改變外部并聯(lián)電源的輸入電流來調(diào)整對目標(biāo)電源的等效阻抗的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種調(diào)整物理負(fù)載化對目標(biāo)電源X的等效電阻值化(X)的方法。引 入外部等效調(diào)整電源y的電流矢量^流入負(fù)載共同化，來實(shí)現(xiàn)物理阻抗化對目標(biāo)電源X的 等效視在阻抗值的調(diào)節(jié)。屬于電子工程、電力電子、能源應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 可調(diào)電阻一般都采用直接改變電阻器件的物理電阻值的方法來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，無論是 基于電流路徑長度還是半導(dǎo)體電阻特性的條件方法，都離不開送一基礎(chǔ)。
[0003] 機(jī)械調(diào)整的電位器不容易實(shí)現(xiàn)電控調(diào)整，需要復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來輔助實(shí)現(xiàn)，精度 和可靠性較差；其它利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體特殊屬性的類似磁敏、光敏、熱敏、壓敏電阻等也需 要外部輔助電路或設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)電控可調(diào)，但發(fā)熱、功耗、精度、響應(yīng)時(shí)間及可靠性等方面 仍然不夠理想，并不能完全滿足所有電力電子應(yīng)用的要求。
[0004] 電子負(fù)載也是一種電控可調(diào)的方式，它通過調(diào)整開關(guān)管閉合、關(guān)斷的占空比，利用 M0S管等開關(guān)器件的損耗來等效調(diào)整阻值，其效果雖然比較好，但是需要較復(fù)雜的電路，成 本、體積等限制了它的應(yīng)用范圍，而且M0S管壓降幅度有限，需要大幅度調(diào)整時(shí)必須配合多 個(gè)M0S管的串聯(lián)或并聯(lián)，在某些應(yīng)用中不滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 并聯(lián)電源中的電源單體對共用的物理負(fù)載化所感覺到的等效負(fù)載化(X)可能是 不同的，根據(jù)并聯(lián)電源的不同電參數(shù)，等效的RL(x)阻值也不同。我們可W借助送一效應(yīng)來 實(shí)現(xiàn)對其中某一些電源所感受到的等效電阻值的調(diào)節(jié)。
[0006] 根據(jù)上述效應(yīng)，我們發(fā)明了一種引入外部并聯(lián)電源的電流矢量輸入共同物理 負(fù)載來調(diào)節(jié)對目標(biāo)電源X的等效阻抗值的方法，便于電控調(diào)節(jié)，精度較高，結(jié)構(gòu)簡單，可靠 性高。通過在物理負(fù)載化兩端并聯(lián)一個(gè)外部電源回路，引入并控制其它某個(gè)或多個(gè)外部電 源的電流，來實(shí)現(xiàn)對原本回路中目標(biāo)電源X所感受到的負(fù)載等效阻抗值化(X)大小的調(diào)節(jié)。
[0007] 其特征是目標(biāo)電源X的回路中至少有一部分物理阻抗值為化的負(fù)載，與另一個(gè)等 效的外部調(diào)整電源y或另外Μ個(gè)外部調(diào)整電源yl，y2. ..yM,【M〉l，取正整數(shù)】的回路中的 某一部分重合共用，等同于多個(gè)電源同時(shí)并聯(lián)連接在負(fù)載RL的兩端，對于有Μ個(gè)外部調(diào)整 電源的情況，我們可W把Μ個(gè)電源看做一個(gè)總電流為Μ個(gè)外部調(diào)整電源電流之和的等效外 部調(diào)整電源Υ【為了方便后續(xù)說明，W后的外部調(diào)整電源都用等效的Υ來表示】。
