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无信号源的自激式激磁电源的设计

发布时间:2021-05-07人气:
本文摘要:激磁电源是自整角机、转动变压器、感应同步器、感应器移相器等微特电机的不可或缺供电电源,也是分解器数字转换器(RDC)模块的主要电源之一,在惯导、雷达、自动追踪等自动化设备中应用于普遍。传统的激磁电源的设计,都是使用再行设计正弦信号源,再行经过波动或缩放,然后展开功率放大的模式。 这种设计方式由于电路工作环节多,造成电路简单、效率较低、成本高,温度稳定性很差,可靠性上升。低电压、大电流、小体积的功率运算放大器的经常出现,为修改激磁电源设计,提升设计质量获取了可行性。

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激磁电源是自整角机、转动变压器、感应同步器、感应器移相器等微特电机的不可或缺供电电源,也是分解器数字转换器(RDC)模块的主要电源之一,在惯导、雷达、自动追踪等自动化设备中应用于普遍。传统的激磁电源的设计,都是使用再行设计正弦信号源,再行经过波动或缩放,然后展开功率放大的模式。

这种设计方式由于电路工作环节多,造成电路简单、效率较低、成本高,温度稳定性很差,可靠性上升。低电压、大电流、小体积的功率运算放大器的经常出现,为修改激磁电源设计,提升设计质量获取了可行性。使用功率运放必要构成维恩电桥振荡电路,通过自激振荡产生驱动功率充足的正弦波。

使用这种方式设计的激磁电源,不仅结构非常简单、成本低,并且失真度小,具备稳频、稳幅功能和较好的低温浪性能。  1必要波动式激磁电源电路构成及工作原理  图1是自激式激磁电源原理框图,根据实际供电电压的情况和阻抗的明确拒绝,可获取完全相同频率的3种有所不同幅值的正弦波输入。基于功率运放的维恩电桥振荡器产生基本的正弦波输入;经过功率运放反相后,从其输入末端和转换器输出末端可获得幅值变换为基本正弦波幅值2倍的频率完全相同的正弦波输入;对于感性阻抗,可通过串联谐振电容,利用LC串联谐振原理获得更高幅值的输入。

    1.1核心器件的搭配  包含维恩电桥的功率运算放大器作为激磁电源的核心器件,拒绝能适应环境较宽的电源电压范围,并能输入较小电流,不具备较好的低温浪特性。综合考虑到性能、体积参数,搭配了BB公司的高电压大电流功率运放OPA548(TO-220-7PCB),可单、双电源供电,双电源供电范围为?~?0V,倒数工作输入电流3A(峰值5A),在环境温度-40度~+85度范围内输出电压温度飘移为?0礦/℃,并不具备输入使能掌控、热变频器维护、电流容许固定式等功能。  1.2振荡器稳幅稳频工作原理  维恩电桥振荡器及其反互为驱动电路如图2右图。

波动频率由R1、R4、C1、C3要求,基本不不受功率运算放大器本身和电源的影响。省辖市用1/1000精度的金属膜电阻和高性能的聚酯电容以确保频率平稳。自激振荡器工作原理:运算放大器并非理想器件,一旦电路上电,运算放大器不会产生输入噪声,通过对系统网络R4、C3对系统至运放的同相输出末端,沦为输出信号。

由于于是以反馈作用,构成正弦波动,并且振幅渐渐减小,以后相似电源电压,输入振幅超过饱和状态,通过调节可变电阻R3转变运放增益,使输入正弦波幅值超过所拒绝的范围。      由巴克豪森状态方程由此可知AB=1是波动的临界条件。其中    因此,维恩电桥自激振荡要符合增益A》3的拒绝。

  0PA548受限流控制末端,将该末端通过限流电阻收到胜电源末端可以设置电流大小。限流电阻R1为    式中:I为OPA548所容许的由R1要求的输入电流(O《l《5A),电路限流时,仅次于不能输入被容许的电流参数I。

  该振荡电路使用双向稳压二极管稳幅方式,如图2右图,D7为双向稳压二极管,型号为2CW234.在运放对系统输出末端终端以平稳振幅。D7是平稳正弦波幅度的关键器件,其自身的温度稳定性一定要好,省辖市用工业级以上的低温浪产品。经实际检测,其中频率波动眑Hz,电压波动?%,波形失真度l%。为了便于仔细观察电路否起振,设计了LED波动命令电路。

电路波动时,正弦波信号通过电阻Rs、电容C4驱动发光二极管D5闪烁。C4起隔平起到,确保电路并未起衡时D5为点燃状态。

  1.3转换器输入及LC串联谐振  功率正弦波振荡器输入电压的幅值,与振荡器供电电压密切相关。一般来说自动控制系统用于的激磁电源有效值为36v或26v,若要产生有效值为36V的激磁电源,则正弦波的峰-峰值为用于单级运放则最少必须?lv的电源输出范围。  如果用于?0v双电源供电,由0PA548包含的振荡器最低可以获取有效值为21v的激磁电源,经过反互为变换后,可以获取有效值为26v或36v的激磁电源。

但对于只获取常规低电压供电的系统,如?5v供电的系统,就无法获取有效值为26v或36v的激磁电压,这时可以使用LC串联谐振的方式使电压有效值升至36v,等效电路  如图3右图。    图3中L是转动变压器的电感,C是串联电容,R是电路的总电阻,即R=RL+RC(RL和RC分别为电感元件和电容元件的电阻);US为激磁电源,相等于图2中输入1与输入2之间输入的激磁电源,为电源角频率。电路输入阻抗Z为    几乎谐振时,电感两端电压有可能多达额定电压,可调节R3使输入电压有效值为36V。


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