2003年第25卷第5期第11页
电气传动自动化
E LECTRIC D RIVE AUTOMATI O N
V ol.25,N o.5
2003,25(5):11～13
文章编号:1005—7277(2003)05—0011—03
高精度的IG B T开关脉冲/直流稳流电源
万国华,党怀东,郭宏林,王有云
(天水电气传动研究所,甘肃天水741018)
摘要:介绍了一种高精度的大功率IG BT脉冲/直流稳流电源,分析并讨论了IG BT电源的电流快速性和IG BT 线性控制技术。
关键词:电流稳定度;纹波;脉冲;高精度;电源;IG BT斩波;线性控制
中图分类号:T M91文献标识码:B
Hi g h-p recision IGBT switch p ulse/DC current stabilized p ow er su pp l y
WAN Guo-hua,DANG Huai-don g,GUO Hon g-lin,WANG Y ou-y un
(T ianshui Electr ic Dr iv e Resear ch Institute,T ianshui741018,China) Abstract:A hi g h-p recision bi g-p ow er IG BT p ulse/DC current stabilized p ow er su pp l y is p resented.T he IG BT p ow er su pp l y w ith hi g h s p eed character and IG BTlinearit y control technolo gy are anal y zed and discussed.
K e y w ords:current stabilit y;ri pp le;p ulse;hi g h-p recision;p ow er su pp l y;IG BT cho pp er;linearit y control
1引言
近几年,随着我国在高、精、尖技术的不断发展,特别是高能物理研究和重离子加速器在工业和医疗上越来越多的应用,需要许多高性能的加速器磁铁电源。在离子加速器中,要求磁场建立和离子注入严格同步,离子注入时磁场迅速建立,离子去时磁场迅速消失,因而需快速响应无滞后的脉冲电流源。同时因离子质量轻,电流的波动将影响磁系统的束流能力,故电源电流必须满足极低的纹波(10-4-10-5)和高稳定度的要求(10-4-10-5)。
随着近几年IG BT开关器件的不断发展,其电流、电压等级不断提高,可以使用IG BT开关器件组成同步加速器磁铁电源(大、中、小容量均可),这种电源采用H桥PWM斩波来调节输出电压和电流,经无源LC滤波(因IG BT器件工作开关频率高,电源输出频率可达20kH z左右,这样无源滤波容量较小),负载上就能得到电流纹波极小的直流电流。由于IG BT开关频率可达20kH z,其滞后时间约为0.05ms,远小于晶闸管整流的滞后时间,缩短了系统调节时间,为电流调节提供了一个快速调节通道,使得系统实际电流近似于无滞后的跟踪给定电流。
本文提出了一种用IG BT开关器件组成的大电流、高精度的快脉冲/直流稳流电源,并进行系统设计和实验。结果表明该系统设计合理,动态响应快、精度高、效率高、成本低、体积小,可以满足重离子加速器对负载电源的要求。2系统主回路
系统主回路结构如图1所示,由于电源工作模式为脉冲/直流,当电源电流快速上升(或下降)到给定电流时,系统开始长期稳定运行直至下一个脉冲开始。因此为了节约能源,提高效率及降低成本,采用如图1所示的方案。IG BT5仅作为二极管使用,其目的是为了方便叠层母排的设计,以便更好地抑制IG BT开通关断时产生的尖峰电压。由变压器(T2)、整流器(A2)、L2、C2、IG BT5组成稳流工作时PWM斩波电路的供电源,输出电压为U2;T1、A1、L1、C1、IG BT6组成脉冲工作时PWM斩波电路的强触发供电电源,其输出电压为U1。当电流上升时,IG BT6开通,U1电压作用到H桥PWM电路;当电流上升到给定电流时,IG BT6关断,此时H桥PWM
电路的
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供电电压为U2。系统中,若负载电阻为R fz,电感为L fz,负载电流为I fz。
U2=[(I fz×R fz)+3U T]×α1
U1=[(I fz×R fz)+L fz×(d i/d t)+3U T]×α2
式中:U T为IG BT导通压降。α1、α2为系数,包括IG2 BT导通的占空比,LC滤波消耗的电能等。α1、α2一般取1.1～1.5,若α取太大,则占空比一定小,这样输出纹波增大,滤波容量大。
当负载需要正电流(负载上正下负)时,IG BT2、IG BT3工作;负载需要负电流(下正上负)时,IG BT1、IG BT4工作,高频开关器件IG BT工作频率为5～10kH z,这种输出载波频率为10～20kH z。
3系统控制结构
系统控制结构如图2所示。
电流给定(I
g
)与电流反馈比较后,经过PI运算,来控制PWM脉冲信号(A7、A10),再根据A5判断的给定信号的正负来判断IG BT1、IG BT4工作或IG BT2、IG BT3工作,从而使负载得到正或负的输出电流,图2中电流反馈用于保证系统的精度和稳定度。但这种输入为脉冲信号的工作状态下,单靠反馈控制满足系统跟踪性和快速性是困难的,为此引入前馈控制构成复合控制来缩短系统的调节时间。图2中PWM前馈(A6)是为了改善系统的跟踪性能;A3为微分判断,主要以微分判断给定的变化率是否满足设定的变化率,以及判断给定电流是否在上升时满足设定的变化率条件,从而给出一个IG BT6导通的条件;A2(实际电流判断)判断实际电流是否达到设定值,若没有达到,则给出一个IG BT6导通的另一个条件,若实际电流达到设定值,则控制A3线性关断IG BT6。
一般来说IG BT为开关器件,它不象调整管那样工作在线性区,但在特殊场合IG BT要求工作在线性区。在此方案中,若将IG BT作为开关器件使用,当实际电流达到给定电流时,IG BT6关断,电流波形会出现一个向下的缺口。这是由于突然去掉强触
