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申请/专利权人：成都津研科技有限公司

摘要：本发明公开了一种DCDC型源测量单元，包括第一、第二FPGA控制器、可调Buck‑Boost电路、双向隔离DCDC电路、电子负载、可调双向Buck‑BoostDCDC电路，其中，第一、二控制器为整个DCDC型源测量单元的控制部分，可调Buck‑Boost电路用于调整输入双向隔离DCDC电源的电压，实现不同硬件档位电压，还可简化双向隔离DCDC电路的变压器设计，双向隔离DCDC电路用于提供后级隔离输出的正负电源，电子负载用于消耗双向隔离DCDC电源吸收的电流，可调双向Buck‑BoostDCDC电源用于实现输出电压的快速变换以及强大的输出驱动能力，可以输出电流也可以吸收电流。本发明采用DCDC型电源架构提高设备的整体效率和功率，采用双向隔离DCDC电源实现了双电源供给和功率反灌，采用可调双向Buck‑BoostDCDC电源实现高效率、高功率输出级。相比现有技术，本发明具有配置灵活、高效率和高输出功率的优点。

主权项：1.一种DCDC型源测量单元，包括上位机，用于设置输出的电压值、电流值，其特征在于，还包括：第一控制器，用于接收来自上位机输出的电压值、电流值；可调Buck-BoostDCDC电路，用于将单电源的电压VCC转换为电压VPP：第一控制器根据来自上位机的电压值，通过控制一DAC输出不同的电压来控制可调Buck-BoostDCDC电路输出不同的电压，实现电压档位变换，输出的电压VPP通过二极管送往双向隔离DCDC电路的输入端，其中，二极管的正端连接电压VPP，二极管的负端连接双向隔离DCDC电路的输入端，可调Buck-BoostDCDC电路的地与单电源的地GND1连接；隔离电路、第二控制器以及电子负载，第一控制器接收的来自上位机输出的电压值、电流值经过隔离电路发送给第二控制器；双向隔离DCDC电路，包括两组变压器T1、T2，其中，变压器T1原边两端接MOS开关管Q1，电压VPP接变压器T1原边一端，该端为同名端，变压器T1原边另一端通过MOS开关管Q2接地GND1，变压器T1副边中心抽头，抽头处作为隔离后的地GND2，变压器T1副边的同名端通过MOS开关管Q4输出到整流电路，得到负电压-VDD，变压器T1副边的异名端通过MOS开关管Q3输出到另一整流电路，得到正电压+VDD；变压器T2原边两端接MOS开关管Q5，MOS开关管Q3与另一整流电路的连接端接变压器T2原边一端，该端为同名端，变压器T2原边另一端通过MOS开关管Q6接地GND2，变压器T2副边的同名端接地GND1，变压器T2副边的异名端通过MOS开关管Q7输出到电子负载正端，电子负载的地端接地GND1；通过控制开关管的导通关断时间来调整双向隔离DCDC电路输出功率：其MOS管开关Q1、Q2、Q7由第一控制器直接控制，MOS开关管Q3、Q4、Q5、Q6第一控制器通过隔离电路进行控制：当DCDC型源测量单元作为源输出正电流时，变压器T1工作，变压器T2不工作，T1变压器相关MOS开关管操作为：首先MOS开关管Q2导通，MOS开关管Q1、Q3、Q4关断，变压器T1原边充电，原边同名端为正，电流从原边同名端流入，原边异名端流出，经过MOS开关管Q2到地GND1，此时，变压器T1副边由于MOS开关管Q3、Q4关断积累能量，然后MOS开关管Q2关断，MOS开关管Q1、Q3、Q4导通，变压器T1原边放电，原边同名端为负，电流从异名端经MOS开关管Q1流入同名端，变压器T1副边放电，副边异名端输出电流经MOS开关管Q3输出到另一整流电路，得到正电压+VDD并输出到可调双向Buck-BoostDCDC电路，副边同名端输出负电流通过MOS开关管Q4输出到整流电路，得到负电压-VDD并输出到可调双向Buck-BoostDCDC电路，采用恒频PWM控制方式，通过调整MOS开关管Q1～Q4的占空比来进行变换器T1的功率传输控制，变压器T2相关MOS开关管操作为：MOS开关管Q5导通、MOS开关管Q6、Q7关断，变压器T2不工作；当DCDC型源测量单元作为负载吸收负电流时，变压器T1工作方式和作为源时一致，变压器T2开始工作：首先MOS开关管Q6导通，MOS开关管Q5、Q7关断，变压器T2原边充电，原边同名端为正，电流从原边同名端流入，原边异名端流出，经过MOS开关管Q6到地GND2，此时，变压器T2副边由于MOS开关管Q7关断积累能量，然后MOS开关管Q6关断，MOS开关管Q5、Q7导通，变压器T2原边放电，原边同名端为负，电流从异名端经MOS开关管Q5流入同名端，变压器T1副边放电，副边异名端输出电流经MOS开关管Q7输出到电子负载，采用恒频PWM控制方式，通过调整MOS开关管Q5～Q7各个开关管的占空比来进行电子负载的吸收功率控制；第二控制器通过模数转换器ADC1采集双向隔离DCDC电路输出的负电压-VDD，通过模数转换器ADC2采集双向隔离DCDC电路输出的正电压+VDD，然后经过隔离电路返回第一控制器，形成闭环控制以实现功率传输控制以及吸收功率控制；可调双向Buck-BoostDCDC电路，作为DCDC型源测量单元的输出驱动级，包括上MOS开关管、下MOS开关管以及LC滤波器，双向隔离DCDC电路的正电压+VDD输出经过上MOS开关管、下MOS开关管到负电压-VDD输出，上MOS开关管、下MOS开关管之间连接处与LC滤波器连接，连接处的电压经过LC滤波器的电感输出负电压-VDD到正电压+VDD的可调电压，LC滤波器的滤波电容接到其电感输出端到地GND2；可调双向Buck-BoostDCDC电路输出的可调电压连接到被测器件的电压输入端，被测器件的地与隔离后的地GND2连接；当以地GND2为参考输出正电压正电流即一象限电压电流时，可调双向Buck-BoostDCDC电路输出以-VDD为参考的正电压正电流，正电压大于GND2，小于VDD；当以地GND2为参考输出负电压正电流即二象限电压电流时，可调双向Buck-BoostDCDC电路输出以-VDD为参考的正电压正电流，正电压大于-VDD，小于GND2；当以地GND2为参考输出负电压负电流即三象限电压电流时，可调双向Buck-BoostDCDC电路输出以-VDD为参考的正电压负电流，正电压大于-VDD，小于GND2；当以地GND2为参考输出正电压负电流即四象限电压电流时，可调双向Buck-BoostDCDC电路输出以-VDD为参考的正电压负电流，正电压大于GND2，小于VDD；第二控制器通过模数转换器ADC3采集可调双向Buck-BoostDCDC电路输出的可调电压，通过模数转换器ADC4采集可调双向Buck-BoostDCDC电路输出的电流，采集的可调电压、电流传输至第二控制器，根据来自上位机输出的电压值、电流值进行运算，并输出相应的占空比，控制双向Buck-BoostDCDC电路的上MOS开关管、下MOS开关管，达到四个象限电压电流输出。

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