CN202929514U - 一种交流传感器激磁电源的闭环控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种交流传感器激磁电源的闭环控制电路，属于电子电路领域。本实用新型采取的方案为：利用放大器的积分原理，通过采集交流传感器激磁电源的输出幅值，经过整流滤波与积分器的输入参考进行比较，再通过积分器的输出和输入交流信号源进行乘法运算，来控制交流传感器激磁电源的输出，形成闭环控制。该电路由调制电路、功率放大电路、整流滤波电路、积分电路形成闭环控制；采用此技术，可以使交流传感器激磁电源在常温无负载的情况下和军温（-40°～+65°）满负载的条件下输出幅值起到提高电源输出精度的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及交流传感器激磁电源的闭环控制电路，属于电子电路领域。
背景技术
闭环控制电路是一种常用的控制技术，特别是在伺服电子控制领域，应用相当广泛。随着电传控制系统的发展，应用传感器数量的增多和传感器本身技术的提高，对交流激磁电源的要求也越来越严格。为了在多负载，宽温度范围工作条件下达到相当精度的幅值输出，直接输出式的激磁电源很难保持输出精度，，采用闭环控制电路可以提高值输出精度。
交流传感器激磁电源是一种小功率的信号源，在无负载情况下输出幅值比较稳定，但在带一定负载的情况下，随着电流的输出的增大，负载消耗的功率增大，导致幅值变小；特别是在军温（-40°～+65°）条件下，负载随着温度的变化其内阻而有所改变，从而导致电源的输出电流变化，电流的变化最终导致输出幅值的变化，就会造成交流传感器激磁电源在常温无负载的情况下和在军温满负载的情况下的输出幅值有较大差别，很难保证工作在要求的误差范围内。
实用新型内容
本实用新型提供一种交流传感器激磁电源的闭环控制电路，能提高传感器激磁电源输出幅值在常温无负载的情况下和在军温满负载的情况下的输出精度。
本实用新型采取的技术方案为，一种交流传感器激磁电源的闭环控制电路，包括：调制电路，所述调制电路的输入端与交流信号源连接，所述调制电路的输出端与功率放大电路输入端连接，所述功率放大电路输出端分别与输出端口和整流滤波电路输入端连接，所述整流滤波电路输出端与积分电路输入端连接，所述积分电路输出端与所述调制电路输入端连接，所述积分电路输入端还与参考电压连接。
本实用新型具有的优点和有益效果：本实用新型是一种控制交流传感器激磁电源输出幅值变化的电路。当温度或负载发生变化时，由于功耗的原因，导致功率放大器的输出幅值发生变化，整流滤波电路的输出直流就会变化，从而打破了积分器的稳定状态，积分器开始积分，补偿调制电路，使调制电路输出增大或减小，改变功率放大电路输出幅值，从而提高了整个电路的工作精度。
附图说明
图1是本实用新型交流传感器激磁电源的闭环控制电路示意图。
图2是本实用新型调制电路原理示意图。
图3是本实用新型功率放大电路原理示意图。
图4是本实用新型整流滤波电路原理示意图。
图5是本实用新型积分电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图1～5对本实用新型的设计过程做详细说明，具体操作步骤如下：
闭环控制电路示意图：如图1所示，描述路了整个控制部分的组成和动态流向，包括：调制电路，所述调制电路的输入端与交流信号源连接，所述调制电路的输出端与功率放大电路输入端连接，所述功率放大电路输出端分别与输出端口和整流滤波电路输入端连接，所述整流滤波电路输出端与积分电路输入端连接，所述积分电路输出端与所述调制电路输入端连接，所述积分电路输入端还与参考电压连接。
调制电路设计：如图2所示，乘法器输入端X接交流输入，输入端Y接来自积分器的自动调整的直流信号；注意乘法器的输出范围一般为-10V～+10V，交流源尽量控制到峰值6V左右，直流控制到8V左右，使其工作在正常的自动调节范围内，防止乘法器进入饱和状态。
功率放大电路设计：如图3所示，结合所选放大器的特征设计电流输出，结合稳态时调制电路的输出范围计算功率放大器的增益，使其输出达到传感器激磁电源要求的幅值；C1为隔直电容，C2为高频滤波电容。
整流滤波电路设计：如图4所示，因为传感器激磁电源的输出幅值一般比较大，所以应将其增益调整到适当的范围内，以满足放大器的输入要求，防止使其饱和；然后进行整流，在滤波器上设计一级增益放大电路，将直流输出调整到适当的范围（如-9V～-6V），当传感器激磁电源的输出幅值变化时，不至于使其输出饱和；在下面的公式中可以计算传感器激磁电源的输出幅值：
