專利名稱：振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體涉及振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域的一種振動(dòng)臺(tái)功放的自動(dòng)均流方法及裝置。
背景技術(shù)：
在振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域中，由于大功率負(fù)載的需要，對(duì)振動(dòng)臺(tái)功放輸出電流的要求 也越來(lái)越大，但受構(gòu)成振動(dòng)臺(tái)功放模塊的半導(dǎo)體功率器件，磁性材料等自身性能的影響，單 個(gè)功放模塊的輸出參數(shù)(如電壓、電流、功率)往往不能滿足要求。這種情況下一般采用多 個(gè)功放模塊并聯(lián)供電，這樣不但可以提供所需電流，而且還可以形成N+m冗余結(jié)構(gòu)，提高了 系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可謂一舉兩得。但是，在功放模塊并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，由于各個(gè)功放模塊外特性的 不一致，使其輸出的電流不可能完全一樣，導(dǎo)致有些模塊負(fù)荷過重，有些模塊過輕。這將使 系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，而且功放模塊自身的壽命也會(huì)大大縮短。因此，使各并聯(lián)功放模塊的輸 出電流平均分配，是提高并聯(lián)功放系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)必須解決的問題。傳統(tǒng)的方法是調(diào)試 人員尋找外特性相近的功放模塊并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)均流，但這種均流方式既會(huì)增加調(diào)試人員的施 工量，且無(wú)法達(dá)到理想的均流效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種易于施行、且均流效果良好的振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流方 法及裝置，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
—種振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流方法，其特征在于，該方法為
(1)在一控制儀單元和一功放單元之間設(shè)置一數(shù)字調(diào)制模塊； (2)在功放單元中設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)電流采樣電路，分別用以檢測(cè)功放單元中并聯(lián)設(shè)置 的各功放模塊輸出的支路電流，并將檢測(cè)到的支路電流信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后反饋給相應(yīng)的功 放模塊； (3)功放單元將輸出的總電流信號(hào)反饋至數(shù)字調(diào)節(jié)模塊，數(shù)字調(diào)制模塊在獲得總 電流信號(hào)后，先進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，后根據(jù)功放模塊的數(shù)量求得均值電流信號(hào)，同時(shí)，數(shù)字調(diào)制 模塊接收控制儀單元的輸出信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行P麗數(shù)字調(diào)制，而后將P麗數(shù)字調(diào)制后的信號(hào) 和均值電流信號(hào)發(fā)送給各功放模塊； (4)各功放模塊接收P麗數(shù)字調(diào)制后的信號(hào)和均值電流信號(hào)，并將均值電流信號(hào) 和支路電流信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)整各功放模塊P麗波形的輸出，整個(gè)調(diào)整P麗波形的過程 在功放模塊中的FPGA內(nèi)完成。 進(jìn)一步的講，上述步驟(2)中，各電流采樣電路檢測(cè)到的輸出電流信號(hào)是經(jīng)A/D轉(zhuǎn) 換后反饋給對(duì)應(yīng)的功放模塊的。 上述步驟(3)中，數(shù)字調(diào)節(jié)模塊在獲得總電流信號(hào)后，先對(duì)其進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，而后 再除以功放模塊的數(shù)目求得均值電流信號(hào)。 上述步驟(3)中，數(shù)字調(diào)節(jié)模塊根據(jù)總電流信號(hào)求得均值電流信號(hào)以及對(duì)接收到的控制儀單元輸出信號(hào)進(jìn)行P麗數(shù)字調(diào)制的過程是在其內(nèi)部的DSP中進(jìn)行的。
上述步驟(4)具體為 a.各功放模塊對(duì)接收到的均值電流信號(hào)和支路電流信號(hào)作差，求得一電流差值， 用該電流差值除以需要調(diào)整的單位電流值X得到一個(gè)數(shù)值Y，其中，X可根據(jù)X = V/ (RN)來(lái) 確定，該式中，V代表與功放單元連接的一負(fù)載設(shè)備的工作電壓，R代表負(fù)載設(shè)備的電阻，N 代表計(jì)數(shù)值，其中N由功率器件的開關(guān)頻率和數(shù)字調(diào)制模塊中DSP的定時(shí)器決定；