发电压U1,而稳态工作电压U2不能维持磁
铁负载的大电流。因此,IG BT6在此类电源中
不能作为开关器件工作,
在IG BT6关断时必须作为
线性器件工作。
FZ1600R12K F4(1600A/
1200V)IG BT的V G E与I C
之间的关系如图4所示。
由图4可知,当IG BT工作
控制电压V G E在6.8V～10.4V之间时,I C的电流在线性变化。当A4控制单元得到让IG BT6线性关断的信号后,通过实际电流信号与给定的电流信号比较,来控制IG BT6线性关断,从而避免IG BT6关断时的电流波形缺口。
4系统设计及试验结果
以下是根据上述方案为某研究所设计的一台重离子加速器磁铁电源。其参数如下,工作模式:脉冲/直流;磁铁电感l=0.0187H;电阻R l=0.0282Ω;输出电压U L=0～130V;电流0～1050A;电流长期稳定度(S I)小于:1×10-4/8h(1050A时)。
S I=[(I M AX-I MI N)/(I M AX+I MI N)]×2
式中:I M AX为8小时内的电流最大值;I MI N为8小时内的电流最小值;电流纹波小于为1×10-4(1050A 时);电流上升时间为0.2s。
从参数中可以得出,电流稳定时供电电压U2=
30V;电流上升时供电电压U1=130V。电流稳
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定度采用8位半7081数字电压表测得,实际波形及傅立叶分析采用T MS3052500MH z示波器测得。4.1纹波测定及分析
如图4所示+500A时PWM桥输出波形,图5为+1050A时PWM桥输出波形。
对负载波形进行傅立叶分析,500A时,电流纹波为5.4×10-5;1050A时电流纹波为3.3×10-5。
4.2长期稳定度
如图6所示为1050A时8小时电流稳定度波形,共测得570个数值。
经测算可得:负载电流在500A时,稳定度为7.55×10-5;负载电流在1050A时;稳定度为6.19×10-5。
4.3脉冲跟踪性
0～+1050A和0～-1050A的脉冲跟踪波形如图7、8所示,CH1为实际电流波形,CH2为给定电流波形。从图中可以明显看出,当给定电流上升时间小于0.2s时,实际电流上升时间也小于0.2s 时,且在强触发电压U1和稳定电压U2切换时无电流波动。
5结束语
本文提出了一种新的重离子加速器磁铁电源,具有长期稳定度好、纹波低、电流大、跟踪性好等特点,采用前馈控制提高了系统的快速性。在此基础上提出了一种IG BT的新的使用方法,即IG BT的线性控制。由于采用1600A、1200V的大容量IG BT,实验及现场运行表明了理论分析的正确性,从而为该产品的批量生产奠定了坚实的基础。
参考文献:
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作者简介:
万国华男,工程师,研究方向为电气传动、高精度特种电源。
收稿日期:2002-09-
18
6种最常用恒流源电路的分析与比较 恒流电路有很多场合不仅需要场合输出阻抗为零的恒流源，也需要输入阻抗为无限大的恒流源，以下是几种单极性恒流电路： 类型1： 特征：使用运放，高精度 输出电流：Iout=Vref/Rs
类型2： 特征：使用并联稳压器，简单且高精度 输出电流：Iout=Vref/Rs 检测电压：根据Vref不同（1.25V或2.5V） 类型3： 特征：使用晶体管，简单，低精度 输出电流：Iout=Vbe/Rs 检测电压：约0.6V
类型4： 特征：减少类型3的Vbe的温度变化，低、中等精度，低电压检测 输出电流：Iout=Vref/Rs 检测电压：约0.1V～0.6V
类型5： 特征：使用JEFT，超低噪声 输出电流：由JEFT决定 检测电压：与JEFT有关 其中类型1为基本电路，工作时，输入电压Vref与输出电流成比例的检测电压 Vs(Vs=Rs×Iout)相等，如图5所示， 图5 注：Is=IB+Iout=Iout(1+1/h FE)其中1/h FE为误差 若输出级使用晶体管则电流检测时会产生基极电流分量这一误差，当这种情况不允许时，可采用图6所示那样采用FET管
图6 Is=Iout-I G 类型2，这是使用运放与Vref（2.5V）一体化的并联稳压器电路，由于这种电路的Vref高达2.5V，所以电源利用范围较窄 类型3，这是用晶体管代替运放的电路，由于使用晶体管的Vbe（约0.6V）替代Vref的电路，因此，Vbe的温度变化毫无改变地呈现在输出中，从而的不到期望的精度 类型4，这是利用对管补偿Vbe随温度变化的电路，由于检测电压也低于0.1V左右，应此，电源利用范围很宽 类型5，这是利用J-FET的电路，改变R gs 可使输出电流达到漏极饱和电流I DSS，由于噪声也很小，因此，在噪声成为问题时使用这种电路也有一定价值，在该电路中不接R GS，则电流值变成I DSS，这样，J-FET接成二极管形式就变成了“恒流二极管” 以上电路都是电流吸收型电路，但除了类型2以外，若改变Vref极性与使用的半导体元件，则可以变成电流吐出型电路。
直流稳压电源及漏电保护装置设计 摘要 本设计分为线性直流稳压电源和漏电保护装置两大部分，线性直流稳压电源为输出电压+5V，额定输出电流为1A的直流稳压源，当直流输入电压在7~25V 变化时，输出电压为5±0.05V，电压调整率Su≤1%；当直流电源稳定在7V，调整直流电流由1A到0.01A时负载调整率Sl≤1%，采用OP284运放组成反馈电路实时调节PMOS管源极和漏极间的导通压降，从而使输出电压维持稳定；功率测量与显示电路采用AT89S52单片机控制TLC1549AD转换器实时转换电源输出电压、电流和功率并用LCD12232进行实时显示。动作电流为30mA漏电保护装置对整个电路进行实时漏电流保护。 关键字：线性直流稳压电源，OP284集成运放，AT89S52，漏电流保护装置