传感器激磁电源的输出有效值*（R5/R4）*整流滤波系数*（R8/R7）=V2
积分电路设计：如图5所示，积分器输入参考电压的直流正信号，同时输入整流滤波后的直流负信号，图5中R10、R11的阻值应满足R10/R11=V1/V2，当V2变化时，积分器开始积分；满足平衡条件时，积分器停止积分，保持稳定输出。
本设计的核心部分是积分电路部分，在初始状态时，传感器激磁电源输出为0，所以整流滤波电路输出为0，积分电路只有参考电压的直流输入，积分器迅速积分；一个交流周期过后，整流滤波电路输出为不再为0，而有一定的电压输出，并且与输入的参考电压方向相反，抑制积分器的积分速度；当几个周期过后，如图5所示，整流滤波的电压V2=(R11/R10)*V1时，积分器不再积分，输出稳定在一个固定值，此时传感器激磁电源输出幅值保持稳定。
实施例
本施例选用传感器激磁电源输出有效值为16V/2400HZ的信号进行说明：
调制电路设计：如图2所示，乘法器输入端X接有效值为5V/2400的交流信号，其峰值为7.07V，选用的乘法器输出范围在-10V～+10V，乘法器输入端Y接来自积分器的直流信号；假设积分器的稳态输出为8V，那么，调制电路输出有效值为XY/10=5.66V，保持在乘法器输出的中间范围，当Y变化时乘法器不会进入饱和状态。
功率放大电路设计：结合所选放大器的特征设计电流输出能力，如图3所示，(R2/R1)*5.66V=16V，可选R1=11.3KΩ，R2=32KΩ的值。可选C1=1μf为隔直电容，C2=100pf为高频滤波电容。电容选取范围不要影响幅值和频率即可。
整流滤波电路设计：如图4所示，将交流有效值16V(峰值22.6V)信号增益调整到交流有效值4V，选取R4=16KΩ，R5=4KΩ；然后设计半波整流、滤波到-1.8V的直流同时设计一级增益电路将其放大到-8V，选取R7=18KΩ，R8=80KΩ。
积分电路设计：如图5所示，积分器输入的参考电压为直流+10V，同时输入整流滤波后的-8V与其相加，图5中R10、R11的阻值应满足R10/R11=V1/V2，那么参考电压V1=10V，V2=8V，可选R10=10KΩ，R11=8KΩ；当V2=8V时，积分器输出稳定到一定状态，送到调制电路；当V2≠8V时，积分器积分，补偿调制电路，最终使整个电路进入稳态。
该设计中每一部分离饱和值都有一定的余量，使电路调整时有浮动空间。当16V/2400HZ在一定情况下变化时，采样整流滤波电路的输出就会随之变化，使积分器输入失去平衡，开始积分，积分器输出的发生变化，同时解调电路输出变化，使功率放大电路输出变化，直到输出幅值调整到有效值16V，然后再经整流滤波后到送到积分器，使积分器重新达到平衡稳定输出，整个闭环调整结束；通过闭环控制电路，最终达到了提高传感器激磁电源输出幅值精度的目的。
Claims (1)
1.一种交流传感器激磁电源的闭环控制电路，其特征在于，包括：调制电路，所述调制电路的输入端与交流信号源连接，所述调制电路的输出端与功率放大电路输入端连接，所述功率放大电路输出端分别与输出端口和整流滤波电路输入端连接，所述整流滤波电路输出端与积分电路输入端连接，所述积分电路输出端与所述调制电路输入端连接，所述积分电路输入端还与参考电压连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110308758A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-10-08 | 扬州通信设备有限公司 | 短波功放功率稳定闭环控制电路 |
| CN115728530A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-03-03 | 浙江涵普电力科技有限公司 | 一种宽负载适应性交流测试电压源装置 |
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2012
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Granted publication date: 20130508 |
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| CX01 | Expiry of patent term |