b.根據(jù)上述求得的數(shù)值Y，各功放模塊內(nèi)的FPGA開始調(diào)整來(lái)自數(shù)字調(diào)制模塊的 P麗波形，而后將調(diào)整好的P麗輸出至驅(qū)動(dòng)電路，用以驅(qū)動(dòng)功率器件。 —種振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流裝置，其特征在于，該裝置包括一數(shù)字調(diào)制模塊，該數(shù)字 調(diào)制模塊兩端分別與一控制儀單元和一功放單元輸入端連接，該功放單元包括復(fù)數(shù)個(gè)并聯(lián) 設(shè)置的功放模塊和與各功放模塊分別對(duì)應(yīng)連接的復(fù)數(shù)個(gè)電流采樣電路，且各電流采樣電路 和與之相應(yīng)的功放模塊之間還設(shè)置支路電流反饋回路，功放單元的輸出端通過一總電流反 饋回路與數(shù)字調(diào)制模塊連接。 具體而言，所述的支路電流反饋回路上設(shè)置可對(duì)各電流采樣電路采樣的電流信號(hào) 進(jìn)行轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換模塊。 所述功放單元的輸出端與一振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體連接，該振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體通過總電流反饋回路 與數(shù)字調(diào)制模塊連接。 所述數(shù)字調(diào)制模塊通過通訊總線與功放單元中的各功放模塊分別連接。 本發(fā)明提供的振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流技術(shù)，僅需對(duì)現(xiàn)有振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行小幅度的
調(diào)整，即可大幅降低調(diào)試人員的施工難度，并能穩(wěn)定精確的實(shí)現(xiàn)功放單元中功放模塊之間
的均流。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中各標(biāo)記及其指示的部件分別為1數(shù)字調(diào)制模塊、2總電流反饋回路、3通訊總
線、4功放模塊、5電流采樣電路、6支路電流反饋回路、7P麗輸出信號(hào)、8振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體、9控制單元。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，該振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流裝置包括一數(shù)字調(diào)制模塊1，該數(shù)字調(diào)制模塊 1輸入端與一控制儀單元9連接，其輸出端通過通訊總線3與一功放單元的輸入端連接，該 功放單元包括若干并聯(lián)設(shè)置的功放模塊4和與各功放模塊4分別對(duì)應(yīng)連接的復(fù)數(shù)個(gè)電流采 樣電路5，且各電流采樣電路和與之相應(yīng)的功放模塊之間還設(shè)置支路電流反饋回路6，功放 單元的輸出端與一振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體連接，該振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體8通過一總電流反饋回路2與數(shù)字調(diào)制 模塊1連接。 該振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流裝置的工作過程為 (1)功放單元將輸出的總電流信號(hào)反饋至數(shù)字調(diào)節(jié)模塊，數(shù)字調(diào)制模塊以其內(nèi)部 的DSP為核心對(duì)接收到的總電流信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，再除以功放模塊的數(shù)目，得出均值電流信號(hào)，同時(shí)對(duì)接收到的控制儀單元9的輸出信號(hào)進(jìn)行P麗數(shù)字調(diào)制，并將P麗數(shù)字調(diào)制后的 信號(hào)和均值信號(hào)分別發(fā)送給各功放模塊； (2)各電流采樣電路分別檢測(cè)功放單元中并聯(lián)設(shè)置的各功放模塊輸出的支路電 流，并將檢測(cè)到的支路電流信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后反饋給相應(yīng)的功放模塊； (3)各功放模塊對(duì)接收到的均值電流信號(hào)和支路電流信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)整各 功放模塊P麗波形的輸出，整個(gè)調(diào)整的過程在各功放模塊內(nèi)的FPGA內(nèi)執(zhí)行。
需要進(jìn)一步說(shuō)明的是，上述步驟(3)的具體過程為 (1)根據(jù)X二V/(RN)來(lái)確定需要調(diào)整的單位電流值，其中X代表單位電流值，V代 表振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體的工作電壓(該值可從功放模塊內(nèi)獲得)，R代表振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體的電阻，N代表 計(jì)數(shù)值，N由功率器件的開關(guān)頻率和數(shù)字調(diào)制模塊1中DSP的定時(shí)器決定；
(2)各功放模塊4對(duì)對(duì)接收到的均值電流信號(hào)和支路電流信號(hào)作差，求得電流差 值，用該電流差值除以X得到一個(gè)數(shù)值Y ; (3)根據(jù)上述求得的Y，各功放模塊4開始調(diào)整來(lái)自數(shù)字調(diào)制模塊1的P麗波形， 調(diào)整后輸出調(diào)整好的P麗輸出信號(hào)7給驅(qū)動(dòng)電路用以驅(qū)動(dòng)功率器件。 現(xiàn)舉例說(shuō)明假設(shè)V為50V， R為1歐，功率器件工作的開關(guān)頻率為25KHz，則數(shù)字 調(diào)制模塊1中DSP的定時(shí)器計(jì)滿40 ii S時(shí)的值為N，這里假設(shè)N為100。根據(jù)X = V/ (RN) 得X為0. 5A，假設(shè)支路電流與均值電流相差3. 3A，則Y為6，若此時(shí)支路電流是大于均值電 流，則調(diào)整P麗時(shí)在其上升沿延時(shí)6個(gè)點(diǎn)的時(shí)間；若此時(shí)支路電流是小于均值電流，則調(diào)整 P麗時(shí)在其下降沿延時(shí)6個(gè)點(diǎn)的時(shí)間。
權(quán)利要求