目录 1系统组成 (1) 2系统方案的论证与选择 (1) 3系统理论分析与设计 (4) 3.1硬件电路的分析与设计 (2) 3.1.1 主电路 (3) 3.1.2 负反馈电路 (2) 3.1.3输出电压电流检测放大电路 (2) 3.1.4单片机控制电路 (2) 3.1.5 漏电流保护装置电路 (3) 3.2 软件设计 (4) 4 测试方案与测试结果 (4) 4.1 测试条件与仪器 (4) 4.2 测试结果与分析 (4) 4.2.1 测试结果（数据） (5) 4.2.2 测试分析与结论 (6)
1.系统组成 本系统主要有线性直流稳压电源模块，电源输出电压、电流及功率检测显示模块和漏电保护装置模块，如下图1所示。具体地说，线性直流稳压电源模块是输入直流电压5.5~25V，输出额定电压5V，在宽电压输入的情况以及负载变化的情况下，通过实时采样输出电压，与基准电压进行比较，得出误差，然后进行PI调节，最终去调节PMOS 管的压降，从而稳定输出电压。电源输出电压、电流及功率检测显示模块是通过51单片机系统控制电子选择开关分别采样输出电压和电流，并控制AD转换器进行转换，经过处理后送液晶显示。漏电流保护装置是通过分别检测输出主干电路和负载支路的电流，获得电流差（漏电流）与基准电流差进行比较处理，然后通过RS触发器的逻辑控制，最终控制MOS管对负载支路的通断实现漏电流保护。 图1 系统框图 2．系统方案的论证与选择 方案一：线性并联稳压管稳压电路 由稳压管组成的并联稳压电路主要是由稳压管、一个负载电阻和限流电阻组成，主要通过稳压管自身的电流调节作用并通过限流电阻转化为电压调节作用，从而达到稳压的作用。 方案二：线性串联型稳压电路 线性串联稳压电路是通过负反馈实时控制调整管的压降来实现稳压输出，从负反馈角度看是一个电压串联负反馈电路，电压负反馈能稳定输出电压。 稳压管稳压电路在负载电流较小且变化不大的场合，简单实用而被广泛应用，但在要求输出电流较大、输出电压可调、稳定精度较高的场合不太适应，所以综合以上两种方案，选择第二种方案。 3. 系统理论分析与设计 3.1 硬件电路的分析和设计 硬件电路的分析和设计主要包括主电路、负反馈回路、输出电压电流检测放大电路、单片机控制电路、漏电流保护电路等几部分。
大电流恒流源放电回路及其分析李冬梅（茂名学院计算机与电子信息学院） 摘要：在经济飞速发展的今天，各种大容量可高倍率放电的电池的需求量越来越多，在使用前，都需要放电测试，而通常的测试设备电流值太小，如何实现大电流恒流放电，同时又经济、安全、可靠，大电流和小电流放电对电路的要求差别很大，放电回路需要重点考虑。本文针对大电流恒流放电回路进行设计，并对其实际问题进行分析。 关键词：恒流源放电 0引言 随着电池使用的迅速增长，对电池产业化生产及产品质量提出了更高的要求。在电子信息时代，对移动电源的需求快速增长，对高容量、大电流工作的电池的需求越来越大。特殊的大容量可高倍率放电的电池的使用也越来越多。因此电池厂也就需要大电流的电池检测设备。本文根据电池的特点，设计了放电电流可达50A的放电电路。此电路经济、实用，简单、安全、可靠。 1恒流放电机理 此电路需要实现的功能是可以稳定的恒流，放电电流范围：1A～50A分200mA级可设置。要实现这两个功能，其组成部分应该有控制回路和放电回路两部分构成。 1.1控制回路放电的方式为恒流放电，根据需要设置电流，根据需要送来的控制数据，对电池放电进行实时控制。电流值从1A到50A可调。要实现50A这么大的电流，考虑管子的选取以及散热的需求，一路放电回路很难实现，因此采用两路并联的放电回路实现，要控制这两路并联的回路，根据显示要求电流并不需要连续可调，可以采用数字电位器9312提供可控的电位给放电回路。 此电路实现的功能是可以稳定的恒流，放电电流范围：1A～50A 分200mA级可设置。要实现这两个功能，其组成部分应该有控制回路和放电回路两部分构成。 如图所示，根据实际需要的设定，控制数字电位器9312向运放TL062提供需要的电位。实现放电电流分级设置，每级为200mA。 1.2恒流放电回路如果恒流放电时的电流不够稳定，对电池的测试有影响，因此恒流源电路采用负反馈恒流源电路，如图所示，由运算放大器、基准电压源和大电流MOS管负载组成，它的电流由基准电压决定，运放电路工作在负反馈放大状态[1]。MOS管工作在放大区。根据需要对电流值进行预制，采用合适的处理器输出相应的数字信号，通过数字电位器的基准电压，压控恒流源输出相应的电流，压控恒流源时闭环负反馈系统，实现恒流，电流需要采样后经A/D转换反馈到处理器，处理器根据反馈信号调整控制信号[2]。使用此种负反馈，实际测试时，放电电流测量准确度可达：±（0.5FS+0.3RD）%，实际电流表读数与显示测量小数点后一位有效数字相同。 此压控恒流源电路采用双运放和两个独立控制的MOS管组成，电流大小由运放的同相输入端决定，因电流较大故采用两组独立工作的电路。在多个电池同时放电时，采用循环采样的方式，采样电池两端的工作电压和两路放电电阻上的电压；电流采用计算的方法获得，采样放电电阻的电压，电流由电压和电阻计算得到，由于电阻的值不一定很一致，可以采用软件校准。采样完成后将数据送回主控制板后对电流进行实时控制。经实验验证，此电路稳定性很好，在50A电流放电时每路的电流都很稳定。 MOS管采用IRF3710，IRF3710参数：R DS(ON)=0.025I D=57A，V GS：±20V[3]。只要采取足够的散热措施，IRF3710完全可以满足需要。要在短时间将电池能量释放出来，对散热设备的设计需要充分考虑。MOS管与散热器之间可以采用导热绝缘的钢片，因为此电路是大电流放电，会在短时间内将电池能量以热能的形式释放，因此在使用时还需要考虑采用风扇散热。 在进行采样设计时，要考虑到两路电路很难做到完全对称，电流采样采用两路分别采样，在10A以下，单路导通，10A以上，两路同时导通。由于电流很大，不能直接采样，需要接采样电阻R13和R28，放电回路的R1和R30的阻值很小，在62mΩ左右，采用鏮铜丝做成，由于此部分不能做到完全一致，因此计算的电流不准，这方面需要通过软件校准。通过软件校准后，工作情况良好，达到实际需要和精度要求。 2结语 此回路采用两个数字电位器实现对放电电流的控制，采用压控恒流源负反馈电路实现大电流放电功能。使用并联回路，如果需要更大电流时，可以再并联恒流源回路。在控制过程中采用需要的处理器，合理设计接口电路和解决散热问题，就可以使用在各种大电流放电的电池检测设备中。 