进行调压校准的电路及控制方法，来提升发电机控制器调压电路的稳定性及可靠性。

技术方案

一种通过数字信号进行调压校准的电路，包括精密稳压模块A、精密稳压模块B、处理器、隔离输出模块、二阶有源低通滤波模块及加法运算模块。通过外部输入的调压校准信号，处理器按此调压校准信号生成校准参数并存入其Flash，所述校准参数与50％占空比对应的固定参数相加后输出对应的PWM校准信号。PWM校准信号输入隔离输出模块并按精密稳压模块A的设定电压输出幅值为U1的PWM信号，经二阶有源低通滤波模块后将PWM信号转为受控DC信号U3，U3幅值由其占空比确定，与精密稳压模块B输出的U2信号经加法运算模块相加，得调压基准电压Uref。处理器通过输出的PWM校准信号即可控制调压基准电压Uref，进而可对发电机输出的电压进行校准。

进一步的，所述处理器包括DSP2812、DSP28335。

进一步的，所述隔离输出模块为光耦或磁耦。

进一步的，所述精密稳压模块A、精密稳压模块B采用TL431或TL432。

进一步的，还包括看门狗电路，所述看门狗电路对处理器进行监控。

进一步的，还包括PWM校准信号保持模块，所述PWM校准信号保持模块设置在处理器与隔离输出模块之间。

进一步的，所述电路通过数字信号进行校准。

一种通过数字信号进行调压校准的电路控制方法，其过程包括以下步骤：

1)进入发电状态，当同时按压+及-按键一段时间后，进入校准状态；

2)根据实际发电电压进行加或减操作，此时处理器内的校准参数由初始值0随之增减；

3)校准参数与50％占空比PWM信号对应的固定参数相加后生成校准后参数；

4)处理器按校准后参数输出PWM校准信号，PWM校准信号的占空比随校准参数增减；

5)PWM校准信号经过二阶有源低通滤波模块后由PWM方波信号变为受控DC信号U3，此信号随PWM信号占空比等比增减，继而励磁电流随之增减，发电电压跟随增减；

6)调整发电电压至要求值；

7)调整完成后一段时间内无操作，处理器将最后的校准参数进行数据存储处理；

进一步的，当非调压校准状态时，处理器按照FLASH中存储的校准参数与50％占空比PWM信号对应的固定参数相加后生成校准后参数，并以此为准输出PWM校准信号，输出达成校准功能。

技术效果

本发明适用于通过数字信号进行调压校准的发电机控制器，也可拓展应用在各种需要对输出的基准电平进行微调以弥补元器件误差的电路中。通过数字校准调制的方式对电压进行微调，可以达到不使用机械式电位器即可对基准电压进行调节校准的目的，可提高电路的稳定性及可靠性，不存在震动导致数值改变的情况。在校准调节方式上，数字信号校准调节只需按动机壳外部按键即可，按键具备防误触设定，可进行外场调节，同时按键操作更加简洁明了，不用对产品进行拆卸即可调节。在校准调节精度上，数字信号调压校准可以在处理器内部进行较精细的设定，达到更高的校准调节精度。除实体按键调节外，可通过远程通信达成对数字调压校准电路处理器的信号输入，可以实现远程校准。通过数字信号进行调压校准的电路及控制方法在节省校准时间的同时具有更好的可操作性及可维护性。

附图说明

图1是数字信号调压校准电路原理框图

图2是数字信号调压校准流程图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下所述仅为本发明一部分实施例，非全部实施例。基于本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种通过数字信号进行调压校准的电路的实现方法为通过对PWM校准信号进行调整，从而通过数字控制对后级调压基准电压信号产生调整效果。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1为数字信号调压校准电路原理框图，图2为数字信号调压校准流程图。

由图1所示，本发明通过此硬件原理框图实现，其中包括精密稳压模块A、精密稳压模块B、处理器、隔离输出模块、二阶有源低通滤波模块及加法运算模块。通过外部输入的调压校准信号，处理器按此信号生成校准参数并存入Flash，此参数与50％占空比PWM信号对应的固定参数相加后生成校准后参数，处理器按校准后参数输出对应占空比的PWM校准信号。此信号输入隔离输出模块并按精密稳压模块A设定的电压输出幅值为U1的PWM基准信号，经二阶有源低通滤波模块后将PWM基准信号转为受控DC信号U3，此信号幅值由其占空比确定，与精密稳压模块B输出的U2信号经加法运算模块相加，得调压基准电压Uref。则处理器通过输出的PWM校准信号即可控制调压基准电压Uref，则输出励磁电流随之改变，进而可对发电机输出的电压进行校准。

如图2所示，数字信号调压校准流程图，其中包括算法流程开始后，提取调压校准信号，若+/-键同时按压未超过规定时间，则处于正常调压状态，此时+或-按键无法调整校准参数；若+/-键同时按压超过规定时间，则进入调压校准状态。在此状态下可通过+或-调整校准参数，若规定时间内无输入，则退出调压校准模式，+或-按键无法再调整校准参数。在调压校准状态下调整后的校准参数会实时写入FLASH存储器，处理器将校准参数与50％占空比PWM信号对应的固定参数相加后生成校准后参数，处理器按校准后参数输出对应占空比的PWM校准信号。PWM校准信号输入隔离输出模块并按精密稳压模块A设定的电压输出幅值为U1的PWM基准信号，经二阶有源低通滤波模块后将PWM基准信号转为受控DC信号U3，U3幅值由PWM基准信号占空比确定，与精密稳压模块B输出的U2信号经加法运算模块相加，得调压基准电压Uref。则本电路通过对调压基准电压Uref的调整，实现对发电机励磁电流的调整，进而达成对发电电压调整校准的目的。

实施例1

通过数字信号进行调压校准的电路，包括精密稳压模块A、精密稳压模块B、处理器、隔离输出模块、二阶有源低通滤波模块及加法运算模块。通过外部输入的调压校准信号，处理器按此调压校准信号生成校准参数并存入其Flash，所述校准参数与50％占空比对应的固定参数相加后输出对应的PWM校准信号。PWM校准信号输入隔离输出模块并按精密稳压模块A的设定电压输出幅值为U1的PWM信号，经二阶有源低通滤波模块后将PWM信号转为受控DC信号U3，U3幅值由其占空比确定，与精密稳压模块B输出的U2信号经加法运算模块相加，得调压基准电压Uref。处理器通过输出的PWM校准信号即可控制调压基准电压Uref，进而可对发电机输出的电压进行校准。

所述处理器包括DSP2812、DSP28335。这两款DSP处理器使用范围广泛，且经长时间使用，已证实其可靠性与适用性，完全满足此处使用要求。所述隔离输出模块为光耦或磁耦。光隔离与磁隔离为使用最广泛的隔离方式，其适用于高电压隔离与耐干扰的条件，满足此处信号隔离要求。所述精密稳压模块A、精密稳压模块B采用TL431或TL432。这两款精密稳压芯片具有适用范围广，输出精度高的优点，满足此处使用要求。还包括看门狗电路，所述看门狗电路对处理器进行监控，一旦死机时，会发出信号使得处理器重启。还包括PWM校准信号保持模块，所述PWM校准信号保持模块设置在处理器与隔离输出模块之间，当处理器死机或重启时，PWM校准信号保持模块会按处理器异常以前的波形继续发送，保持系统稳定。通过数字调制的方式对调压基准电压进行微调，达到不使用机械式电位器即可对发电电压进行校准的目的。所述电路通过数字信号进行校准。