[发明专利]基于多参数物理模型的三相程控功率源过热保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多参数物理模型的三相程控功率源过热保护方法，属于电源装置技术领域。

背景技术

程控功率源是将计算机或单片机作为功率源系统的控制和数据运算处理部件，使功率源系统按照预先编制好的程序和数据，自动输出相应的电压和电流，并使其稳定在给定数值上的一种电源装置，与一般常规电源相比，程控功率源具有标准化、系列化、智能化高可靠性、高性能等特点，.程控功率源是一种智能化电源，它能根据不同环境的需要为其他设备提供合乎规格的能源，不仅广泛应用于自动测试系统中，而且可以作为一种通用的动力源，在工业生产和实验研究等领域中起着重要的作用。

目前，市面上的三相程控功率源的工作原理一般为基于升流器的原理，但这类的三相程控功率源的输出信号单一，负载能力相对较小，应用场合具有一定的局限性。而基于功率放大器实现功率放大的三相程控功率源则很好的解决了上述问题，且转换速度更快，适合对功率源要求较高的场合，但功率放大器在工作工程中会产生较大的耗散功率，虽可以采取相应的散热设计，如加装散热片和风扇进行散热，但效果比较有限，长期运行依然有可能会造成功率放大器的损坏，甚至造成其他设备的损坏。而且，若只是一味采用加装散热片和风扇的方式进行散热要使散热效果更明显需要增加散热片的面积、风扇的风力以及散热空间，这必然会增大三相程控功率源的体积和成本，若采用加装温度传感器监测功率源的实时温度进行过热保护，需对每个功率放大器配置一个温度传感器，不仅实现复杂，增加了整个设备的成本而且对温度传感器的耐热要求较高，温度传感器一旦发生故障就无法正确保护，可靠性较低。同时，实际工况比较复杂，误操作时有发生，这些都会对这类的三相程控放大器的正常稳定运行产生较大的影响。

因此需要一个完整简便的针对功率放大器的过热保护策略，以保证三相程控功率源的使用寿命和性能，是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服对基于功率放大器实现功率放大的三相程控功率，没有有效的过热保护的问题。本发明的基于多参数物理模型的三相程控功率源过热保护方法，建立过热保护控制策略，实现针对功率放大器有效的过热保护，实现对三相程控功率源内的功率放大器实时有效快速全面的保护，延长设备的使用寿命，提高其工作性能，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于多参数物理模型的三相程控功率源过热保护方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(1)，检测三相程控功率源输出的电流值、电压值，并通过温度传感单元监测三相程控功率源运行时的环境温度；

步骤(2)根据三相程控功率源的输出电流、输出电压、运行时间建立电流源用功率放大器的发热模型、电压源用功率放大器的发热模型、电流源用功率放大器的热量传输模型、电压源用功率放大器的热量传输模型，

所述电流源用功率放大器的发热模型为根据输出电流计算电流源用功率放大器的耗散功率；

所述电压源用功率放大器的发热模型为根据输出电压计算电压源用功率放大器的耗散功率；

所述电流源用功率放大器的热量传输模型为计算电流源用功率放大器的实时温度；

所述电压源用功率放大器的热量传输模型为计算电压源用功率放大器的实时温度；

步骤(3)，根据步骤(2)建立的四组模型，建立过热保护策略，对三相程控功率源的各相进行独立的过热判断、动作和保护。

前述的基于多参数物理模型的三相程控功率源过热保护方法，其特征在于：所述电流源用功率放大器的发热模型为，

P₁＝I₁·(V₁-R₁I₁-R₂I₁)＝I₁V₁-(R₁+R₂)I₁²

其中，P₁为电流用功率放大器的耗散功率、I₁为电流源的输出电流、V₁为电流源用功率放大器的工作电压、R₁为其取样电阻；

所述电压源用功率放大器的发热模型为，

其中，P₂为电压源用功率放大器的耗散功率、V₂为电压源的输出电压、V₃为电压源用功率放大器的工作电压、R₃为电压源所接负载；