参考文献： [1]崔玉文，艾学忠，杨潇.实用恒流源电路设计[J].电子测量技术.2002年第五期：25-26. [2]李婷婷，李洪波.数控大功率精密恒流源设计[J].通信电源技术.2006年9月.第23卷第5期：35-37. [3]https://www.doczj.com/doc/5d1076158.html,. 至少6头，多至60头以上，随着灌装头数的增加，灌装能力也不断提高，虽然灌装机的头数有多有少，但其基本工作原理是一样的。灌装阀是储液箱、气室(充气室、排气室、真空室等)和灌装容器三者之间的流体通路开关，根据灌装工艺要求，能依次对有关通路进行切换。 2.4真空系统是由真空泵、空气过虑装置和电气控制系统组成。该系统直接影响灌装速度和精度。本机选用了进口真空泵(水环式真空泵)，确保了真空系统的可靠性。 真空泵由变频器控制，同时，真空表可随时反映灌装时的真空度，并可通过阀门控制量的大小，待真空泵的负压值达到所需值后，一般真空度保持在0.01~0.06Mpa之间，按下变频器面板上的按钮，灌装机开始转动。 参考文献： [1]刘姗姗，宋秋红.屋顶包饮品纸盒灌装机气动理盖机构的设计研究[J].食品工业.2007.05. [1]Liu Shanshan,Song Qiuhong.Resarch&Development For Spout Applicator of Gable Top Beverage Filler[J].The Food Industry,2007,05. [2]丁毅，贾向丽，李国志.基于ADAMS的润滑脂灌装机的设计[J].包装与食品机械.2007.06. [2]DING Yi,JIA Xiang-li,LI Guo-zhi.The Design of Lubricate Grease Fill Machine Based on ADAMS[J].Packaging and Food Machinery, 2007,06. 图1恒流源放电电路 （上接第255页） 实用科技 256
第一章直流稳压电源及其应用 几乎所有的电子电路都需要稳定的直流电源，在检定检修指示仪表时，除了要有合适的标准仪器外，还必须要有合适的直流电源及调节装置。当由交流电网供电时，则需要把电网供给的交流电转换为稳定的直流电。交流电经过整流、滤波后变成直流电，虽然能够作为直流电源使用，但是，由于电网电压的波动，会使整流后输出的直流电压也随着波动。同时，使用中负载电流也是不断变动的，有的变动幅度很大，当它流过整流器的内阻时，就会在内阻上产生一个波动的电压降，这样输出电压也会随着负载电流的波动而波动。负载电流小，输出电压就高，负载电流大，输出电压就低。直流电源电压产生波动，会引起电路工作的不稳定，对于精密的测量仪器、自动控制或电子计算装置等，将会造成测量、计算的误差，甚至根本无法正常工作。因此，通常都需要电压稳定的直流稳压电源供电。 晶体管直流稳压电源可以作为各种晶体管仪器、仪表、电子计算机、自动控制系统与设备的直流电源。精密稳压、稳流电源还可作为检定某些电工仪表用的稳压、稳流电源。因此，晶体管直流稳压电源是科研、生产、教学和维修等单位常用的必备仪器。 一、直流稳压电源的原理 （一）方框图及工作原理 晶体管串联型直流稳压电源的典型电路方框图如图1-1所示。它由整流滤波电路、串联型稳压电路、辅助电源和保护电路等部分组成。 图1-1 直流稳压电源电路原理方框图 整流滤波电路包括电源变压器、整流电路和滤波电路。半导体电路常用的直流电源有6V、12V、18V、24V、30V等额定电压值，而电网电压一般为交流220V，要把电网的交流电压变换成所需要的直流电压，首先要经过电源变压器降压，然后通过整流电路将交流电变成脉动的直流电，由于整流后的电压还有较大的交流成分，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。 经过滤波电路后所得到的直流电压，虽然脉动小了，但是电压的数值仍是不稳定的，其主要原因有三个方面：一是交流电网的电压一般有±10%左右的波动，因而会引起整流滤波输出的直流电压也有±10%左右的波动；二是整流滤波电路存在内阻，当负载电流变化时，在内阻上的电压降落也会变化，使输出直流电压也随之变化；三是在整流稳压电路中，由于采用的半导体器件特性随环境温度而变化，所以也造成输出电压不稳定。 稳压电路可以保持输出直流电压的稳定，使之不随电网电压、负载或温度的变化而变化。串联型稳压电路由调整环节、比较放大电路、取样电路、基准电压等部分组成。调整环节中的调整管是串接在滤波电路和负载之间，故称为串联型稳压电路。调整管相当于一个可
WWL-LDG精密线性直流稳压高压电源 （单相输入、线性结构、超低纹波、超高电压） 技术指标 电压调节范围5%－10%额定值到100%额定值连续可调（恒压恒流自动转换）电流调节范围0－额定值连续可调 源效应CV≤0.01% CC≤0.01% （输出为最高电压，最大电流时测量）负载效应CV≤0.1% CC≤0.1% （输出为最高电压，最大电流时测量）纹波电压CV≤0.01% CC≤0.1% （输出为最高电压，最大电流时测量） 显示方式电压表为4位半LED数码管显示 电流表为3或4位半LED数码管显示 显示精度电压表0.1V 电流表1mA （注：不同规格电源显示精度可能不一样） 显示误差电压表≤1%±1个字 电流表≤1%±1个字（注：可根据客户要求调整显示误差） 短路保护允许在任何情况下长期短路 保护方式过压、过载跳闸保护；过流报警保护工作方式长期满负荷连续工作 输入电压单相220V±10% 50Hz±10% 环境条件温度-20℃-+40℃湿度≤80%
