一種交流傳感器激磁電源的閉環控制電路的製作方法

2023-07-18 22:51:36 1

專利名稱：一種交流傳感器激磁電源的閉環控制電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及交流傳感器激磁電源的閉環控制電路，屬於電子電路領域。
背景技術：
閉環控制電路是一種常用的控制技術，特別是在伺服電子控制領域，應用相當廣泛。隨著電傳控制系統的發展，應用傳感器數量的增多和傳感器本身技術的提高，對交流激磁電源的要求也越來越嚴格。為了在多負載，寬溫度範圍工作條件下達到相當精度的幅值輸出，直接輸出式的激磁電源很難保持輸出精度，，採用閉環控制電路可以提高值輸出精度。交流傳感器激磁電源是一種小功率的信號源，在無負載情況下輸出幅值比較穩定，但在帶一定負載的情況下，隨著電流的輸出的增大，負載消耗的功率增大，導致幅值變小；特別是在軍溫(-40° +65° )條件下，負載隨著溫度的變化其內阻而有所改變，從而導致電源的輸出電流變化，電流的變化最終導致輸出幅值的變化，就會造成交流傳感器激磁電源在常溫無負載的情況下和在軍溫滿負載的情況下的輸出幅值有較大差別，很難保證工作在要求的誤差範圍內。

實用新型內容本實用新型提供一種交流傳感器激磁電源的閉環控制電路，能提高傳感器激磁電源輸出幅值在常溫無負載的情況下和在軍溫滿負載的情況下的輸出精度。本實用新型採取的技術方案為，一種交流傳感器激磁電源的閉環控制電路，包括:調製電路，所述調製電路的輸入端與交流信號源連接，所述調製電路的輸出端與功率放大電路輸入端連接，所述功率放大電路輸出端分別與輸出埠和整流濾波電路輸入端連接，所述整流濾波電路輸出端與積分電路輸入端連接，所述積分電路輸出端與所述調製電路輸入端連接，所述積分電路輸入端還與參考電壓連接。本實用新型具有的優點和有益效果:本實用新型是一種控制交流傳感器激磁電源輸出幅值變化的電路。當溫度或負載發生變化時，由於功耗的原因，導致功率放大器的輸出幅值發生變化，整流濾波電路的輸出直流就會變化，從而打破了積分器的穩定狀態，積分器開始積分，補償調製電路，使調製電路輸出增大或減小，改變功率放大電路輸出幅值，從而提高了整個電路的工作精度。

