智能电量测量仪电源的设计电路

发布日期:2023-01-17
智能电量测量仪电源的设计电路

电工优优今天要和大家分享的智能电量测量仪电源的设计电路相关信息,接下来我将从三相智能电量测量仪,智能电量测量仪的使用,智能电量测量仪的作用这几个方面来介绍。

笔记本开关电源电路图

本文设计的电量测量仪强电部分很规范未有改动,在弱电部分串接了一个电流互感器和并接了一个电压互感器,将被测信号经取样前置放大.A/D转换后去CPU处理,增加了供信号处理的直流电源。

该仪器直流电源经测绘如下图(下图)所示,不能适应AC110V的电源。

图1

仪表上的这么多数码管都要靠+5v电源来驱动,所以这是一个负载极不对称的正负双电源。市场上一时又没有买到AC100V~240V进.DC+/-5V双输出的开关电源,但在电子市场只买到了二个韩国三星产笔记本电脑用的交流适配器:AC 100—240V/1.8A进,DC 14V/3A出的开关电源。

采用TDA2030高效功率放大器作互补输出,将单极性电源转换成双极性电源,输出功率大,外围器件也比较少(见下图)。

图2

TDA2030是德律风根生产的音频功放电路,具有体积小、输出功率大、谐波失真和交越失真小等特点。

从上图可以看出:把TDA2030接成电压跟随器的形式,正输入端的两个电阻把电源电压的一半提供给le,le输出端的输出刚好是电源电压的一半,把输出作为虚拟的“地”,这个电路的特点是“虚地”,使用时“虚地”与输入电源的接地端必须完全隔离。

买来器件按图焊接好后接上电源通电测试,发现TDA2030集成块开机冲击电流很大,稳态需要大约30秒的时间.稳态后自身空载电流约为19mA,散热片发烫,虽然能把单电源转换成双电源,但它空载电流这么大.是不理想的。

为完成改装任务,还得继续上网寻找参考图纸,这次在网上找到了很多资料,时基电路555接成无稳态电路,3脚输出频率为20KHz、占空比为1:1的方波。3脚为高电平时,C4被充电;低电平时,C3被充电。由于VD1、VD2的存在,C3、C4在电路中只充电不放电,充电最大值为EC,将B端接地,在A、C两端就得到+/-EC的双电源。本电路输出电流超过50mA,不满足我们的要求。

但从中得到了启发:将几个方案组合一下形成了一个新的电路,它由电阻分压器,电压跟随器和并联调整管三个部分组成。具体原理图参见(下图)。

图3

原理分析:

电路由R1,R2组成分压器,分压值取出后送入运放同相输 入端5,两级运放都接成电压跟随器,第二级运放通过VT1,VT2并联调整管组合成电压跟随器,这样处理的好处是电路始终把Q’钳位在1/2Ec(即虚地 的零地位上)。当两路负载不相同时,调整管要工作,运放输出在R3上产生的压降作为VT1,VT2的发射偏置电压,使Q’比Q点低约0.7V。上图接法, 通过反馈回路可使两路负载不相同时,也能保持正负电源基本对称。

本电路是用在仪器直流供电方案,正电源负载大,负电源负载小,由 于上臂负载大,下臂负载小,会引起Q’点地位台高,迫使VT2导通,VT1截止,从而使上臂负载的部分电流经VT2分流,使Q’点地位下降,当Q’点地位 到达平衡值后,VT2截止。总之,VT2处于不断地调整工作中,所以它的散热器比VT1的散热器温升要高些。

LM358为双运算放大器,电源电压为3—30V,

D822为NPN功率三极管.BVceo》=30V,ICm=3A

B772为PNP功率三极管,BVceo》=-30V,cm=-3A从采用元件的参数可知:本电路适用输入电源在DC 30V以下,输出在正负15V以下的电源转换电路,最好是+/-5V~+/~12V双电源的变换较为可靠,输出电流控制在1A左右较为保险些。

制作要点:

1.先把R1.R2分压器和二级电压跟随器焊接好,暂时把运放反相输入端2接在Q点上,通电测试确保从市场上买来的运放LM358是良好的:输入电压为DC 14V,输出的电压为+7V和一7V.从图中可以看出电路功耗为零,证明LM358是好的。

2.按原理图所示焊接好并联调整管组件,并把运放反相输入端2接在Q’点上,确无误后,通电测试:输入电压为DC 14V.输出的电压为+7V和-7V,从图中可以看出电路功耗为零,证明单电源转双电源电路是好的。

3.改装三星开关电源:把开关电源塑壳拆下,通电后调节微调电位器,使其单电源输出由原DC 14V调整为DC 16V,并把微调电位器点胶固定牢。接入自做的转换板粘贴在塑壳上,最后插上电源通电测试,读数应为DC +/-8V,说明系统工作良好。

4.把二台仪器上原变压器用装好的转换器替代,把调压器调到110V,并接上负载带载对比测试一个小时。

5.换大散热器:经1小时带载检测,发现下臂调整管的散热器发烫,不利于长时间工作,必须把散热器面积增大。把散热器换大后带载连续测试8小时工作非常稳定。配置好美式插头,插座打包好寄到美国的销售公司,改制工作顺利完成。

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