[0008] 目標(biāo)電源X和外部等效調(diào)整電源Υ的角色可W互換，Υ也可能被配置為目標(biāo)電源， 對應(yīng)X也可W配置為Υ的外部調(diào)整電源。
[0009] 任意一個(gè)目標(biāo)電源X和任意一個(gè)外部調(diào)整電源ym除了并聯(lián)之后共用的電流通路 存在負(fù)載化之外，各自單獨(dú)供電的等效電流通路上也可能存在其它的負(fù)載。
[0010] 調(diào)節(jié)任意外部調(diào)整電源ym對共同負(fù)載化的電流矢量都可W改變化對于目 標(biāo)電源X的等效阻抗化(X)的大小，化(X)在X電源所在的單獨(dú)供電的等效回路中的電壓 占比也會(huì)改變，該回路上其它阻抗的電壓占比和回路電流及電源X輸出的功率都會(huì) 改變。
[0011] 調(diào)節(jié)任意外部調(diào)整電源ym對共同負(fù)載化的電流矢量也可W改變化對于任 意另一個(gè)與之并聯(lián)的其它外部調(diào)整電源yn的等效阻抗RL(yn)的大小，同時(shí)也會(huì)改變yn所 在單獨(dú)供電的等效回路上其它阻抗的電壓占比、電流及yn電源的輸出功率。
[0012] 實(shí)際負(fù)載化可能是具備一定物理阻抗值的專用器件，也可能是一段導(dǎo)體或某種 半導(dǎo)體材質(zhì)的導(dǎo)體，具備一定的阻抗值。
[0013] 任意一個(gè)外部調(diào)整電源ym可能是獨(dú)立的電源，也可能是原本目標(biāo)電源X或其它外 部調(diào)整電源yn經(jīng)過一系列電路之后形成的等效電源。
[0014] 一種實(shí)例的特征是引入負(fù)載化的外部電流矢量的大小或方向可調(diào)，或者二者 皆可調(diào)，其中引入負(fù)載化的外部調(diào)整電流矢量胃的方向可能與原本目標(biāo)電源電流矢量g 方向相同，也可能相反。
[0015] 設(shè)目標(biāo)電源X在單獨(dú)對化供電條件下輸出的電流矢量是g，外部等效調(diào)整 電源Y單獨(dú)對化供電時(shí)的電流矢量為?Ι，電源X和Y同時(shí)供電條件下流經(jīng)化的實(shí)際 電流矢量分別是g和?Ρ，共同負(fù)載化對目標(biāo)電源X的等效阻抗值化ω滿足關(guān)系：
并且電源X和Υ的等效共同負(fù)載和各自提供的電流之間滿足反 比關(guān)系
，其中目標(biāo)電源的電流矢量3^0,當(dāng)電流矢量懸=0時(shí)，S=S， 化（X)=化；當(dāng)|| =0 時(shí)，化(Y)=化。
[0016] 設(shè)目標(biāo)電源X的電壓矢量是§^\內(nèi)阻是Rcx，回路單獨(dú)負(fù)載是Rx ;外部等效并聯(lián) 調(diào)整電路的電壓矢量是???，內(nèi)阻是RcY，回路單獨(dú)負(fù)載是RY，兩者電流都全部流經(jīng)共同負(fù) 載化，當(dāng)電源X和Y的正極電流同向流入化時(shí)，計(jì)算相關(guān)參數(shù)的方法是：
[0017] 如果預(yù)先設(shè)定一個(gè)所需達(dá)到的等效阻抗值化(X)，則所需的外部并聯(lián)調(diào)整電路的 電流矢量???馬足關(guān)系
[0018] 某些實(shí)例中并聯(lián)的共同負(fù)載化可能是由多個(gè)類似的化1，化2......RLn的串聯(lián)組 成，也可能是多個(gè)類似的化1，化2......的并聯(lián)組成。
[0019] 經(jīng)過一次計(jì)算并調(diào)節(jié)所達(dá)成的效果并不一定就滿足要求，一種實(shí)例是通過電壓、 電流、阻抗等監(jiān)控措施，掌握調(diào)節(jié)效果，并做出修正之后再次重復(fù)調(diào)節(jié)，送些流程可能多次 循環(huán)，直至調(diào)整到符合要求為止。
