[發明專利]一種遠端供電電壓補償方法

有效

• 申請號: 202011008273.2
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112398338B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 李海洋;許世敏;于明偉;張斌
• 申請（專利權）人: 深圳市航天新源科技有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

1.一種遠端供電電壓補償方法，其特征在于：提供一種遠端供電電壓補償系統，包括雙向拓撲直流變換器、基于MOSFET的開關Q3、電纜線路、線路溫度采集模塊和DSP控制單元，所述雙向拓撲直流變換器的輸出端與所述基于MOSFET的開關Q3的輸入端連接，所述基于MOSFET的開關Q3的輸出端與所述電纜線路的一端連接，所述電纜線路的另一端接遠程負載，所述線路溫度采集模塊內埋在所述電纜線路的絕緣層內，所述線路溫度采集模塊的輸出端與所述DSP控制單元連接，所述DSP控制單元的輸出端與所述雙向拓撲直流變換器連接，通過所述DSP控制單元控制所述雙向拓撲直流變換器的輸出電壓，對電纜線路的阻抗壓降進行補償，所述雙向拓撲直流變換器為基于同步BUCK拓撲的雙向直流變換器，所述雙向直流變換器包括電容C1、MOSFET管Q1、MOSFET管Q2、電感L1和電容C2，所述電容C1的一端與所述MOSFET管Q1的漏極，所述電容C1的另一端接地，所述MOSFET管Q1的源極分別與所述電感L1的一端、所述MOSFET管Q2的漏極連接，所述電感L1的另一端分別與所述基于MOSFET的開關Q3的漏極、電容C2的一端、DSP控制單元的輸入端連接，所述MOSFET管Q2的源極、電容C2的另一端接地，所述DSP控制單元的輸出端分別與所述MOSFET管Q1的柵極、MOSFET管Q2的柵極連接，所述基于MOSFET的開關Q3的源極分別與所述DSP控制單元的輸入端、電纜線路的一端連接，所述DSP控制單元的輸出端與所述基于MOSFET的開關Q3的柵極連接，所述電纜線路與所述DSP控制單元的輸入端，所述DSP控制單元分別采樣電感電流IL、輸出電壓Vp、輸出電流Io、電纜線路的溫度后，經過閉環控制，輸出兩路互補導通的PWM信號分別驅動雙向直流變換器的MOSFET管Q1、MOSFET管Q2實現輸出電壓Vp的控制；

通過所述的遠端供電電壓補償系統，對電纜線路的阻抗壓降進行補償控制，包括：當遠端負載增大時，通過電纜線路上的輸出電流Io，動態調整直流電源輸出電壓參考Vref＝Vo+Io×Rwire，通過閉環控制增大輸出電壓Vp，補償電纜線路的阻抗引起的電壓降；當遠端負載減小時，通過檢測電纜線路上的輸出電流Io，動態調整直流電源輸出電壓參考Vref＝Vo+Io×Rwire，通過閉環控制降低輸出電壓Vp輸出；

當采集到線路溫度采集模塊的溫度后對線路電阻進行溫度補償，R_wire＝R₂₀+(t-20)×0.004，R₂₀為線路阻抗在20℃時的電阻，t為當前檢測的溫度值。

2.根據權利要求1所述的遠端供電電壓補償方法，其特征在于：所述線路溫度采集模塊為NTC熱敏電阻。

3.根據權利要求1所述的遠端供電電壓補償方法，其特征在于：當負載電流變小，由所述DSP控制單元根據電流及溫度采樣，對輸出電壓Vp進行補償的過程，在檢測到負載電流變化瞬間，通過閉環控制調整PWM1信號的脈寬時間，將電感電流IL進行幾個脈沖周期的反向流動，迅速抽走輸出電容C2的能量從而降低直流電源的輸出電壓Vp,從而維持負載電壓Vo的穩定。

4.根據權利要求1所述的遠端供電電壓補償方法，其特征在于：線路阻抗參數辨識根據輸入的電纜長度及截面積進行計算，或者，通過在輸出電壓Vp穩定后，在打開開關Q3，通過采樣電流響應，根據RC電路的工作特性來進行線路阻抗的計算。