電源
近來有個(gè)高精度交流電壓源和電流源(交流的電壓和電流都要有,相當(dāng)于功率源吧)的方案在設(shè)計(jì)中,對于技術(shù)要求感到有心無力。
一: 大概的技術(shù)指標(biāo)如下:
220V、50Hz的電源輸入;
1:)交流電壓輸出要求:
0-400VRMS(可設(shè)置多個(gè)量程來組合達(dá)到,比如0-100v,100v-200v。。。);
輸出精度達(dá)到量程的0.05%;
長時(shí)間穩(wěn)定度達(dá)到萬五/分鐘;
電壓最小步進(jìn):不同檔位選擇(0.05%*滿量程)或者50mV,取大者。
頻率45-55hz,0.1hz調(diào)節(jié);
每相20VA負(fù)載;
負(fù)載調(diào)整率0.05%;
2:)交流電流輸出要求:
0-10ARMS(可設(shè)置多個(gè)量程來組合達(dá)到,比如0-100mA,100mA-1A。。。);
輸出精度達(dá)到量程的0.05%;
長時(shí)間穩(wěn)定度達(dá)到萬五/30s;
電流最小步進(jìn):為0.05%*滿量程或者5mA,取大者。
頻率45-55hz,0.1hz調(diào)節(jié);
每相20VA負(fù)載;
負(fù)載調(diào)整率0.05%;
3:)相位輸出要求:
0-360度每相電壓電流的相對相位單獨(dú)可調(diào)節(jié),0.1°可調(diào)
4:)功率因數(shù)要求:
-1——+1;0.05%精度;
5:)失真度(THD):
0.05%;
6:)諧波注入:
0-21次諧波,相位可調(diào)節(jié);
這是蛋疼的要求,不知道你們看明白沒有,我也設(shè)計(jì)了下出品,遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到標(biāo)。
我的方案是用運(yùn)放和三極管來放大,采用單片機(jī)DAC來數(shù)控。電壓放大采用三極管分立器件,先不說打不達(dá)到400V,能在400v一下先搞定再說,失真度還可以,就是精度達(dá)不到。以下是我的圖:
精度和調(diào)節(jié)步進(jìn)達(dá)不到,還有 帶載時(shí)容易爆管子。
我的電流方案是經(jīng)典的壓控恒流源,采用OPA549,也是問題多多,精度達(dá)不到要求不說,超級發(fā)熱,也是采用
單片機(jī)控制。圖:
我的疑問:
1:像這么寬廣的電壓和電流輸出,精度要求又這么高,一般到底采用什么方案?
我這里的方案估計(jì)應(yīng)該不是最好的,假設(shè)電壓就算只需要輸出200Vrms,還是應(yīng)該選擇分離
器件吧?可是我這個(gè)電壓方案精度無法滿足要求,最低要求50mv或者0.05%太變態(tài)了吧?
求高手指點(diǎn)。比如加入硬件PID或者在精度上有個(gè)好的方法。
2:電流方案應(yīng)該不是最佳?據(jù)說有人采用LM1875并聯(lián)輸出?那精度是怎么達(dá)到的?最低mA級啊!
請指點(diǎn)更好的方案共勉!
我的主要問題就是電壓和電流的精度都達(dá)不到。請兄弟們一起討論下,實(shí)在不行精度可以降低
也可以啊!
QQ:23472073
好在輸出容量并不大,可以采用線性方式。
我的思路是:輸出的電壓、電流采用直流方式進(jìn)行閉環(huán)控制,采用有效值芯片裝輸出的電壓、電流轉(zhuǎn)換成直流電壓,再與給定的直流電壓一起進(jìn)誤差放大器,
誤差放大器的輸出作為波形發(fā)生器的參考電壓。
這樣可以極好地保證輸出有效值的準(zhǔn)確性,同時(shí)輸出波形也不易受反饋系統(tǒng)的影響。波形控制需要小閉環(huán)來控制。
但,系統(tǒng)的穩(wěn)定速度較慢,至少是秒級的。
每相需要的主要元器件:
1片12bit乘法型DAC、1片16bit電壓輸出型DAC、2片有效值轉(zhuǎn)換器、2通道的16bit以上的直流ADC、
OP27若干、功放、1個(gè)次級線圈可串并的工頻變壓器、1個(gè)高精度分壓電阻模塊、1套高精度無感電流采樣電阻。(此處“高精度”并非“準(zhǔn)確度”,而是“穩(wěn)定度”,主要控制老化和溫漂)
控制器只需1片STM32就可以了,50Hz加21次諧波也用不著FPGA之類的。