CN102830739B - 一种实现50a-7500a交流程控电流源的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现50A-7500A交流程控电流源的方法，所述交流程控电流源输出电压为0-10V，电压/电流值输出精度1%，输出波形失真度1%，电压稳定度1%，输出50HZ-60HZ交流正弦波；实现该方法的步骤如下：首先信号参数进入DSP模块，经DSP模块处理产生的SPWM波经过输出驱动器送入大功率IGBT功率模块，IGBT功率模块输出电流经大功率变压器转换为低压大电流输出，输出参数通过电流传感器反馈给DSP模块达到稳定输出的功能。

Description

一种实现50A-7500A交流程控电流源的方法

技术领域

本发明涉及一种实现电流源的方法，特别涉及一种实现50A-7500A交流程控电流源的方法。

背景技术

在现代电子实验、电子测量仪器、工业控制以及医学研究等领域，常常需要高精度的电流源，很多时候不仅需要输出可以任意设定，当负载在一定范围内变化时能保持良好的稳定性，还需要保证很高的精度以及极低的纹波系数。传统直流电源一般采用电流串联反馈型电流源包括取样、放大、调整、反馈的闭环系统。这样电路虽然能实现大电流输出，但是要实现高精度输出，需要复杂的电路，制作和调试都十分复杂，而且往往是用电位器进行调节，输出电流值无法实现精确步进。

电流源，即理想电流源，是从实际电源抽象出来的一种模型，其总能向外提供一定的电流而不论其两端的电压为多少，电流源具有两个基本的性质：第一，它提供的电流是定值I或是一定的时间函数I(t)与两端的电压无关。第二，电流源自身电流是确定的，而它两端的电压是任意的。 

由于内阻等多方面的原因，理想电流源在真实世界是不存在的，但这样一个模型对于电路分析是十分有价值的。实际上，如果一个电流源在电压变化时，电流的波动不明显，我们通常就假定它是一个理想电流源。 

由于电流源的电流是固定的，所以电流源不能断路，电流源与电阻串联时其对外电路的效果与单个电流源的效果相同。此外，电流源与电压源是可以等效转换的，一个电流源与电阻并联可以等效成一个电压源与电阻串联。

现有程控电流源输出电流范围低、精度低、功率小、制作和调试复杂且价格高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有输出电流范围高、准确度高、功率大等特点的程控电流源。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：  

一种实现50A-7500A交流程控电流源的方法，所述交流程控电流源输出电压为0-10V，电压/电流值输出精度1%，输出波形失真度1%，电压稳定度1%，输出50HZ-60HZ交流正弦波；

实现该方法的步骤如下：

首先信号参数进入DSP模块，经DSP模块处理产生的SPWM波经过输出驱动器送入大功率IGBT功率模块，IGBT功率模块输出电流经大功率变压器转换为低压大电流输出，输出参数通过电流传感器反馈给DSP模块达到稳定输出的功能。

优选的，所述稳定输出电流采用双路采样方法来实现，其步骤如下：

一路由DSP模块的高速AD输入卡采样，另一路由工控机的高速DA输出卡采样。 

优选的，所述输出参数通过三种方式送出；

第一种方式是通过通讯模块的MODBUS通讯卡将有关输出电流大小范围，输出电流频率，输出电流时间，电流建立方式等送至DSP；

第二种方式是通过工控机DIO数字量卡控制电流输出开关、指示灯或输入操作按钮信号；

第三种方式是通过工控机高速DA输出卡将输出电流幅度、频率等参数通过DSP模拟量输入口传送方式给DSP，可快速可靠调整输出电流，使输出电流恒流时更稳定、调整时更灵活。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过大功率变压器将输出电流转换为低压大电流输出，从而实现50A-7500A交流程控电流源，输出参数通过电流传感器反馈给DSP处理器达到稳定输出的功能；本发明通过工控机高速DA输出卡将输出电流幅度、频率等参数通过DSP模拟量输入口传送方式给DSP，可快速可靠调整输出电流，使输出电流恒流时更稳定、调整时更灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明工作过程示意图；

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1. 工控机IPC  2. 高速DA输出卡  3. 高速AD输入卡  4. DIO数字量卡  5. 通讯模块  6. DSP模拟量输入口  7. 电流传感器  8. DSP数字量输入口  9. DSP通讯口  10. DSP模块  11. SPWM驱动电路  12. IGBT功率模块  13. 变压器。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

一种实现50A-7500A交流程控电流源的方法，所述交流程控电流源输出电压为0-10V，电压/电流值输出精度1%，输出波形失真度1%，电压稳定度1%，输出50HZ-60HZ交流正弦波；

实现该方法的步骤如下：（参见图1所示）

首先信号参数进入DSP模块10，经DSP模块10处理产生SPWM波，SPWM波经过驱动电路11，驱动电路11控制IGBT模块12和变压器13；SPWM波经过驱动电路11处理后被送入大功率IGBT功率模块12，IGBT功率模块12将SPWM波转化为电流输出，输出电流经大功率变压器13转换为低压大电流输出，输出参数通过电流传感器7反馈给DSP模块10达到稳定输出的功能。

为了达到稳定输出电流，本发明采用双路采样方法来实现，其步骤如下：

一路由DSP模块10的高速AD输入卡3采样；

另一路由工控机1的高速DA输出卡2采样。 

本发明的输出参数通过三种方式送出；

第一种方式是通过通讯模块5的MODBUS通讯卡将有关输出电流大小范围，输出电流频率，输出电流时间，电流建立方式等送至DSP通讯口9，再由DSP通讯口9进入DSP模块10；

第二种方式是通过工控机DIO数字量卡4控制电流输出开关、指示灯或输入操作按钮信号，并通过DSP数字量输入口8将信号传送给DSP模块10；

第三种方式是通过工控机高速DA输出卡2将输出电流幅度、频率等参数通过DSP模拟量输入口6传送方式给DSP模块10，其可快速可靠调整输出电流，使输出电流恒流时更稳定、调整时更灵活。

Claims (3)

1.一种实现50A-7500A交流程控电流源的方法，其特征在于，所述交流程控电流源输出电压为0-l0V，电压/电流值输出精度1%，输出波形失真度1%，电压稳定度1%，输出50HZ-60HZ交流正弦波；

    实现该方法的步骤如下：

    首先信号参数进入DSP模块，经DSP模块处理产生的SPWM波经过输出驱动器送入大功率IGBT功率模块，IGBT功率模块输出电流经大功率变压器转换为低压大电流输出，输出参数通过电流传感器反馈给DSP模块达到稳定输出的功能；所述输出参数通过工控机高速DA输出卡将输出电流幅度、频率等参数通过DSP模拟量输入口传送方式给DSP，可快速可靠调整输出电流，使输出电流恒流时更稳定、调整时更灵活。

2.根据权利要求1所述的一种实现50A-7500A交流程控电流源的方法，其特征在于：所述稳定输出电流采用双路采样方法来实现，其步骤如下：

    一路由DSP模块的高速AD输入卡采样，另一路由工控机的高速DA输出卡采样。

3.根据权利要求1所述的一种实现50A-7500A交流程控电流源的方法，其特征在于：所述输出参数还通过两种方式送出；

    第一种方式是通过通讯模块的MODBUS通讯卡将有关输出电流大小范围，输出电流频率，输出电流时间，电流建立方式等送至DSP；

    第二种方式是通过工控机DIO数字量卡控制电流输出开关、指示灯或输入操作按钮信号。

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