程控电源
发布时间:2008/11/28 0:00:00 访问次数:911
程控电源指通过外部控制来设定输出电压、输出电流的稳压、稳流或稳压/稳流的电源。
(1)程控电源的编程方式 程控电源的编程方式一般有无源和有源两种。以图1示出的稳压电源为例,因为
式中 ur——电流通路中放大器的基准电压。
所以,改变反馈电阻rf或输人电阻ra,或者同时改变rf和ra都可改变输出值,此即所谓的无源编程法。若这种电源通过改变基准电压ur或基准电流的方式改变输出值,就是有源编程法。
图1 用外部电阻对稳压电源实施有源编程的电路
控制系数n是程控电源的一项主要技术指标。对用rf制系数n是产生单位电压变化所要求的电阻变化,单位为ω/v。因此,电源的输出电压为
式中 rf——编程电阻。
为了获得比较高的输出电压分辨率,控制系数常选用1kω/v或10kω/v。程控电源的另一项主要指标是编程速度。这是控制元件改变后,uout(或iout)达到要求的标称值所需要的时间。
图2是用外部电压ur对稳压电源实施有源编程的电路图。通常,根据稳压电源所要求的输出特性,可以控制电压叽为步进电压或斜坡电压等不同形式,产生额定输出电压的外部控制电压为±10v或±1v。因为ur在电源的外面,所以,可在远地对电源进行编程。为了获得高分辨率的输出设定值,ur也可用数字方式来控制。
图2 用外部电压ur对稳压电源实施有源编程的电路图
(2)数字式程控电源 在自动测试系统中,常要求以很高的编程速度来设定高分辨率的输出值,数字式程控电源能满足该要求,图3是数字式稳压电源和稳流电源的原理电路图。d/a转换器把输入的数字式数据转换为基准端的模拟电压ur,它的分辨率由输人的数据位数决定。例如,如果ur的量程为0~10v,输入12位bcd码(3位十进制数),则数据的最低位增量为10mv。ur分为1000步,每步10mv。如果输人12位二进制数据,则分辨率达0.0244%。因为图3(a)中的uout和图3(b)中的iout都正比于ur,故按此方式,可以设定任意高的分辨率的输出值uout和iout。
图3 数字式稳压电源和稳流电源的原理电路
①数字式程控电源的一般结构。图4所示为比较完整的数字式程控电源结构框图。其数字电路部分由数据输人缓冲器、光电隔离器、锁存器和d/a转换器组成。
图4 数字式程控电源结构框图
数据输人缓冲器:电源用并行形式的数字式数据输入。通常,数据的电平与数字电路中经常使用的ttl硬件相兼容,即逻辑0为0~+0.4v,逻辑1为+2.4~5.5v。若输人的数据(如来自mos、cmos或其他硬仵的数据)不符合上述规定,则可通过数据输入缓冲器转换为与ttl兼容的标准形式,数据输人缓冲器的输出接光电隔离器。
光电隔离器:光电耦合器由于具有转换速度快、可靠性高以及隔离性能好等特点,所以,数字式程控电源中常用它来作为输人和输出之间的隔离。图5是电源中实际使用的光电隔离纛器的连接图(传递延迟约为60ns)。每当输人数据为逻篚辑1态时,发光二极管led就在外壳内发光。只要“允许”端为高电平(地址缓冲器输出为高),与非门的输出就响应输人状态的变化。一旦出现数据传送脉冲,这些数据就传送到锁存器内。这里所述的传送脉冲由选通脉冲经过合适的延迟产生,因此,能够同时锁存所有需要寄存的数据位,而不必考虑输人电路和数据线上的不同延迟。
图5 光电隔离器
锁存器:程控电源中的锁存器常由若干片4d或8d触发器组成。触发器的d端接各位输入数据,时钟输人端接传送脉冲。当传送脉冲为高态时,输人数据就暂存在锁存器内。
d/a转换器:如前所述,程控电源的输出分辨率直接由d/a转换器的性能决定,所以,d/a转换器是程控电源最重要的部分。为了迅速、准确地控制输出,d/a转换器的转换速度和准确度都必须足够高。此外,按要求,最好能具有正、负双极性输出能力。
②kbc-ⅱ型可编程电源工作原理。kbc-ⅱ型
