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纯电阻箱恒流运行实现方法
2025-05-06 10:25:05

方案一:纯电压调整(被动模式)

  • 适用场景:电阻箱手动切换电阻,且变化频率较低。

  • 步骤

    • 当电阻箱电阻 loadRload 增大时,需快速升高 V 以维持 I 恒定。

    • 若电源电压已达上限,需触发过压保护并报警。

    • 使用运放或控制器(如PID)比较 senseVsense 与设定值 refVref(对应 set=ref/senseIset=Vref/Rsense)。

    • 调节电源电压 V,使 senserefVsenseVref,从而稳定电流。

      1. 电流采样:在负载回路串联精密采样电阻 senseRsense,测量电压 sense=×senseVsense=I×Rsense

      2. 反馈控制

      3. 动态响应

    • 优点:无需改造电阻箱,仅依赖外部电路。

    • 缺点:电压调整范围受限,效率低(线性电源时)。


    方案二:电压调整 + 主动电阻切换(协同控制)

    • 适用场景:电阻箱支持外部控制(如数字接口或继电器信号),可自动化切换电阻。

    • 步骤

      • 优先使用电压调整,仅在电压达到极限时切换电阻。

      • 粗调:当 loadRload 变化超出当前电源电压范围时,通过接触器增减电阻,使 loadRload 回到可调范围内。

      • 细调:在粗调后的电阻范围内,通过调整 V 精确控制电流。

      • 例如:若 loadRload 突然增大导致 V 需超过电源最大值,则自动增加并联电阻(或减少串联电阻)。

      • 检测电流 I 和当前总电阻 loadRload(通过 load=/Rload=V/I 计算)。

        1. 实时监测

        2. 分段控制策略

        3. 优先级逻辑

      • 优点:扩展了电流恒定范围,提高效率。

      • 缺点:需电阻箱支持外部控制,系统复杂度高。


      方案三:预编程电压-电阻映射

      • 适用场景:电阻箱的电阻切换为固定步进(如1Ω、10Ω、100Ω),且切换模式已知。

      • 步骤

        • 仍加入电流采样闭环,补偿接触器电阻、温漂等误差。

        • 当电阻箱切换至 Rn 时,通过数字信号(如GPIO或通信协议)通知电源立即输出 Vn

        1. 建立映射表:预先记录每个电阻档位 Rn 对应的所需电压 =set×Vn=Iset×Rn

        2. 联动控制

        3. 冗余校准

      • 优点:响应极快,适合高速切换场景。

      • 缺点:需电阻箱与电源间通信,且依赖预设参数。