可控制數(shù)據(jù)傳輸電壓、電流的可編程電源
出處:fjhcpu 發(fā)布于:2011-07-11 18:55:58 | 3257 次閱讀
在自動(dòng)控制電路中,常用到可編程電源,這里介紹—種具有較強(qiáng)通用性的可編程電源。本電源可以根據(jù)控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出電壓、電流的大小或者實(shí)現(xiàn)恒流、恒壓的自動(dòng)轉(zhuǎn)換,另外在恒壓輸出時(shí)可以設(shè)置限壓值。該電路還具有如下特點(diǎn):
1.可以從0V起調(diào),寬電壓、寬電流大范圍輸出;
2.線性度優(yōu)良;
3.電路簡(jiǎn)單,性能良好。本電源為橋式相控硅開關(guān)穩(wěn)壓器與串聯(lián)穩(wěn)壓器構(gòu)成的組合電源。市電由變壓器降壓及隔離后,由橋堆進(jìn)行全波整流,再由晶閘管進(jìn)行預(yù)調(diào)整,即由V-I轉(zhuǎn)換電路根據(jù)串聯(lián)穩(wěn)壓調(diào)整管的壓降去控制移相觸發(fā)電路,通過(guò)改變晶閘管的導(dǎo)通角,使調(diào)整管壓降保持基本不變,串聯(lián)調(diào)整管及兩個(gè)比較放大器構(gòu)成穩(wěn)流/穩(wěn)壓電源。當(dāng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路接通電壓比較器時(shí),電路工作于穩(wěn)壓狀態(tài);當(dāng)接通電流比較放大器時(shí),電路工作于穩(wěn)流狀態(tài)。電源的輸出待特性如圖2-77所示,從圖中可以看出,當(dāng)負(fù)載RL由無(wú)窮大減小,電路輸出設(shè)定的電壓V0時(shí),輸出電流I0增大,此時(shí)電路工作于穩(wěn)壓狀態(tài),當(dāng)RL小于Rs時(shí),此時(shí)電路輸出電流I0將可能大于Is,電路將自動(dòng)轉(zhuǎn)換為穩(wěn)流工作狀態(tài),可見,本電路很容易實(shí)現(xiàn)限壓及限流功能。

具體電路如圖2-78所示。VD1 ~VD5及IC1、IC2、IC5構(gòu)成整機(jī)輔助電源,VT1 - VT5構(gòu)成移相觸發(fā)電路,VT1、VT2產(chǎn)生同步脈沖,VT4、VT5構(gòu)成壓控單結(jié)晶振蕩器,VT3起緩沖作用, 移相觸發(fā)電路與晶閘管VS1構(gòu)成預(yù)調(diào)整電路,使調(diào)整管VT6的c-e極間電壓保持不變,工作原理如下:當(dāng)輸出電壓改變或某些因索使VT6的c-e極間電壓改變,比如下降時(shí),則R9下降電平〈相對(duì)于輔助電源地〉下降,使VT5的Ic增大,電容C11充電速度加快,使VT4提前導(dǎo)通,于是VS1導(dǎo)通角度大,使VT6的集電極電位升高,此反饋過(guò)程使VT6的Vce保持不變。調(diào)整C11、R7、R9可以改變VT6的Vce電壓,但不會(huì)超過(guò)15V。 R10、C12構(gòu)成反饋環(huán)路濾波。
串聯(lián)調(diào)整電路由VT6~VT8、IC3、IC4及外圍元件構(gòu)成,VT6、VT7構(gòu)成復(fù)合管,作調(diào)整管用; VT8,VD9及VT8構(gòu)成穩(wěn)壓、穩(wěn)流自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路。當(dāng)IC3輸出電壓大于IC4輸出電壓時(shí),VD8導(dǎo)通,因而電路處于穩(wěn)流狀態(tài),反之處于穩(wěn)壓狀態(tài)。IC3及外圍元件構(gòu)成電流比較放大電路,其取樣比較電路為橋式電路。I0升高時(shí),VRi8上升,IC3的輸出電壓上升,這樣通過(guò)VT8使輸出電流減小,調(diào)整R16與R17之比,可很方便地以較大的控制電壓控制較小的取樣壓降,IC4及外圍元件構(gòu)成電壓比較放大電路,其取樣比較電路亦為橋式電路,V0上升時(shí),VR23也上升,IC4的輸出電壓上升,通過(guò)VT8倒相使輸出電壓下降,同樣改變R23與R24之比可以很方便地改變IC4的輸出電壓。
穩(wěn)壓與穩(wěn)流的自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路由VT8及VD8、VD9構(gòu)成,其工作原理如下:當(dāng)Vi和Vv給定時(shí),設(shè)定的輸出電流值I=Vi×R16/R17*R18,輸出電壓值為Vs=Vv×R24/R23。實(shí)際工作時(shí),電路只能工作于何種狀態(tài)由負(fù)載而定,開始時(shí)若I0〈Is,V0〈Vs時(shí),VT8截止,輸出將增大,若I0 〈Is而V0達(dá)到Vs時(shí),IC4的輸出電壓上升使VD9導(dǎo)通,并使VT8工作于線性狀態(tài),IC3輸出為負(fù)電平因而使截止,這樣電路工作于穩(wěn)壓狀態(tài)。若負(fù)載電阻減小,I0上升使IC3輸出電壓上升,當(dāng)IC3輸出電壓大于IC4輸出電壓時(shí),VD8導(dǎo)通、VD9截止,電路將自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作于穩(wěn)流狀態(tài)。因此,本電路的輸出特性如圖2-75所示。即輸出電壓值V0《Vs,輸出電流值I0〈Is。
基準(zhǔn)源部分采用典型的D/A轉(zhuǎn)換接口,D/A轉(zhuǎn)換集成塊采用DAC0832,改變Vbef值可以改變輸出的控制電壓值。
電路參數(shù)要求:串聯(lián)穩(wěn)壓部分及基準(zhǔn)源部分電阻均采用金屬膜電阻。若輸出電流較大時(shí),應(yīng)采用達(dá)林頓管。VS1要求Im〉3~4Iom,反向耐壓要大于3Vom。橋堆要求Icm》2Iom。
本電路有很強(qiáng)的通用性,在制作印制板用的程控電源時(shí),需電流大到10A,電壓髙到90V,且要求穩(wěn)流、穩(wěn)壓自動(dòng)轉(zhuǎn)換并對(duì)應(yīng)設(shè)置限壓、限流值,均可采用本電路,只要把主電路及取樣比較元件值作相應(yīng)改變,就可取得良好的效果。本電源可從零伏起調(diào),線性相當(dāng)優(yōu)良。

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