一種振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流方法，其特征在于，該方法為(1)在一控制單元和一功放單元之間設(shè)置一數(shù)字調(diào)制模塊；(2)在功放單元中設(shè)置復(fù)數(shù)個(gè)電流采樣電路，分別用以檢測(cè)功放單元中并聯(lián)設(shè)置的各功放模塊輸出的支路電流，并將檢測(cè)到的支路電流信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后反饋給相應(yīng)的功放模塊；(3)功放單元將輸出的總電流信號(hào)反饋至數(shù)字調(diào)節(jié)模塊，數(shù)字調(diào)制模塊在獲得總電流信號(hào)后，先對(duì)其進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，根據(jù)功放模塊的數(shù)量求得均值電流信號(hào)，同時(shí)，數(shù)字調(diào)制模塊接收控制單元的輸出信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行PWM數(shù)字調(diào)制，而后將PWM數(shù)字調(diào)制后的信號(hào)和均值電流信號(hào)發(fā)送給各功放模塊；(4)各功放模塊接收PWM數(shù)字調(diào)制后的信號(hào)和均值電流信號(hào)，并將均值電流信號(hào)和支路電流信號(hào)進(jìn)行比較，從而調(diào)整各功放模塊PWM波形的輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流方法，其特征在于，步驟(2)中，各電流 采樣電路檢測(cè)到的輸出電流信號(hào)是經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后反饋給對(duì)應(yīng)的功放模塊的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流方法，其特征在于，步驟(3)中，數(shù)字調(diào) 節(jié)模塊在獲得總電流信號(hào)后，先對(duì)其進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，而后再除以功放模塊的數(shù)目，求得均值 電流信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流方法，其特征在于，步驟(3)中，求均值 電流信號(hào)的過程以及對(duì)來(lái)自控制單元的信號(hào)進(jìn)行P麗數(shù)字調(diào)制的過程均是在數(shù)字調(diào)節(jié)模 塊內(nèi)部的DSP中進(jìn)行的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流方法，其特征在于，步驟(4)具體為a. 各功放模塊對(duì)接收到的均值電流信號(hào)和支路電流信號(hào)作差，求得一電流差值，用該 電流差值除以需要調(diào)整的單位電流值X得到一個(gè)數(shù)值Y，其中，X可根據(jù)X二V/(RN)來(lái)確 定，該式中，V代表與功放單元連接的一負(fù)載設(shè)備的工作電壓，R代表負(fù)載設(shè)備的電阻，N代 表計(jì)數(shù)值，其中N由功率器件的開關(guān)頻率和數(shù)字調(diào)制模塊中DSP的定時(shí)器決定；b. 根據(jù)上述求得的數(shù)值Y，各功放模塊內(nèi)的FPGA開始調(diào)整來(lái)自數(shù)字調(diào)制模塊的P麗波 形，而后將調(diào)整好的P麗輸出至驅(qū)動(dòng)電路，用以驅(qū)動(dòng)功率器件。
6. —種振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流裝置，其特征在于，該裝置包括一數(shù)字調(diào)制模塊，該數(shù)字調(diào) 制模塊兩端分別與一控制單元和一功放單元輸入端連接，該功放單元包括復(fù)數(shù)個(gè)并聯(lián)設(shè)置 的功放模塊和與各功放模塊分別對(duì)應(yīng)連接的復(fù)數(shù)個(gè)電流采樣電路，且各電流采樣電路和與 之相應(yīng)的功放模塊之間還設(shè)置支路電流反饋回路，功放單元的輸出端通過一總電流反饋回 路與數(shù)字調(diào)制模塊連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流裝置，其特征在于，所述的支路電流反 饋回路上設(shè)置可對(duì)各電流采樣電路采樣的電流信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換模塊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流裝置，其特征在于，所述功放單元的輸 出端與一振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體連接，該振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體通過總電流反饋回路與數(shù)字調(diào)制模塊連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流裝置，其特征在于，所述數(shù)字調(diào)制模塊 通過通訊總線與功放單元中的各功放模塊分別連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)臺(tái)功放自動(dòng)均流方法及裝置。其技術(shù)方案為在控制儀單元和功放單元之間設(shè)置數(shù)字調(diào)制模塊；在功放單元中設(shè)置若干電流采樣電路，分別用以檢測(cè)功放單元中各功放模塊輸出的支路電流，并將支路電流信號(hào)反饋給相應(yīng)功放模塊；功放單元將輸出的總電流信號(hào)反饋至數(shù)字調(diào)節(jié)模塊，數(shù)字調(diào)制模塊藉其求得均值電流信號(hào)，同時(shí)數(shù)字調(diào)制模塊接收并對(duì)控制儀單元的輸出信號(hào)進(jìn)行PWM數(shù)字調(diào)制，其后將PWM數(shù)字調(diào)制后的信號(hào)和均值電流信號(hào)發(fā)送給各功放模塊；各功放模塊將均值電流信號(hào)和支路電流信號(hào)進(jìn)行比較，調(diào)整各功放模塊PWM波形輸出。本發(fā)明方法簡(jiǎn)便，裝置簡(jiǎn)單，可大幅降低調(diào)試施工難度，并穩(wěn)定精確的實(shí)現(xiàn)功放單元中各功放模塊之間的均流。
文檔編號(hào)G01M7/02GK101750199SQ200910217159
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉文雷, 王宇, 陳俊 申請(qǐng)人:蘇州東菱振動(dòng)試驗(yàn)儀器有限公司