[0020] 本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域可能包括但不僅限于新型電子負(fù)載等測試工具，電動(dòng)汽車，電 動(dòng)自行車，電動(dòng)摩巧車，電動(dòng)Η輪車，輪船，飛機(jī)等交通工具，挖掘機(jī)，起重機(jī)等工程機(jī)械W 及儲(chǔ)電站，電池管理系統(tǒng)BMS，智能電池模組SBM，電動(dòng)工具，新能源發(fā)電應(yīng)用和電能中轉(zhuǎn)， UPS，筆記本電腦，醫(yī)療設(shè)備，機(jī)器人等。
[0021]
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本發(fā)明的基礎(chǔ)是通過引入外部電流從并聯(lián)的共同負(fù)載化流過，借助外部電流占 用一定比例的電流通道，從而改變原本目標(biāo)電源電流IX所擁有的電流通道比例，改變共同 負(fù)載化對原本電源X的等效電阻值化(X)。通過調(diào)節(jié)外部電流大小，還可W同時(shí)實(shí)現(xiàn)對目 標(biāo)電源X單獨(dú)回路中其它負(fù)載電阻Rx的端電壓、電流和功率的的調(diào)整?！緟⒓痈綀D1】 方法所依據(jù)的原理 并聯(lián)組內(nèi)各個(gè)電源所感知到的等效負(fù)載阻抗與整個(gè)并聯(lián)參數(shù)相關(guān)聯(lián)，共同負(fù)載RL對 任意一個(gè)并聯(lián)的電源的等效電阻值與并聯(lián)電池?cái)?shù)量和實(shí)際負(fù)載阻值密切相關(guān)，而且對某些 參數(shù)的改變十分敏感。
[0023] 我們無需改變實(shí)際負(fù)載化的物理阻值，卻可W通過調(diào)節(jié)某些并聯(lián)的電源所產(chǎn)生 的電流在流經(jīng)RL的總電流中的比例的方法，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)電源等效電阻值的調(diào)整。
[0024] 設(shè)目標(biāo)電源的下標(biāo)為X，其它所有并聯(lián)電源合并等效為一個(gè)外部調(diào)整電源，下標(biāo)用 Y表示，兩者產(chǎn)生的電流分別為IX和IY。在并聯(lián)到共同負(fù)載化的前提下，其電流可能會(huì)變 化為Ix'和ir，Ix'與總電流Ix' +IY'的比值與化等效變化為化X之后目標(biāo)電源回路總 電阻與原本單獨(dú)供電時(shí)的總電阻的比值相同，町
其中Rex為X 電源的物理內(nèi)阻，Rx為X電源單獨(dú)的負(fù)載阻值，化(X)是化對電源X的等效電阻。
[0025] 借助送個(gè)原理，我們發(fā)明了控制調(diào)整的方法和計(jì)算公式，應(yīng)用到等效電阻的調(diào)節(jié) 上，可W實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)電源的回路等效電阻、輸出電流、功率的精確控制。
[0026] 本發(fā)明方法的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 對于電源來說，有時(shí)需要控制輸入、輸出的電流、功率，一種重要的辦法就是調(diào)節(jié)回路 電阻值，改變電源電壓在實(shí)際目標(biāo)負(fù)載上的分壓比例來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。
[0027] 實(shí)際目標(biāo)負(fù)載Rx因?yàn)榉N種原因，阻值可能較難直接調(diào)整，我們可W在回路中等效 配置一個(gè)串接的電阻化，通過改變化的阻值，就可W實(shí)現(xiàn)上述調(diào)節(jié)的目的。
[0028] 而RL往往要求電控方式來調(diào)節(jié)，我們發(fā)明的辦法是在RL兩端并聯(lián)另一個(gè)專口用 于調(diào)整的電源回路，RL對于目標(biāo)電源和調(diào)整電源來說是共同負(fù)載，兩個(gè)電源的電流都會(huì)流 入化。
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