电子职称论文发表大功率精密测试的电源设计

　　【摘 要】本文针对目前测试电源存在的几种常见问题提出了针对性的解决方案，文章发表在《中国电力教育》上，是电力论文投稿发表范文，供同行参考。

　　【关键词】测试电源 自激 失真度 功放

　　目前测试电源存在的技术问题,如带容性负载和非线性负载出现自激、失真度大、功放发热量大,效率低、易烧坏功放管等。针对功放的这些技术问题进行彻底的解决,现提出以下可行性方案,解决以上技术问题。

　　一、自激和失真度大问题

　　自激和失真度是关联的,自激时失真度随之变坏,带非线性负载时,由于电流的非正弦变化,在线路上产生压降,也产生电压的失真。自激是由于放大的闭环增益大于1时,某一个频率会移相,使之正好反向形成了正反馈,还有一种是布线上寄生电容电感形成小幅自激,减小失真度可以通过提高负反馈量来改善。

　　直流负反馈不存在相位问题,是解决自激问题的一种办法。直流负反馈放大器的数学模型和数学算式如下。

　　由图和数学算式可以看出,输出Uout主要由K和F决定,前馈信号uq和反馈信号uf是反相的,经比较求和,决定输入电压ui相乘的系数(F+uq+uf),此系数变化反映了输出电压误差量的大小,由此补偿输出电压的误差。以上是放大器的数学模型,要用物理器件来实现,拟定出以下电路,前馈电路和反馈电路仍保持原电路,整流电路用运放精密整流,比较求和电路用运放求和电路,如果前馈信号uq取自CPU板上的0832的基准,可直接将前馈信号uq接求和运放的正相端,求和电路兼有滤波作用,输出反映输出电压误差的直流,此直流要与输入信号ui相乘,乘法可通过两种途径来实现,一种是用专用乘法器AD633;另一种是用分立元件,做一个带恒流源的差分放大器,用直流去控制差分电路的恒流源大小,也可以实现乘法作用,最后视情况而定。

　　二、功放效率的问题

　　乙类功放最大输出功率Pom=1/2Vcem*Icm

　　电源输出功率 Pem=2/πEc*Icm

　　其效率η=Pom/Pem=π/4*Vcem/Ec

　　由式子可得:当输出电压的最大值与供电电压Ec相等时,Vcem/Ec=1(忽略管子的饱和压降),其效率最大是:π/4=78.5%。

　　所以,功放供电电压根据负载大小调整是提高功放效率的一种方法。现拟定一个检测功放输出电压大小区间电路,将功放输出电压整流滤波,送去电压大小区间比较电路,判断功放输出电压的大小,确定功放供电电压的切换,从而实现根据功放输出电压大小来分档调整功放供电电压。检测功放输出电压大小区间分8档(视试验情况而增减),去切换供电变压器交流电压档位。

　　三、过压过流及过热的保护问题

　　电压源采用过流检测保护,因为电压源恒压不恒流,过载时以过流表现,从功放电流反馈电阻上检出过流信号时,切断功放供电。电流源采用过压检测保护,因为电流源恒流不恒压,过载时以过压表现,通过分压电阻检出过压信号时,切断功放供电。过热的保护可用温控开关测量散热块的温度,当温度过高时切断功放供电或开启散热风扇。

　　四、功放管的保护问题

　　功放管的烧坏因素很多,二次击穿是较多的原因,二次击穿是双极型三极管特有的现象,是指三极管的Uce电压大到一定程度,首先雪崩击穿(一次击穿),此时如不超过功放管的功耗,管子仍然是安全的,如电流再增大,三极管会出现电压Uce突然骤降和电流Ic骤升的负阻性现象,管子立即烧坏,即为二次击穿,这一过程极快。二次击穿的电压与三极管的电流有关,三极管的电流大,二次击穿的电压就低,还与散热有关。

　　采用每个功放管加保险,这种加保险方式的相应是否快,能否起到保护作用还有待验证。还有一种方法是在功放管和推动管的基极与集电极加个嵌位稳压管,起到抑制浪涌电压引起的二次击穿。

　　综上所述,采取上述方法之后相信可以对测试电源的性能有极大的提高,但具体应用情况及详细数据有待进行试验并完善。

　　参考文献:

　　[1]童诗白,华成英.模拟电子技术基础(第三版)[M].高等教育出版社.

　　张有顺,冯井岗.电能计量基础[M].中国计量出版社,2002.

　　曲学基等. 稳定电源电路设计手册[M].电子工业出版社,2003.

　　电力职称论文投稿须知：《中国电力教育》杂志(China Electric Power Education)创刊于1985年，1985—1991年为内部刊物，1992年被国家新闻出版署确认为具有国际国内统一刊号面向国内外公开发行的正式出版物。是由中国电力企业联合会主管、中国电力教育协会主办、华北电力大学承办的面向国内外公开发行期刊。国内统一刊号CN11-3776/G4，国际标准刊号ISSN1007-0079。

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