[发明专利]一种提升程控直流电源输出响应速度的下编程控制环路

说明书

本发明公开了一种提升程控直流电源输出响应速度的下编程控制环路。数据采集与处理电路、ADC变换电路、CPU系统、DAC变换电路及下编程电路组成的下编程控制环路，程控直流电源负端增加负偏置电压源，下编程电路连接于程控直流电源正端和偏置电压源负端之间。本发明带有CPU系统与数据采集与处理电路，能实时监控输出电压、电流和相应的下编程电流，采用并联负反馈控制电路，实现对下编程电路的控制，由于电路中始终能保持下编程电流恒定，使得程控直流电源的输出电压能快速下降到0V，并在电压接近0V时保持性能，从而提升程控直流电源的输出响应速度和性能。

技术领域

本发明涉及程控直流电源领域，尤其是一种提升程控直流电源输出响应速度的下编程控制环路。

背景技术

程控直流电源在轻载或空载条件下，电源输出电容器会缓慢地放电。如果将程控直流电源作为静态电压源，是完全没有问题的，但是当进行快速变化电压下的测试时，缓慢的放电速度就等于缓慢的响应速度和性能。这无疑会给程控直流电源的响应速度和性能带来极为不利的影响。本发明涉及一种程控直流电源下编程电路，具有可编程下编程电流的能力，对电源输出电容器进行快速程控放电，使得程控直流电源的输出电压能快速下降到0V，从而极大地提升程控直流电源的输出响应速度和性能。

目前，常规的下编程电路原理图如图1所示，MOSFET功率管V1跨接在输出端上。当输出电压高于编程值时，下编程控制信号DP-CONTRL控制运算放大器N1输出高电平，MOSFET功率管V1就被激活导通而给输出等效电容器C1放电，MOSFET功率管V1的下编程电流范围从电源额定输出电流的10％到20％。当输出电压较低时，低压(VL)时的最大负载被限制为MOSFET功率管的导通电阻R_DS加上串联的检测电阻R1，其最大下编程电流被限制为：VL/(R_DS+R1)，同时，MOSFET功率管处于深度饱和状态，动态调整能力显著降低。因此下编程电流在接近0V时性能会明显下降，无法实现快速大电流下编程控制。

采用常规的下编程电路虽然可提升程控直流电源的输出响应速度和性能，电路简单、容易实现，但下编程电流在低压输出特别是在接近0V时性能会明显下降，下编程电流能力大为降低，影响程控直流电源在输出电压变化时的输出响应速度和性能。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种改进的下编程电流电路，实现零电压条件下快速大电流下编程控制，有效提高低电压输出时的快速动态调整能力，从而实现全电压变化范围下的响应速度和性能。

为了达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种提升程控直流电源输出响应速度的下编程控制环路，包括数据采集与处理电路、ADC变换电路、CPU系统、DAC变换电路及下编程电路，所述数据采集与处理电路、ADC变换电路、CPU系统、DAC变换电路及下编程电路组成的下编程控制环路，所述程控直流电源负端增加负偏置电压源，下编程电路连接于程控直流电源正端和偏置电压源负端之间；

所述数据采集与处理电路实时采集程控直流电源的输出电压、输出电流及下编程电流，采集到的信号通过ADC变换电路进行A/D转换，再送入CPU系统进行处理并输出控制信号，控制信号通过DAC变换电路进行D/A转换后送到下编程电路，进而控制下编程电路，使得程控直流电源的输出电压能快速下降到0V，并在电压接近0V时保持性能，从而提升程控直流电源的输出响应速度和性能。

优选地，所述下编程电路包括集成运算放大器及功率管，集成运算放大器的同相输入端输入下编程控制电压，集成运算放大器的输出端连接功率管的基极，功率管的发射极连接偏置电压源负端，功率管的集电极连接集成运算放大器的反相输入端形成反馈支路，同时功率管的集电极连接下编程电流检测电阻，下编程电流检测电阻通过电流输出检测电阻连接程控直流电源正端，程控直流电源两端并联有等效输出电容；