简要介绍 本高压电源除具有WWL-LDX精密线性直流电源的特性外，还具有输出电压高的特点，我们可根据客户的要求制造出超高电压（最高可达50000V）的高压电源，且功率可达6kW，电压电流均可连续可调，可长期满载连续稳定的工作。此高压电源可应用在国防上高尖端的试验、气体放电、高压电子管的测试老化，也可应用在其它电子元件的测试老化上。 由于本高压电源输出电压较高，在未作特别要求的情况下，一般将输出负端子与机壳即地线连接，确保使用者的人身安全。 性能特点 1、规格范围：输出电压800V～50KV、输出电流0～10A 、输出功率～0-6KW之内任选 2、恒压恒流：电压值从5%－100%额定值连续可调电流从零至额定值连续可调，恒压恒流自动转换 3、过流报警：报警电流值0～额定值连续可调，电源输出电流超过电流报警值时将声光报警 4、过压保护：电压保护值0～额定值连续可调，电源输出电压超过电压保护值时将跳闸保护 5、短路保护：允许在任何工作状态下长期短路或短路开机 6、过载保护：电源或负载出现故障，输出电流超过额定值1.5倍时，电源跳闸保护 7、短路报警：当输出电压低于1%额定值时，电源声光报警（选配） 8、自动放电：供容性负载关机放电用（选配） 9、输出显示：电压、电流同时LED数码管显示 10、脉冲工作：可配时间控制器构成直流脉冲电源（选配） 11、智能化：可与计算机连接，组成计算机控制的智能型高压电源（选配） 主要用途 1、院校，科研院所实验室，电器产品检测、调试 2、电子产品检测、老化、气体放电 3、用于电子元器件的例行试验 4、整机老练以及其它一切需要使用高压电源输出的场合
MPS309 直流稳压稳流电源 中国专利号: ZL00201424.6 ZL00350965.6 使用手册 ? 北京切克斯电子科技有限公司BEIJING TRADEX ELECTRONIC TECHNOLOGY CORP. 安全
●符号 此标志为警告符号，提醒您按照使用手册使用。 ●电源 本设备交流供电电源电压有效值不应超过250伏特。即两电源线之间及每根电源线与地之间交流电压有效值不应超过250伏特。为保证安全工作，应保证电源电缆中的地线与保护地相连接。 ●使用合适的电源电缆和设备的接地 本设备通过电源电缆中的地线接地。为了避免电击，使用本设备提供的电源电缆，将电源电缆插入适合的插座中，保证电源电缆中的地线与保护地相连接。 ●不能在易燃、易爆环境下工作 为了避免发生火灾、爆炸，在工作时及使用后1小时内严禁将设备放置在易燃、易爆环境中。 ●不要移动盖板和面板 本设备内有非安全电压，为了避免人身伤害，不要移动盖板和面板。如需校准及维修应找专业校准及维修人员。 ●不要触摸输出端子导电部位和负载导电部位 本电源最大输出电压达到1000V以上，使用时注意人身安全，严防触电。在工作时及使用后1分钟内，不要触摸输出端子导电部位和负载导电部位避免电击。 ●严禁在通电状态下进行负载接线 在通电状态下进行负载接线，可能会发生电击并损伤输出端子。 ●在进行绝缘电阻和绝缘耐压测试时应注意 在进行绝缘电阻和绝缘耐压测试时，高压电荷会被加到两测量点之间，测量之后应经过500K左右电阻泄放。若不进行泄放，可能会发生电击。若直接短路泄放，会造成设备损坏。 ●请按指定方式使用 如果设备不按指定方式使用，设备所提供的保护可能被削弱。 目录
几种简单的恒流源电路 恒流电路应用的范围很广，下面介绍几种由常用集成块组成的恒流电路。 1.由7805组成的恒流电路，电路图如下图1所示： 电流I＝Ig＋VOUT/R，Ig的电流相对于Io是不能忽略的，且随Vout，Vin及环境温度的变化而变化，所以 这个电路在精度要求有些高的场合不适用。 2.由LM317组成的恒流电路如图2所示，I＝Iadj＋Vref/R
详解大功率可调稳压电源电路图 无论检修电脑还是电子制作都离不开稳压电源，下面介绍一款直流电压从 3V到15V连续可调的稳压电源，最大电流可达10A，该电路用了具有温度补偿特性的，高精度的标准电压源集成电路TL431，使稳压精度更高，如果没有特殊要求，基本能满足正常维修使用，电路见下图。 如图1所示大功率可调稳压电源电路图 大功率可调稳压电源电路图 图1 大功率可调稳压电源电路图 其工作原理分两部分，第一部分是一路固定的5V1.5A稳压电源电路。第二部分是另一路由3至15V连续可调的高精度大电流稳压电路。第一路的电路非常简单，由变压器次级8V交流电压通过硅桥QL1整流后的直流电压经C1电解电容滤波后，再由5V三端稳压块LM7805不用作任何调整就可在输出端产生固定的 5V1A稳压电源，这个电源在检修电脑板时完全可以当作内部电源使用。第二部分与普通串联型稳压电源基本相同，所不同的是使用了具有温度补偿特性的，高精度的标准电压源集成电路TL431，所以使电路简化，成本降低，而稳压性能却很高。图中电阻R4，稳压管TL431，电位器R3组成一个连续可调得恒压源，为BG2基极提供基准电压，稳压管TL431的稳压值连续可调，这个稳压值决定了稳压电源的最大输出电压，如果你想把可调电压范围扩大，可以改变R4和R3的电阻值，当然变压器的次级电压也要提高。变压器的功率可根据输出电流灵活掌握，次级电压15V左右。桥式整流用的整流管QL用15－20A硅桥，结构紧凑，中间有固定螺丝，可以直接固定在机壳的铝板上，有利散热。调整管用的是大电流
NPN型金属壳硅管，由于它的发热量很大，如果机箱允许，尽量购买大的散热片，扩大散热面积，如果不需要大电流，也可以换用功率小一点的硅管，这样可以做的体积小一些。滤波用50V4700uF电解电容C5和C7分别用三只并联，使大电流输出更稳定，另外这个电容要买体积相对大一点的，那些体积较小的同样标注50V4700uF尽量不用，当遇到电压波动频繁，或长时间不用，容易失效。最后再说一下电源变压器，如果没有能力自己绕制，有买不到现成的，可以买一块现成的200W以上的开关电源代替变压器，这样稳压性能还可进一步提高，制作成本却差不太多，其它电子元件无特殊要求，安装完成后不用太大调整就可正常工作。
