专利名称：高精度可控电源的制作方法
技术领域：
本实用新型可用于电子设备及电力测量领域、涉及一种精密可控交流电源。
背景技术：
在电力测量领域，新型的光电式或电子式电压、电流互感器成为许多研究 机构、生产厂家的研究热点，并有不少挂网运行的例子，这些新型的光电式或 电子式电压、电流互感器通常提供一个数字接口与一个模拟接口，数字接口可 用于变电站数字化工程，模拟接口提供一个低电压、小功率输出信号接口，该模拟信号电压通常小于5V，该模拟接口如果不经过电压与功率放大是没有实际 意义的，因为变电站的传统的计量、测量、保护、自动化系统的模拟接口都是 100V(电压接口)或1A/5A(电流接口)，并且接口所需功率较大(通常几伏安到 几十伏安)，因此，在变电站还未完全实现全数字化的情况下，迫切需要一种 将光电或电子式互感器提供的模拟控制信号转变为能提供100V (电压接口 )或 1A/5A (电流接口)的高精度可控电源，用于实现光电或电子式互感器与传统 的计量、测量、保护、自动化系统的高精度接口，目前还没有一种这样的高 精度的接口设备。因此，到目前为止，还没有实现光电或电子式互感器与变电站的传统模拟 接口设备很好接口的可控电源设备，本实用新型可以解决该问题。 实用新型内容本实用新型的目的是提供一种高精读可控交流电源，即一种实现光电或电 子式互感器与变电站的传统模拟接口设备接口的驱动电源。
为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案 一种高精度可控电源, 由减法电路(I )、电压放大电路(II )、功率放大电路(III)、隔离电路(IV)、 输出取样反馈电路(V)及用于将交流电源转换为直流电源供减法电路(I )、电压放大电路(ii)、功率放大电路(m)、隔离电路(iv)工作的电源电路(vi) 组成，减法电路将控制信号与输出取样反馈电路(v)输出信号进行求差运算， 然后送入电压放大电路(n)与功率放大电路(m)进行电压与功率放大，隔 离电路(iv)连接在输入端或输出端，输出取样反馈电路(v)将电源输出的电压 或电流信号取样后送入减法电路的一个输入端。对于可控电压源，其输出取样反馈电路(v)由精密电阻分压组成。 对于可控电流源，其输出取样反馈电路(v)由精密取样电阻组成。 其隔离电路(iv)由隔离变压器或隔离运算放大器组成。 其减法电路(i)、电压放大电路(n)由集成运算放大器来实现。 其电压放大电路(n)与功率放大电路(m)也可以由集成功放或互补对 称功率放大电路在进行功率放大的同时进行电压放大而实现。 与现有技术相比，本实用新型的优点在于1、 本实用新型的高精度可控电源采用输出取样，与输入控制信号求差的 反馈控制的形式，以提高输出电压的准确度，而目前釆用输出信号反馈控制方 式的电源多用于直流电源，交流电源中没有采用的先例。2、 本实用新型的高精度可控电源釆用精密电阻分压或精密电阻取样的方 式以减小取样电路误差，从而提高电源的精度。3、 本实用新型的高精度可控电源为了提高电源的精度采用将电压放大倍 数取得特别大(通常几十万倍)的方法来提高可控电源的输出误差，从而使电 源达到极高的控制精度。
图1为本实用新型的高精度可控电压源的组成原理框图； 图2为本实用新型的高精度可控电流源的组成原理框图； 图3为本实用新型的高精度可控电源的供电电源电路组成；具体实施方式
本实用新型的高精度可控电压源的组成原理框图如图1所示,来自控制端 的控制信号电压uc与来自输出取样反馈电路(V)的输出反馈信号在减法电路(I) 中进行信号减法运算，将所得的差值信号进行隔离后送入电压放大电路(II) 中进行电压放大，放大后的电压差值信号再送入功率放大电路(III)中 进行功率放大，功率放大后的信号经隔离电路(IV)后直接驱动负载，输出取样 反馈电路(V)由精密电阻分压组成，以减小取样误差，功率放大后的隔离电路 (IV)—般由隔离变压器来实现，减法电路(I )后信号的隔离通常由隔离运算 放大器来实现，在隔离运算放大器中可同时实现信号的减法运算、信号隔离、 电压放大，输入端的隔离电路(IV)与功率放大后的隔离电路(IV)可以根据实际 情况只在输入端进行隔离、只在输出端进行隔离、两端同时进行隔离或两端都 不进行隔离。