專利名稱：高精度可控電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型可用于電子設(shè)備及電力測(cè)量領(lǐng)域、涉及一種精密可控交流電源。
背景技術(shù)：
在電力測(cè)量領(lǐng)域，新型的光電式或電子式電壓、電流互感器成為許多研究 機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)廠家的研究熱點(diǎn)，并有不少掛網(wǎng)運(yùn)行的例子，這些新型的光電式或 電子式電壓、電流互感器通常提供一個(gè)數(shù)字接口與一個(gè)模擬接口，數(shù)字接口可 用于變電站數(shù)字化工程，模擬接口提供一個(gè)低電壓、小功率輸出信號(hào)接口，該模擬信號(hào)電壓通常小于5V，該模擬接口如果不經(jīng)過(guò)電壓與功率放大是沒(méi)有實(shí)際 意義的，因?yàn)樽冸娬镜膫鹘y(tǒng)的計(jì)量、測(cè)量、保護(hù)、自動(dòng)化系統(tǒng)的模擬接口都是 100V(電壓接口)或1A/5A(電流接口)，并且接口所需功率較大(通常幾伏安到 幾十伏安)，因此，在變電站還未完全實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化的情況下，迫切需要一種 將光電或電子式互感器提供的模擬控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟芴峁?00V (電壓接口 )或 1A/5A (電流接口)的高精度可控電源，用于實(shí)現(xiàn)光電或電子式互感器與傳統(tǒng) 的計(jì)量、測(cè)量、保護(hù)、自動(dòng)化系統(tǒng)的高精度接口，目前還沒(méi)有一種這樣的高 精度的接口設(shè)備。因此，到目前為止，還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)光電或電子式互感器與變電站的傳統(tǒng)模擬 接口設(shè)備很好接口的可控電源設(shè)備，本實(shí)用新型可以解決該問(wèn)題。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高精讀可控交流電源，即一種實(shí)現(xiàn)光電或電 子式互感器與變電站的傳統(tǒng)模擬接口設(shè)備接口的驅(qū)動(dòng)電源。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案 一種高精度可控電源, 由減法電路(I )、電壓放大電路(II )、功率放大電路(III)、隔離電路(IV)、 輸出取樣反饋電路(V)及用于將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源供減法電路(I )、電壓放大電路(ii)、功率放大電路(m)、隔離電路(iv)工作的電源電路(vi) 組成，減法電路將控制信號(hào)與輸出取樣反饋電路(v)輸出信號(hào)進(jìn)行求差運(yùn)算， 然后送入電壓放大電路(n)與功率放大電路(m)進(jìn)行電壓與功率放大，隔 離電路(iv)連接在輸入端或輸出端，輸出取樣反饋電路(v)將電源輸出的電壓 或電流信號(hào)取樣后送入減法電路的一個(gè)輸入端。對(duì)于可控電壓源，其輸出取樣反饋電路(v)由精密電阻分壓組成。 對(duì)于可控電流源，其輸出取樣反饋電路(v)由精密取樣電阻組成。 其隔離電路(iv)由隔離變壓器或隔離運(yùn)算放大器組成。 其減法電路(i)、電壓放大電路(n)由集成運(yùn)算放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 其電壓放大電路(n)與功率放大電路(m)也可以由集成功放或互補(bǔ)對(duì) 稱功率放大電路在進(jìn)行功率放大的同時(shí)進(jìn)行電壓放大而實(shí)現(xiàn)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1、 本實(shí)用新型的高精度可控電源采用輸出取樣，與輸入控制信號(hào)求差的 反饋控制的形式，以提高輸出電壓的準(zhǔn)確度，而目前釆用輸出信號(hào)反饋控制方 式的電源多用于直流電源，交流電源中沒(méi)有采用的先例。2、 本實(shí)用新型的高精度可控電源釆用精密電阻分壓或精密電阻取樣的方 式以減小取樣電路誤差，從而提高電源的精度。3、 本實(shí)用新型的高精度可控電源為了提高電源的精度采用將電壓放大倍 數(shù)取得特別大(通常幾十萬(wàn)倍)的方法來(lái)提高可控電源的輸出誤差，從而使電 源達(dá)到極高的控制精度。

圖1為本實(shí)用新型的高精度可控電壓源的組成原理框圖； 圖2為本實(shí)用新型的高精度可控電流源的組成原理框圖； 圖3為本實(shí)用新型的高精度可控電源的供電電源電路組成；具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的高精度可控電壓源的組成原理框圖如圖1所示,來(lái)自控制端 的控制信號(hào)電壓uc與來(lái)自輸出取樣反饋電路(V)的輸出反饋信號(hào)在減法電路(I) 中進(jìn)行信號(hào)減法運(yùn)算，將所得的差值信號(hào)進(jìn)行隔離后送入電壓放大電路(II) 中進(jìn)行電壓放大，放大后的電壓差值信號(hào)再送入功率放大電路(III)中 進(jìn)行功率放大，功率放大后的信號(hào)經(jīng)隔離電路(IV)后直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，輸出取樣 反饋電路(V)由精密電阻分壓組成，以減小取樣誤差，功率放大后的隔離電路 (IV)—般由隔離變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)，減法電路(I )后信號(hào)的隔離通常由隔離運(yùn)算 放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)，在隔離運(yùn)算放大器中可同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的減法運(yùn)算、信號(hào)隔離、 電壓放大，輸入端的隔離電路(IV)與功率放大后的隔離電路(IV)可以根據(jù)實(shí)際 情況只在輸入端進(jìn)行隔離、只在輸出端進(jìn)行隔離、兩端同時(shí)進(jìn)行隔離或兩端都 不進(jìn)行隔離。