儀器儀表穩(wěn)流電源設(shè)計(jì)
1、穩(wěn)流源技術(shù)要求
本穩(wěn)流源的技術(shù)參數(shù)如下：負(fù)載電阻RL=13±3Ω，要求有一D的通用性，故負(fù)載電阻要求為0-30Ω。供電220VAC變動(dòng)±10%時(shí)，負(fù)載電流恒定為300mADC，穩(wěn)流系數(shù)Si≤1%。
2、穩(wěn)流電路的確定
采用串聯(lián)穩(wěn)流電路，如圖所示。穩(wěn)流電路由運(yùn)算放大器與反饋電路構(gòu)成，由于電流串聯(lián)負(fù)反饋具有恒流特性，也是本電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。穩(wěn)流就是穩(wěn)定某一個(gè)與負(fù)載電流成比例的電壓，如果這個(gè)電壓穩(wěn)定了，與其成比例的電流也就穩(wěn)定了。圖中的Rs是電流取樣電阻，其與負(fù)載串聯(lián)，如果Rs的阻值固定不變，則Rs上電壓降的大小便反映出了負(fù)載電流的大小，所以穩(wěn)定電流，就是穩(wěn)定Rs上的電壓，如果電壓穩(wěn)定了，負(fù)載電流也就穩(wěn)定了。
3、元器件的選擇
①取樣電阻Rs的確定
由于取樣電壓Us的大小反映了負(fù)載電流的大小，Rs的阻值大電壓降也大，讀數(shù)誤差會(huì)小，但以、越高，對(duì)電源的要求也高，且Rs上的耗散功率大、溫升高，不利于工作穩(wěn)定，因此Us的取值一般為1-3V。Us確定后，則可根據(jù)負(fù)載電流（IL=0.3A）求出取樣電阻Rs的阻值。本例中Us取1.2V。取樣電阻Rs用錳銅線(xiàn)繞制。則：
②基準(zhǔn)電壓Vb的確定
取樣電壓Us和取樣電阻Rs確定后，就可確定基準(zhǔn)電壓Vb了。即Vb≈ILRs
基準(zhǔn)電壓通過(guò)穩(wěn)壓電源或穩(wěn)壓管獲得。本例用2DW7C穩(wěn)壓管，經(jīng)電阻分壓、W微調(diào)來(lái)獲得穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓Vb。
③輸入電壓Ui的確定
當(dāng)輸入電壓Z低，而輸出電壓Z高時(shí)，調(diào)整管兩端電壓UceZ低，如用晶體管作放大器，則工作電壓Uce必須高于該管的飽和電壓Uces。,放大器才能正常工作。從手冊(cè)知晶體管的Uces值均小于3V。這時(shí)可用下式來(lái)計(jì)算：
本例用原來(lái)的變壓器次級(jí)雙15V繞組，可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
④調(diào)整管的確定
穩(wěn)流電源調(diào)整管的選擇很重要，大功率晶體管產(chǎn)品的選擇余地很大，故本例未作詳細(xì)的計(jì)算，已知電源電壓Uimax≈20V、供電電流Icm=300mA，則Z大集電極耗散功率Pcm=6W，則選擇的晶體管的參數(shù)中要滿(mǎn)足以下要求即可:
BVceo＞Uimax；Icm＞2-3Icmax；Pcm＞2-3Pcmax
其中BVceo為晶體管基極開(kāi)路時(shí)，集電極至發(fā)射極的反向擊穿電壓；Icmax為晶體管Z大集電極電流；Pcmax為晶體管Z大集電極耗散功率。
⑤關(guān)于放大器的電壓增益Avf
計(jì)算電壓增益Avf的依據(jù)是要求的穩(wěn)流系數(shù)和輸出電阻。采用運(yùn)放可使計(jì)算簡(jiǎn)化。由于運(yùn)放電路的理論依據(jù)是負(fù)反饋，從而可知加了反饋后放大器的閉環(huán)增益：Avf≈1/F
這大大簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程。確定了電路后，很容易算出它的閉環(huán)增益，如果反饋電阻已確定，同時(shí)運(yùn)放的差模電壓增益Avd足夠大，則對(duì)不同開(kāi)環(huán)增益的運(yùn)放，其閉環(huán)增益Avf都等于1/F；當(dāng)滿(mǎn)足Avf≥1的條件時(shí)，放大器的閉環(huán)增益只與反饋電路有關(guān)，而與運(yùn)放本身無(wú)關(guān)。這些特點(diǎn)就為選用運(yùn)放提供了極大的方便。
⑥穩(wěn)流電源的輔助電路設(shè)計(jì)
F0007B運(yùn)放需要±15VDC供電、由于電源變壓器是利用原來(lái)的，因此把20VAC經(jīng)倍壓整流穩(wěn)壓后供運(yùn)放使用。同時(shí)該電壓經(jīng)降
壓后作為2DW7C的工作電壓，經(jīng)電阻分壓后得到基準(zhǔn)電壓，調(diào)節(jié)W就可改變
基準(zhǔn)電壓Vb，也就改變了穩(wěn)流電流值。
4、穩(wěn)流電源制作及調(diào)試
整個(gè)電路裝在一塊印刷板上，利用原來(lái)的供電器外殼安裝。調(diào)試時(shí)在其輸出端接入500mADC電流表及負(fù)載。調(diào)節(jié)W使輸出電流合乎要求。使用時(shí)待預(yù)熱穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)W使工作電流符合儀器的規(guī)定值即可使用。
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化這個(gè)專(zhuān)業(yè)好找工作嗎
基于MSP430和Zigbee的無(wú)線(xiàn)抄表終端電路設(shè)計(jì)
工程師不得不知的MOS管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)
推薦
NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)壓力監(jiān)測(cè)終端、物聯(lián)網(wǎng)水壓監(jiān)測(cè)終端
工程師說(shuō) | 用于為ADAS應(yīng)用開(kāi)發(fā)的電源系統(tǒng)的功能安全開(kāi)發(fā)工具和方法
基于總線(xiàn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)DeviceNet適配器的應(yīng)用設(shè)計(jì)
JJR2-110-Z、MPS5-Z185低壓380V晶閘管軟啟動(dòng)器
縉云 PD284H-2×1 電力儀表 云南物聯(lián)網(wǎng)4g多功能電力儀表超硬核
PD8771-DX1 朔州高壓電纜耐壓試驗(yàn)在線(xiàn)咨詢(xún)