圖1是本實用新型交流傳感器激磁電源的閉環控制電路示意圖。圖2是本實用新型調製電路原理示意圖。圖3是本實用新型功率放大電路原理示意圖。圖4是本實用新型整流濾波電路原理示意圖。圖5是本實用新型積分電路原理示意圖。
具體實施方式
下面結合說明書附圖1 5對本實用新型的設計過程做詳細說明，具體操作步驟如下:閉環控制電路示意圖:如圖1所示，描述路了整個控制部分的組成和動態流向，包括:調製電路，所述調製電路的輸入端與交流信號源連接，所述調製電路的輸出端與功率放大電路輸入端連接，所述功率放大電路輸出端分別與輸出埠和整流濾波電路輸入端連接，所述整流濾波電路輸出端與積分電路輸入端連接，所述積分電路輸出端與所述調製電路輸入端連接，所述積分電路輸入端還與參考電壓連接。調製電路設計:如圖2所示，乘法器輸入端X接交流輸入，輸入端Y接來自積分器的自動調整的直流信號；注意乘法器的輸出範圍一般為-1OV +10V，交流源儘量控制到峰值6V左右，直流控制到8V左右，使其工作在正常的自動調節範圍內，防止乘法器進入飽和狀態。功率放大電路設計:如圖3所示，結合所選放大器的特徵設計電流輸出，結合穩態時調製電路的輸出範圍計算功率放大器的增益，使其輸出達到傳感器激磁電源要求的幅值；ci為隔直電容，C2為高頻濾波電容。整流濾波電路設計:如圖4所示，因為傳感器激磁電源的輸出幅值一般比較大，所以應將其增益調整到適當的範圍內，以滿足放大器的輸入要求，防止使其飽和；然後進行整流，在濾波器上設計一級增益放大電路，將直流輸出調整到適當的範圍(如-9V -6V)，當傳感器激磁電源的輸出幅值變化時，不至於使其輸出飽和；在下面的公式中可以計算傳感器激磁電源的輸出幅值:傳感器激磁電源的輸出有效值* (R5/R4)*整流濾波係數* (R8/R7)=V2積分電路設計:如圖5所示，積分器輸入參考電壓的直流正信號，同時輸入整流濾波後的直流負信號，圖5中RlO、Rl I的阻值應滿足R10/R11=V1/V2，當V2變化時，積分器開始積分；滿足平衡條件時，積分器停止積分，保持穩定輸出。本設計的核心部分是積分電路部分，在初始狀態時，傳感器激磁電源輸出為0，所以整流濾波電路輸出為0，積分電路只有參考電壓的直流輸入，積分器迅速積分；一個交流周期過後，整流濾波電路輸出為不再為0，而有一定的電壓輸出，並且與輸入的參考電壓方向相反，抑制積分器的積分速度；當幾個周期過後，如圖5所示，整流濾波的電壓V2=(R11/RIO) *V1時,積分器不再積分,輸出穩定在一個固定值,此時傳感器激磁電源輸出幅值保持穩定。實施例本施例選用傳感器激磁電源輸出有效值為16V/2400HZ的信號進行說明:調製電路設計:如圖2所示，乘法器輸入端X接有效值為5V/2400的交流信號，其峰值為7.07V，選用的乘法器輸出範圍在-1OV +10V，乘法器輸入端Y接來自積分器的直流信號；假設積分器的穩態輸出為8V，那麼，調製電路輸出有效值為XY/10=5.66V，保持在乘法器輸出的中間範圍，當Y變化時乘法器不會進入飽和狀態。功率放大電路設計:結合所選放大器的特徵設計電流輸出能力，如圖3所示，(R2/Rl)*5.66V=16V，可選 Rl=Il.3ΚΩ，R2=32KQ 的值。可選 Cl=I μ f 為隔直電容，C2=100pf■為高頻濾波電容。電容選取範圍不要影響幅值和頻率即可。整流濾波電路設計:如圖4所示，將交流有效值16V (峰值22.6V)信號增益調整到交流有效值4V，選取R4=16KQ，R5=4KQ ;然後設計半波整流、濾波到-1.8V的直流同時設計一級增益電路將其放大到-8V，選取R7=18KQ，R8=80KQ。積分電路設計:如圖5所示，積分器輸入的參考電壓為直流+10V，同時輸入整流濾波後的-8V與其相加，圖5中R10、R11的阻值應滿足R10/R11=V1/V2，那麼參考電壓Vl=IOV,V2=8V,可選RlO=IOK Ω，R11=8K Ω ；當V2=8V時，積分器輸出穩定到一定狀態，送到調製電路；當V2 Φ 8V時，積分器積分，補償調製電路，最終使整個電路進入穩態。該設計中每一部分離飽和值都有一定的餘量，使電路調整時有浮動空間。當16V/2400HZ在一定情況下變化時，採樣整流濾波電路的輸出就會隨之變化，使積分器輸入失去平衡，開始積分，積分器輸出的發生變化，同時解調電路輸出變化，使功率放大電路輸出變化，直到輸出幅值調整到有效值16V，然後再經整流濾波後到送到積分器，使積分器重新達到平衡穩定輸出，整個閉環調整結束；通過閉環控制電路，最終達到了提高傳感器激磁電源輸出幅值精度的目的。
權利要求1.種交流傳感器激磁電源的閉環控制電路，其特徵在於，包括:調製電路，所述調製電路的輸入端與交流信號源連接，所述調製電路的輸出端與功率放大電路輸入端連接，所述功率放大電路輸出端分別與輸出埠和整流濾波電路輸入端連接，所述整流濾波電路輸出端與積分電路輸入端連接，所述積分電路輸出端與所述調製電路輸入端連接，所述積分電路輸入端還與參考電壓連接。
專利摘要本實用新型涉及一種交流傳感器激磁電源的閉環控制電路，屬於電子電路領域。本實用新型採取的方案為利用放大器的積分原理，通過採集交流傳感器激磁電源的輸出幅值，經過整流濾波與積分器的輸入參考進行比較，再通過積分器的輸出和輸入交流信號源進行乘法運算，來控制交流傳感器激磁電源的輸出，形成閉環控制。該電路由調製電路、功率放大電路、整流濾波電路、積分電路形成閉環控制；採用此技術，可以使交流傳感器激磁電源在常溫無負載的情況下和軍溫(-40°～+65°)滿負載的條件下輸出幅值起到提高電源輸出精度的目的。
文檔編號G05F1/66GK202929514SQ201220611418
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者察應坤, 屈蕾, 王魁, 李煒, 史傑, 馬海濤 申請人:中國航空工業第六一八研究所