直流穩(wěn)壓電源】高精度數(shù)控可調(diào)直流穩(wěn)壓電源

    摘   要： 針對(duì)常規(guī)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓精度不高和調(diào)節(jié)較為繁瑣的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款高精度數(shù)控可調(diào)直流穩(wěn)壓線性電源。該電源輸出電壓0～30 V可調(diào)，輸出電流值可達(dá)4 A。通過(guò)輸出電壓/電流取樣電路、差動(dòng)放大電路及電壓/電流調(diào)整電路等所構(gòu)成的閉環(huán)負(fù)反饋環(huán)節(jié)和軟件上的雙線性插值誤差補(bǔ)償方法，提高了輸出電壓的精度。

     該電源輸出電壓和電流的值既可通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器和實(shí)體按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以通過(guò)在所用觸控液晶模塊中創(chuàng)建的虛擬鍵盤直接進(jìn)行設(shè)置，操作簡(jiǎn)便。實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明，該電源的輸出電壓精度高，12 V輸出時(shí)的負(fù)載調(diào)整率僅為0.15％，且參數(shù)設(shè)置操作簡(jiǎn)便，可滿足一般教學(xué)、科研的應(yīng)用需求。

UPS的輸出電壓可以通過(guò)以下方法進(jìn)行測(cè)試判斷：

1當(dāng)輸入電壓為額定電壓的90%，而輸出負(fù)載為100%或輸入電壓為額定電壓的110%，特價(jià)UPS電源，輸出負(fù)載為0時(shí)，其輸出電壓應(yīng)保持在額定值±3%的范圍內(nèi)。

2當(dāng)輸入電壓為額定電壓的90%或110%時(shí)，UPS電源，輸出電壓一相為空載，今日UPS電源特價(jià)，另外兩相為100%額定負(fù)載或者兩相為空載，另一相為100%負(fù)載時(shí)，其輸出電壓應(yīng)保持在額定值±3%的范圍內(nèi)，其相位差應(yīng)保持在4°范圍內(nèi)。

　　要在不平衡負(fù)載情況下，使負(fù)載電壓的幅值和相位，代理UPS電源，保持在允許范圍內(nèi)，逆變器的設(shè)計(jì)就必須做到每相都能單獨(dú)調(diào)整。在對(duì)每一相電壓的幅值和相位分別控制的情況下，可以做到三相負(fù)載電壓始終是對(duì)稱的。有的UPS不是每相都能單獨(dú)調(diào)整，所以，當(dāng)接單相負(fù)載時(shí)，輸出電壓就會(huì)出現(xiàn)明顯的不平衡。對(duì)于這類UPS，就不能進(jìn)行此種測(cè)試，使用時(shí)，也必須使三相負(fù)載盡量平衡。

　　另外，上述的不平衡負(fù)載一相為空載，另外兩相為額定負(fù)載或者兩相為空載，另一相為額定負(fù)載的條件較為嚴(yán)酷，有的機(jī)器是在不平衡負(fù)載為兩相為額定負(fù)載，另一相為70%的額定負(fù)載或者一相為額定負(fù)載，另兩相為70%的額定負(fù)載條件下來(lái)測(cè)試輸出電壓(各相電壓，線電壓)的穩(wěn)壓精度和三相輸出不平衡度。3當(dāng)UPS逆變器的輸入直流電壓變化土15%，輸出負(fù)載為0%—100%變化時(shí)，其輸出電壓值應(yīng)保持在額定電壓值±3%范圍內(nèi)。這一指標(biāo)表面上與前面所述指標(biāo)重復(fù)，但實(shí)際上它比前面的指標(biāo)要求更高。這是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)的輸人信號(hào)在大范圍內(nèi)變化時(shí)，表現(xiàn)出明顯的非線性特性，要使輸出電壓不超出允許范圍，對(duì)電路要求就更高了。

1.UPS的作用

UPS中文為“不間斷電源”。是一種含儲(chǔ)能裝置，以整流器、逆變器為主要組成部分，為變電站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)化儀表、遠(yuǎn)方通信系統(tǒng)等設(shè)備提供恒壓恒頻的不間斷電源。

UPS系統(tǒng)的主要作用有兩方面：

（1）做為重要設(shè)備的交流供電電源，防止市電突然斷電而影響正常工作，給設(shè)備造成損害；

（2）消除市電中的電涌、瞬間高/低電壓、電線噪聲和頻率偏移等“電源污染”，改善電源質(zhì)量，為計(jì)算機(jī)等提供高質(zhì)量的電源。

2、UPS的分類

UPS系統(tǒng)主要有有三種類型：后備式、互動(dòng)式、在線式。

（1）后備式：具備自動(dòng)穩(wěn)壓、斷電保護(hù)等功能，轉(zhuǎn)換時(shí)間10ms左右，逆變輸出的交流電是方波，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜；

（2）互動(dòng)式：具有濾波功能，抗市電干擾能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換時(shí)間小于4ms，逆變輸出為模擬正弦波，價(jià)格遠(yuǎn)低于在線式；

（3）在線式：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，性能完善，能夠持續(xù)不中斷輸出純凈正弦波交流電，能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問(wèn)題；價(jià)格高，通常應(yīng)用在關(guān)鍵計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等對(duì)電力要求苛刻的環(huán)境中。

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