程控电源指通过外部控制来设定输出电压、输出电流的稳压、稳流或稳压/稳流的电源。
(1)程控电源的编程方式 程控电源的编程方式一般有无源和有源两种。以图1示出的稳压电源为例,因为
式中 ur——电流通路中放大器的基准电压。
所以,改变反馈电阻rf或输人电阻ra,或者同时改变rf和ra都可改变输出值,此即所谓的无源编程法。若这种电源通过改变基准电压ur或基准电流的方式改变输出值,就是有源编程法。
图1 用外部电阻对稳压电源实施有源编程的电路
控制系数n是程控电源的一项主要技术指标。对用rf制系数n是产生单位电压变化所要求的电阻变化,单位为ω/v。因此,电源的输出电压为
式中 rf——编程电阻。
为了获得比较高的输出电压分辨率,控制系数常选用1kω/v或10kω/v。程控电源的另一项主要指标是编程速度。这是控制元件改变后,uout(或iout)达到要求的标称值所需要的时间。
图2是用外部电压ur对稳压电源实施有源编程的电路图。通常,根据稳压电源所要求的输出特性,可以控制电压叽为步进电压或斜坡电压等不同形式,产生额定输出电压的外部控制电压为±10v或±1v。因为ur在电源的外面,所以,可在远地对电源进行编程。为了获得高分辨率的输出设定值,ur也可用数字方式来控制。
图2 用外部电压ur对稳压电源实施有源编程的电路图
(2)数字式程控电源 在自动测试系统中,常要求以很高的编程速度来设定高分辨率的输出值,数字式程控电源能满足该要求,图3是数字式稳压电源和稳流电源的原理电路图。d/a转换器把输入的数字式数据转换为基准端的模拟电压ur,它的分辨率由输人的数据位数决定。例如,如果ur的量程为0~10v,输入12位bcd码(3位十进制数),则数据的最低位增量为10mv。ur分为1000步,每步10mv。如果输人12位二进制数据,则分辨率达0.0244%。因为图3(a)中的uout和图3(b)中的iout都正比于ur,故按此方式,可以设定任意高的分辨率的输出值uout和iout。
图3 数字式稳压电源和稳流电源的原理电路
①数字式程控电源的一般结构。图4所示为比较完整的数字式程控电源结构框图。其数字电路部分由数据输人缓冲器、光电隔离器、锁存器和d/a转换器组成。
图4 数字式程控电源结构框图
数据输人缓冲器:电源用并行形式的数字式数据输入。通常,数据的电平与数字电路中经常使用的ttl硬件相兼容,即逻辑0为0~+0.4v,逻辑1为+2.4~5.5v。若输人的数据(如来自mos、cmos或其他硬仵的数据)不符合上述规定,则可通过数据输入缓冲器转换为与ttl兼容的标准形式,数据输人缓冲器的输出接光电隔离器。
光电隔离器:光电耦合器由于具有转换速度快、可靠性高以及隔离性能好等特点,所以,数字式程控电源中常用它来作为输人和输出之间的隔离。图5是电源中实际使用的光电隔离纛器的连接图(传递延迟约为60ns)。每当输人数据为逻篚辑1态时,发光二极管led就在外壳内发光。只要“允许”端为高电平(地址缓冲器输出为高),与非门的输出就响应输人状态的变化。一旦出现数据传送脉冲,这些数据就传送到锁存器内。这里所述的传送脉冲由选通脉冲经过合适的延迟产生,因此,能够同时锁存所有需要寄存的数据位,而不必考虑输人电路和数据线上的不同延迟。
图5 光电隔离器
锁存器:程控电源中的锁存器常由若干片4d或8d触发器组成。触发器的d端接各位输入数据,时钟输人端接传送脉冲。当传送脉冲为高态时,输人数据就暂存在锁存器内。
d/a转换器:如前所述,程控电源的输出分辨率直接由d/a转换器的性能决定,所以,d/a转换器是程控电源最重要的部分。为了迅速、准确地控制输出,d/a转换器的转换速度和准确度都必须足够高。此外,按要求,最好能具有正、负双极性输出能力。
②kbc-ⅱ型可编程电源工作原理。kbc-ⅱ型
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