高电压输入大电流输出恒流源 杨磊，羊彦 （西北工业大学陕西西安710129） 摘要：为了提高现有路灯的供电效率，开发设计了单灯恒流的供电模式，在每个路灯上安装一个体积很小的的恒流源，以保障给LED 灯提供稳定、高效的恒流供电。在恒流源模块中，恒流源芯片HV9910B 可以实现了高于70V 的电压的输入，在不同的输入电压下，恒流源芯片工作在恒定关断模式下，控制输出BUCK 电路中的开关MOSE 的占空比，以输出恒定2.2A 的电流，LED 灯串联起来作为负载，效率达到了91%以上。关键词：单灯恒流；稳定；高效；恒定关断中图分类号：TM923 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2013）02-0115-02 High voltage input high current output constant current source YANG Lei ，YANG Yan （Northwestern Polytechnical University Xi ’an 710129，China ） Abstract:In order to improve the existing street lamp power efficiency ，development and design of a single lamp constant current power supply mode ，in each street lamp mounted on a small constant current source ，to guarantee to provide a stable ，efficient LED lamp constant current power supply.In the constant current source module ，a constant current source HV9910B chip can achieve a higher 70V voltage input ，at different input voltage ，constant current source chip at a constant shutdown mode ，the control circuit output BUCK switch in the MOSE duty cycle ，to output constant current of the 2.2A ，LED lamp series as the load ，efficiency can reach above 91%. Key words:single lamp ；stability ；high efficiency ；the constant closing 收稿日期：2012-09-20 稿件编号：201209153 作者简介：杨磊（1986—），男，河南商丘人，硕士研究生。研究方向：信号与信息处理。 根据2004年国家建设部的统计结果，我国照明耗电大体占全国发电总量的10％-12％，是三峡水利发电工程全年发电量能力840亿度的两倍多，可以看出路灯照明的节能有很大的潜力，可以带来相当可观的社会与经济效益。 随着LED 技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高， LED 的应用市场将更加广泛，特别在全球能源短缺的忧虑再 度升高的背景下，LED 在照明市场的前景更备受全球瞩目，被业界认为在未来10年成为最被看好的市场以及最大的市场将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的最大潜力商品。 但是，由于LED 灯存在着诸多技术瓶颈问题，使得这种“绿色照明”的高效节能、寿命长的优势未充分发挥；特别是 LED 路灯，尚未完全被市场接受。因此，提高路灯的电压输入 和提高LED 路灯的效率已经是迫在眉睫，高电压输入大电流输出恒流源很好的实现70V 以上高电压输入，2A 大电流输出的，把电能利用效率提高到了91%以上。 1恒流源的基本设计原理设计 恒流源模块由：滤波电路、处理芯片、BUCK 电路[1]、保护 电路和反馈电路五部分组成，如图1所示。 其工作原理是：通过控制电路，控制位于主回路的MOS 管，使其按要求对恒压源[2]斩波，改变恒定周期中导通时间的 长短，以达到恒流控制的目的。由于MOS 管工作于开关状态，且开关频率低（约10kHz ），使得开关损耗较低，整体效率较高。通过设定HV9910B 的RT 电阻实现输出电流的设定，再通过HV9910B 控制buck 电路输出稳定的恒定电流。 模块的主要作用是2个方面：1）调整开关电源[3]送来的直流电压，使LED 灯工作于恒流状态[4]；2）通过调整电压的升、降，控制LED 灯实现降额运行，达到控制路灯亮度的目的。 2 恒流源的具体设计 恒流源的具体设计如图2所示。2.1 两种工作模式的选择 HV9910B 有恒定频率模式及恒定关断时间两种模式，选 择何种模式取决于驱动器的输出电压V OUT （VLED ）与输入电压V IN 的比值。在降压式架构中，V IN 总是大于V OUT ，其比值即 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第21卷 Vol.21 第2期No.22013年1月Jan.2013 图1 恒流源主要模块 Fig.1Constant current source modules
直流稳流电源设计 报告
摘要 电流输出、输入电流可预置、可步进调节输入电流、输出电流及设定电流显示等特点。它以STC89C52作为核心控制器包括电源、取样放大、A/D和D/A转换、键盘控制与显示等模块。能够直接经过键盘设置，修改系统的输出电流，使用方便；利用A/D、D/A芯片进行检测和控制，控制部分电路简单明了连线较少结构紧凑；电源部分由压控电流源而成，能够大大提高电源稳度和精度，使电流输出较为平稳。 关键字：稳流压控电流源