电压放大电路与功率放大电路也可以由集成功率放大器在功率放 大的同时进行电压放大来实现。当该高精度可控电压源用作电子式电压互感器 与变电站传统的模拟设备驱动接口时，其额定输出相电压为ioo/Wv。本实用新型的高精度可控电流源的组成原理框图如图2所示，来自控制端 的控制信号(通常为电压)uc与来自输出取样反馈电路(V)的输出反馈信号(通常是利用精密电阻将输出电流信号转换为电压信号)在减法电路(I )中进行 信号减法运算，将所得的差值信号进行隔离后送入电压放大电路(II)中进行电压放大，放大后的电压差值信号再送入功率放大电路(m)中进行功率放大，功率放大后的信号经隔离电路(IV)后驱动负载，输出取样反馈电路(V)由精密 电阻组成，以减小取样误差，该精密电阻与输出负载电路串联，功率放大后的
隔离电路(IV)—般由隔离变压器来实现，减法电路(I )后信号的隔离通常由隔离运算放大器来实现，在隔离运算放大器中可同时实现信号的减法运算、信号隔离、电压放大，输入端的隔离电路(IV)与功率放大后的隔离电路(IV)可以根据实际情况只在输入端进行隔离、只在输出端进行隔离、两端同时进行隔离 或两端都不进行隔离。电压放大电路与功率放大电路也可以由集成功率放大器 在功率放大的同时进行电压放大来实现。当该高精度可控电流源用作电子式电流互感器与变电站传统的模拟设备驱动接口时，其额定输出电流为1A或5A。如图3所示，供电电源电路(VI)取自变电站单相220V交流电源，经具 有两个次级线圈的输出变压器后分两路输出，每路输出再经过全波整流、电容 滤波后连接型号为78XX如7805、 7815、 7824 (IC5、 IC7)与79XX如7905、 7915、 7924 (IC6、 IC8)的集成稳压电路，由集成稳压电路输出用于供给减法 电路(I )、电压放大电路(II)、功率放大电路(ni)、隔离电路(IV)工作 的正、负直流电源。
权利要求1、一种高精度可控电源，其特征在于，它由减法电路(I)、电压放大电路(II)、功率放大电路(III)、隔离电路(IV)、输出取样反馈电路(V)及用于将交流电源转换为直流电源供减法电路、电压放大电路、功率放大电路、隔离电路工作的电源电路(VI)组成，减法电路将控制信号与输出取样反馈电路输出信号进行求差运算，然后送入电压放大电路与功率放大电路进行电压与功率放大，隔离电路(IV)连接在输入端或输出端，输出取样反馈电路(V)将电源输出的电压或电流信号取样后送入减法电路的一个输入端。
2、 如权利要求1所述的高精度可控电源，其特征在于，其输出取样反馈电 路(V)由精密电阻分压组成，用于对输出电压进行取样。
3、 如权利要求1所述的高精度可控电源，其特征在于，其输出取样反馈电 路(V)由精密取样电阻组成，用于对输出电流进行取样。
4、 如权利要求1所述的高精度可控电源，其特征在于，其隔离电路(IV)由 隔离变压器或隔离运算放大器组成。
5、 如权利要求i所述的高精度可控电源，其特征在于，其功率放大电路(ni)采用集成功率放大器组成。
专利摘要本实用新型提出了一种高精度可控电源，由减法电路、电压放大电路、功率放大电路、隔离电路、输出取样反馈电路及用于将交流电源转换为直流电源供减法电路、电压放大电路、功率放大电路、隔离电路工作的电源电路组成，减法电路将控制信号与输出取样反馈电路输出信号进行求差运算，然后送入电压放大电路与功率放大电路进行电压与功率放大，隔离电路连接在输入端或输出端，输出取样反馈电路将电源输出的电压或电流信号取样后送入减法电路的一个输入端，对于可控电压源，其输出取样反馈电路由精密电阻分压组成，对于可控电流源，其输出取样反馈电路(V)由精密取样电阻组成。
文档编号G05F1/10GK201017252SQ20062003119
公开日2008年2月6日 申请日期2006年8月24日 优先权日2006年8月24日
发明者赵国生 申请人:郑州大学