電壓放大電路與功率放大電路也可以由集成功率放大器在功率放 大的同時(shí)進(jìn)行電壓放大來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)該高精度可控電壓源用作電子式電壓互感器 與變電站傳統(tǒng)的模擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口時(shí)，其額定輸出相電壓為ioo/Wv。本實(shí)用新型的高精度可控電流源的組成原理框圖如圖2所示，來(lái)自控制端 的控制信號(hào)(通常為電壓)uc與來(lái)自輸出取樣反饋電路(V)的輸出反饋信號(hào)(通常是利用精密電阻將輸出電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào))在減法電路(I )中進(jìn)行 信號(hào)減法運(yùn)算，將所得的差值信號(hào)進(jìn)行隔離后送入電壓放大電路(II)中進(jìn)行電壓放大，放大后的電壓差值信號(hào)再送入功率放大電路(m)中進(jìn)行功率放大，功率放大后的信號(hào)經(jīng)隔離電路(IV)后驅(qū)動(dòng)負(fù)載，輸出取樣反饋電路(V)由精密 電阻組成，以減小取樣誤差，該精密電阻與輸出負(fù)載電路串聯(lián)，功率放大后的
隔離電路(IV)—般由隔離變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)，減法電路(I )后信號(hào)的隔離通常由隔離運(yùn)算放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)，在隔離運(yùn)算放大器中可同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的減法運(yùn)算、信號(hào)隔離、電壓放大，輸入端的隔離電路(IV)與功率放大后的隔離電路(IV)可以根據(jù)實(shí)際情況只在輸入端進(jìn)行隔離、只在輸出端進(jìn)行隔離、兩端同時(shí)進(jìn)行隔離 或兩端都不進(jìn)行隔離。電壓放大電路與功率放大電路也可以由集成功率放大器 在功率放大的同時(shí)進(jìn)行電壓放大來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)該高精度可控電流源用作電子式電流互感器與變電站傳統(tǒng)的模擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口時(shí)，其額定輸出電流為1A或5A。如圖3所示，供電電源電路(VI)取自變電站單相220V交流電源，經(jīng)具 有兩個(gè)次級(jí)線圈的輸出變壓器后分兩路輸出，每路輸出再經(jīng)過(guò)全波整流、電容 濾波后連接型號(hào)為78XX如7805、 7815、 7824 (IC5、 IC7)與79XX如7905、 7915、 7924 (IC6、 IC8)的集成穩(wěn)壓電路，由集成穩(wěn)壓電路輸出用于供給減法 電路(I )、電壓放大電路(II)、功率放大電路(ni)、隔離電路(IV)工作 的正、負(fù)直流電源。
權(quán)利要求1、一種高精度可控電源，其特征在于，它由減法電路(I)、電壓放大電路(II)、功率放大電路(III)、隔離電路(IV)、輸出取樣反饋電路(V)及用于將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源供減法電路、電壓放大電路、功率放大電路、隔離電路工作的電源電路(VI)組成，減法電路將控制信號(hào)與輸出取樣反饋電路輸出信號(hào)進(jìn)行求差運(yùn)算，然后送入電壓放大電路與功率放大電路進(jìn)行電壓與功率放大，隔離電路(IV)連接在輸入端或輸出端，輸出取樣反饋電路(V)將電源輸出的電壓或電流信號(hào)取樣后送入減法電路的一個(gè)輸入端。
2、 如權(quán)利要求1所述的高精度可控電源，其特征在于，其輸出取樣反饋電 路(V)由精密電阻分壓組成，用于對(duì)輸出電壓進(jìn)行取樣。
3、 如權(quán)利要求1所述的高精度可控電源，其特征在于，其輸出取樣反饋電 路(V)由精密取樣電阻組成，用于對(duì)輸出電流進(jìn)行取樣。
4、 如權(quán)利要求1所述的高精度可控電源，其特征在于，其隔離電路(IV)由 隔離變壓器或隔離運(yùn)算放大器組成。
5、 如權(quán)利要求i所述的高精度可控電源，其特征在于，其功率放大電路(ni)采用集成功率放大器組成。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種高精度可控電源，由減法電路、電壓放大電路、功率放大電路、隔離電路、輸出取樣反饋電路及用于將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源供減法電路、電壓放大電路、功率放大電路、隔離電路工作的電源電路組成，減法電路將控制信號(hào)與輸出取樣反饋電路輸出信號(hào)進(jìn)行求差運(yùn)算，然后送入電壓放大電路與功率放大電路進(jìn)行電壓與功率放大，隔離電路連接在輸入端或輸出端，輸出取樣反饋電路將電源輸出的電壓或電流信號(hào)取樣后送入減法電路的一個(gè)輸入端，對(duì)于可控電壓源，其輸出取樣反饋電路由精密電阻分壓組成，對(duì)于可控電流源，其輸出取樣反饋電路(V)由精密取樣電阻組成。
文檔編號(hào)G05F1/10GK201017252SQ20062003119
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2006年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月24日
發(fā)明者趙國(guó)生 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)