目录 引言.............................................................................................. 一、目标要求： ............................................................................ 1.1任务 .................................................................................. 1.2要求 .................................................................................. 1.2.1基本要求................................................................... 1.2.2发挥部分................................................................... 二、系统方案论证：..................................................................... 2.1恒流源部分的方案选择与比较：........................................ 2.2 控制电路的方案选择与比较： ........................................... 三、系统硬件设计：..................................................................... 3.1系统框架 ........................................................................... 3.2单片机电路........................................................................ 3.3 A/D和D/A模块 ................................................................ 3.4恒流源模块........................................................................ 3.5键盘模块 ........................................................................... 3.6 LCD显示模块..................................................................... 3.7供电系统模块 .................................................................... 四、系统软件设计 ........................................................................ 五、总结.......................................................................................参考文献.......................................................................................
课程设计论文 设计题目：单片机控制直流稳压电源设计 学校： 院系： 专业： 年级：2013级 姓名学号： 指导教师
单片机控制的直流稳压电源设计 摘要： 本系统以AT89S52单片机作为系统的核心，由D/A数字模拟转换模块、按键、LED串口显示模块等模块组成一个数控电源。该系统实现了输出电压：范围2～＋15.0V，步进1V，纹波不大于10mV；输出电流：500mA；输出电压值由数码管显示；由“＋”、“－”两键控制输出电压步进增减。输入模块的按键按下之后，对单片机就有了一个输入，单片机将输入的数字一方面给显示模块，让它们在数码管中显示出来；另一部分输给DAC0832，让它转化为模拟量电流输出，通过运算放大器将这模拟量转化为相应的电压，这电压经过放大后控制LM317的控制端，从而实现输出电压的控制。 关键词：AT89S52 单片机, 数控电源, D/A, 直流电源 1
目录 摘要 (1) 目录 (3) 目录1 (3) 目录2 (3) 1 直流稳压电源发展方向 (4) 2 系统概述 (4) 2.1 方案论证 (5) 2.1.1 控制器部分 (6) 2.1.2 显示部分 (6) 2.2电路特点 (7) 3 电路设计 (7) 3.1 总体方框图 (9) 3.2 工作原理 (10) 4各主要电路及部件工作原理 (10) 2.7 最小系统电路设计 (17) 5 软件流程图 (18) 6 原理图设计 (19) 2 6.1 ADC0804原理图 (19) 6.2.1 DAC0832原理图 (20) 6.2.2 DAC0832PCB板图............................ 错误！未定义书签。 6.3 单片机稳压电源整体原理图 (20) 6.3.1 单片机稳压电源整体原理 (21) 总结 (19) 致谢 ................................................. 错误！未定义书签。参考文献 .. (21) 附录一：系统原程序 (22)
数控稳压电源设计报告
专业班级：电子 1101 班 姓 学 名：肖潇 号：113001020123
2014 年 5 月 12 日
摘要
直流稳压电源是电子技术领域的常用仪器设备之一， 能在电网电压产生波动 或发生负载发生变化时提供稳定的直流输出电压。 常规的直流稳压电源由电源变 压器、整流、滤波和稳压电路等部分组成，大多采用串联反馈式稳压原理，通过 调节输出取样支路中的电位器来改变输出电压值。 由于电位器阻值变化的非线性 和调节范围限制， 普通直流稳压电源的输出电压精度不高。 随着使用时间的增加， 由于粗调的波段开关和用于细调的电位器的接触不良也会对输出电压产生较大 影响，且调节较为繁琐。 针对常规直流稳压电源的上述缺点，设计了一款数控可调直流稳压电源，其 额定输出电压 0-30V 可调， 额定输出电流 0-4A 可调,其输出电压精度高且稳定性 强，参数设置操作简单，带有掉电数据保护、过热保护、过流保护、过压保护功 能，还可以实时检测并显示实际的电压/电流输出值。 关键词：数控；稳压电源；A/D 转换；D/A 转换；过流保护
一、设计任务
设计制作具有一定电压范围和功能的数控电源。
二、设计要求
