程控电源:原理、参数与应用
发布日期:
2023-11-28
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程控电源是一种高精度标准功率源,采用高性能数字信号处理器(1.2GMAC DSP)、大规模FPGA、高速高精度数模转换器(DA)以及高保真功率放大器等核心模块构建。它广泛应用于电力系统中的电测、热工、运动控制及调度等环节,也可用于任何需要高精度标准信号源进行测量、校准与检验的场合。


一、程控电源的主要特点

  1. 高精度输出能力
    提供稳压、恒流、可移相、可变频的大功率工频正弦信号,满足各类高精度测试需求。

  2. 多功能校准与测试
    支持对电压、电流、相位、频率及功率表进行试验与检定;可配合标准功率电能表,校验电能表的基本误差、潜动与起动特性。

  3. 智能控制与安全保护
    采用微机控制,具备软启动与软停止功能,有效避免对被测仪表的冲击。具备完善的保护机制,在电压短路、电流开路或接线错误时自动停止输出并发出警报。

  4. 全数字操作与高可靠性
    纯数字波形合成与调节技术,实现精准的调幅、移相与调频。所有按键均为程控设置,具备软件互锁功能,误操作不会导致设备损坏。

  5. 优质器件与紧凑设计
    功率放大电路采用进口大功率VMOS器件,结合单片微机与超大规模集成电路,整机结构紧凑、技术含量高、可靠性强。


二、交流电源技术参数

1. 交流电压输出

  • 调节细度:0.05% RG

  • 标准度:优于 ±0.1% RG

  • 稳定度:优于 ±0.03% RG/1min

  • 失真度:优于 0.1%(非容性负载)

  • 输出功率:额定每相 15 VA

  • 负载调整率:小于 ±0.03% RG

  • 调整时间:小于 1 ms

  • 输出范围:0 V – 420 V

  • 档位设置:0–140 V / 140–280 V / 280–420 V(自动切换)

  • 温度漂移:±15 PPM/℃

  • 长期稳定性:±100 PPM/年

2. 交流电流输出

  • 调节细度:0.05% RG

  • 标准度:优于 ±0.1% RG

  • 稳定度:优于 ±0.03% RG/1min

  • 失真度:优于 0.1%(非容性负载)

  • 输出功率:额定每相 15 VA

  • 负载调整率:小于 ±0.03% RG

  • 调整时间:小于 1 ms

  • 输出范围:0 A、1 mA – 10 A(可扩展至 20 A)

  • 档位设置:0–0.2 A / 0.2–1 A / 1–5 A / 5–10 A(自动切换)

  • 温度漂移:±15 PPM/℃

  • 长期稳定性:±100 PPM/年


三、工作原理

程控电源能够实现高稳定性输出与精确的电流控制,依赖于其内部的精密电路结构与多重保护机制:

  • 三级控制管结构:内置三级控制管组,对输出电流进行分流与抑制,将大电流分解为多个小电流单元,经微机系统整合后重新输出,有效降低传输过程中的电能损耗。

  • 运放退耦电容:防止电路振荡,提升系统稳定性。

  • 反电势保护机制:配置反电势击穿调整管,避免因瞬间能量冲击损坏三极管及线圈,保障设备在复杂工况下的长期可靠运行。


四、典型应用场景

程控电源适用于对电源精度与稳定性有严格要求的场合,如:

  • 电力系统测量与检验环节;

  • 高精度信号源依赖型企业与科研单位;

  • 显示器开机检测与按键功能测试;

  • 各类电能质量分析、仪表检定与自动化测试系统。


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