基本要求：a 输出电压:范围 0~15V ，步进 0.1V，纹波不大于 10mv b 输出电流: 500mA c 输出电压由数码显示 d 用”+”.”-”键控制输出电压进行增/减调整 发挥部分：a 自动扫描输出电压 b 扩展输出三角波等电压种类 c 输出电压可预置在 0~15V 之间的任意值
三、系统方案论证与选择
根据题目要求，本设计的系统可以划分为如下十个部分：辅助电源部分、 单片机控制部分、D/A 转换部分、A/D 转换部分、电压基准部分、电压电流反馈 调节部分、输出显示部分、输入调节设定部分、过热保护部分、过流保护部分。 系统方框图如下：
温度采样 220V输入
编码器/按键
过热保护
散热器（风扇散热）
辅助电源稳压电路
整流滤波
变压器降压 （绕组切换）
单片机 D/A转换 液晶显示 误差比较放大 稳压电路 输出 双层硬件过流保护
A/D转换
电压/电流取样及 放大
3.1 系统的基本方案 在本设计中， 为了尽可能提高实验成品各方面的性能指标，对几个比较重要 的模块分别进行了几种不同的设计方案论证，并选取最优方案。
DH1719A DH1720A DH1722A DH1724A 直流稳压稳流电源技术说明书 北京大华无线电仪器厂2010年1月11日
目录 概述 (2) 1.工作特性 (3) 2. 工作原理 (4) 3. 结构特征 (6) 4. 使用方法 (6) 5. 仪器的维修 (10) 6. 成套性 (12) 7. 储存 (13) 8. 质量保证 (13)
概述： DH1719A、DH1720A、DH1722A、DH1724A型直流单路稳压稳流电源是一种带有4位数字面板表显示的恒压（CV）与恒流（CC）自动转换的高精度电源。 DH1719A、DH1720A、DH1722A、DH1724A型可同时显示输出电压及电流。本机设有输出电压、电流预调电路及输出开关电路。输出开关是一种电子开关，不会产生机械振动及噪声，当输出开关关闭时，电压表指示的值与电压调节旋钮的位置相对应，以便于电压的预调节，电流表指示的值与电流调节旋钮的位置相对应，以便于电流的预调节，按下输出开关，在输出接线柱上便有电压输出。 本电源具有电压远控、电流远控功能，在仪器后部设有远控输入插座。 DH1722A型具有过压保护功能，保护时切断输出。 DH1724A型具有过压、过流保护功能，保护时切断输入。 DH1719A、DH1720A、DH1722A型直流单路稳压稳流电源净高3U，两台并放可上架19英寸机柜。 DH1724A型直流单路稳压稳流电源净高4U，两台并放可上架19英寸机柜。 请在使用本电源以前，先通读一下本说明书。
1.工作特性（部分指标测试方法请参见附件） DH1719A 型号2型3型4型5型 额定值24V－5A 35V－4A 55V－2A 100V－1A 输入电源220V±10％50Hz±5％效率约60% 输出输出电压范围0～24V 0～35V 0～55V 0～100V 电压分辩力25 mV 30 mV 55 mV 100 mV 输出电流范围0～5A 0～4A 0～2A 0～1A 电流分辩力 5 mA 4 mA 2 mA 1 mA 恒压特性源电压效应５×10-5+2 mV 负载效应（负载调整率）５×10-5+２mV 周期与随机偏移（PARD） （5Hz～10MHz）rm s １ｍＶ 温度效应2×10－4／℃ 远控（控制电压／输出电压）5V／24V 5V／35V 5V／55V 5V／100V 恒流特性源电压效应5×10－4+ 2 mA 负载效应5×10－3+ 2 mA 周期与随机偏移(PARD) （5Hz～10MHz）rm s 5mA 远控（控制电压／输出电流）5V／5A 5V/4A 5V／2A 5V／1A 工作温度范围0～40℃（预热30min）工作相对湿度范围20～90％RH 储存温度及湿度范围-40℃～+60℃5～95％RH 冷却方式DC24V智能风机 输出电压极性正或负接线柱接地 准确度DC电压表±0.5%读数＋6个字（在20±2℃和＜80％RH条件下) DC电流表±1％读数＋10个字（条件同上） 输入保险丝 2.5A 重量（Kg）≤10 外形尺寸(mm) 350（L）×210(W）×130（H）仪器可靠性指标MTBF（θ）≥5000小时 遥控输入：DB—9 2（+） 7（-）
WYK直流稳压稳流电源原理及维修手册 东莞市东方集团易事特有限公司技术部编制
第一章 第一节直流稳压电源的定义及分类 一、直流稳压电源的定义：输出电流的方向不随时间的变化向一个方向运动电源。 直流电源有稳定的直流电源与非稳定的直流电源之分，所谓稳定的直流电源，就是输出电压不随负载或外界电压的变化而变化，非常稳定；非稳定的直流电源输出电流的方向保持不变，输出电压的大小随时间或负载的变化而变化。 二、直流电源的对面就是交流电源，所谓交流电源就是输出电流的方向随时间变化而 作周期的变化。 非稳定直流电源如图a，稳定直流电源如图b，交流电源如图c： 三、分类 分类原则按输出电压及电流的大小分类： 1、小功率U0≦60 I0≦10A 继电器预稳式： 产品有：WYK-302B2、303B2、305B2、502B2、503B2、505B2、602B2、502B2、605B2 WYK-302、303、305、502、503、505、602、502、605
2、中功率U0≦60 10A≦I0≦100A 低压可控硅半控预稳式 产品有：WYK-3020、3030、3050、3060、5050、50100等。 3、高压电源U0＞60 高压可控硅半控预稳式 产品有：WYK-1002、1005、1505、30010、6005等。 4、大功率电源U0≦50V I0≥150A 三相可控硅半控预稳式 产品有：SWYK-30150、30200、30300等。 第二节直流稳压电源常用集成块简介 1、运算放大器 a、运算放大器一般有五个必须的端子：1、同相端；2、反相端；3、正电源端；4、 负电源端；5、输出端。如图所示： b、放大器的特点： 1、输入阻抗高，输出阻抗低； 2、开环状态放大倍数极高一般达 到105； 3、开环状态，当同相端高于反相端时，输出端一般接近正电源电压，反之， 接近负电源电压。 2、本公司直流电源所用的运放： a、UA741 b、LM324、LM358