一种直流电子调压器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种直流电子调压器，旨在提供一种抗干扰能力强的直流电子调压器。它包括AD电路，控制逆变占空比的PWM输出电路，与上位机交互数据的RS485通讯总线电路，输入信息的按键，液晶显示器和电源控制芯片；所述AD电路采用16bit分辨率的AD芯片；所述RS485通讯总线电路使用工业级的通讯芯片，通讯协议为MODBUS RTU协议；所述电源控制芯片分别与AD电路、RS485通讯总线电路、液晶显示器以及PWM输出电路连接；所述按键与液晶显示器连接；所述电源控制芯片通过AD电路对输出电压实现采样，确定反馈信号的电压大小；根据PWM输出电路的占空比与反馈信号电压的关系来调节自动控制增益以保持输出电压平稳，将调整过的自动控制增益计算出的占空比输出到PWM信号上。

A DC electronic voltage regulator

The utility model discloses a DC electronic voltage regulator, which aims to provide a DC electronic voltage regulator with strong anti-interference ability. It includes AD circuit, PWM output circuit for controlling inverter duty cycle, RS485 communication bus circuit for interacting data with host computer, keys for input information, LCD display and power control chip; the AD circuit adopts AD chip with 16 bit resolution; the RS485 communication bus circuit uses industrial communication chip and communication co-operation. The power control chip is connected with the AD circuit, the RS485 communication bus circuit, the liquid crystal display and the PWM output circuit respectively; the key is connected with the liquid crystal display; the power control chip samples the output voltage through the AD circuit to determine the voltage of the feedback signal; and according to the PWM output. The relationship between duty cycle and feedback signal voltage is used to adjust the automatic control gain to keep the output voltage stable. The duty cycle calculated by the adjusted automatic control gain is output to the PWM signal.

【技术实现步骤摘要】
一种直流电子调压器
本技术涉及电气设备
，尤其是涉及一种直流电子调压器。
技术介绍
在生产企业中，对各种电器产品进行调压测试以及电炉的自动控制等大功率负载用电，都会安装使用调压器，而传统使用的自偶调压器都是接触方式的调压器，在使用过程中，故障较多，安全系数不够稳定，抗干扰能力差。
技术实现思路
本技术的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种稳定可靠，抗干扰能力强的直流电子调压器。为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种直流电子调压器，包括用于采集输出电压大小的AD电路，控制逆变占空比的PWM输出电路，与上位机交互数据的RS485通讯总线电路，输入信息的按键，液晶显示器和电源控制芯片；所述AD电路采用16bit分辨率的AD芯片；所述RS485通讯总线电路使用工业级的通讯芯片，通讯协议为MODBUSRTU协议；所述电源控制芯片分别与AD电路、RS485通讯总线电路、液晶显示器以及PWM输出电路连接；所述按键与液晶显示器连接；所述电源控制芯片通过AD电路对输出电压实现采样，确定反馈信号的电压大小；根据PWM输出电路的占空比与反馈信号电压的关系来调节自动控制增益以保持输出电压平稳，将调整过的自动控制增益计算出的占空比输出到PWM信号上。优选的是，所述AD电路的采集精度为0.1%。优选的是，所述PWM输出电路的输出的占空比范围是0%~100%。与现有技术相比，本技术具有如下优点：本装置通过将输出电源、控制量数字化，利用电源控制芯片快速计算和控制，达到既快速又无超调的电源电压输出。并且加入了RS485通讯总线，实现远程设定电压功能。其具有稳定可靠，抗干扰能力强的优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本技术的结构框图。图2为本技术的调压流程图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1-2所示的直流电子调压器，包括用于采集输出电压大小的AD电路1，控制逆变占空比的PWM输出电路2，与上位机交互数据的RS485通讯总线电路3，输入信息的按键4，液晶显示器5和电源控制芯片6；所述AD电路1采用16bit分辨率的AD芯片；所述RS485通讯总线电路3使用工业级的通讯芯片，通讯协议为MODBUSRTU协议；所述电源控制芯片6分别与AD电路1、RS485通讯总线电路3、液晶显示器5以及PWM输出电路2连接；所述按键4与液晶显示器5连接；所述电源控制芯片6通过AD电路1对输出电压实现采样，确定反馈信号的电压大小；根据PWM输出电路2的占空比与反馈信号电压的关系来调节自动控制增益以保持输出电压平稳，将调整过的自动控制增益计算出的占空比输出到PWM信号上。在此过程中，电源控制芯片必须监测电源输出的电压大小，防止过阻尼的发生。如果在AD电路的采样数据中持续接收到了一些超过设定电压值的信号，就必须降低控制增益，防止进一步的超调。所述AD电路1的采集精度为0.1%。该AD电路保证了控制系统的控制精度。使用线性光耦隔离信号，使输出电压与电源的其他部分都隔离开，增加抗干扰能力的同时增加了可靠性。所述PWM输出电路2的输出的占空比范围是0%~100%，使电源可以在0~300v的范围内连续控制，高速的电源控制芯片使PWM的频率和占空比有很好的稳定性和分辨率，同时也可以快速的改变占空比，提高了电压变化的响应速度。RS485通讯部分使用工业级的通讯芯片，驱动能力强，可以在没有中继器的情况下同时扩展31台电源，设计了防雷和过流电路，保证总线工作的安全可靠。通讯协议为MODBUSRTU协议，符合国标GB-T19582.1-2008。是一种工业自动化控制上常用的通讯协议，支持各种工业组态软件、工业过程控制系统、工业组态触摸屏、智能网关和工控电脑等。可以通过简单的编程和布线实现对电源的应用，和符合标准的其他各类型传感器、控制器可以共存于一个网络中。工作时，数字控制流程首先由电源控制芯片通过AD电路对输出电压的幅值进行采样和计算，然后将当前电压和设定值比较，得到的差值与预设定的自动控制增益相乘的结果和已经设定的门槛值进行比较，若没有超出门槛值,就说明当前的自动控制增益在可接受的范围内,不必调整自动增益值，将得到的差值和预定的自动增益值相乘的结果作为PWM的占空比输出；若得到的差值与预设定的自动控制增益相乘的结果超出了已经设定的门槛值，就说明自动控制增益过大，需要调整自动增益控制值，将自动增益控制值调小后和得到的差值相乘的结果，直到达到输出的要求才准许将得到的差值和调整后的自动增益控制值相乘得到的值作为PWM的占空比输出。为了达到最优的控制效果，使用分段控制方法，0~300v的设定值分为5段，每一段设置最有的门槛值，优化后的控制算法，输出电压不仅快速响应设定值，并且不出现超调的情况。该实施例的直流电子调压器主要技术指标如下：电源的设计余量为5倍，使用寿命长达10年。输入的电压范围为85~265vac，可以适应全球的电源标准。电源的输出电压端有EMI滤波器，可以有效的抑制电磁干扰，同时在电源有EMC电路，电源输入部分有电抗电路，有效较少了电源对市电网络的影响。输出部分多级滤波电路，使输出纹波小于20mv，还保持了大于90%的效率。使用了高绝缘度的材料，电源的绝缘性能很好，抗电强度也非常高。数字控制的最高输出电压达到300v的电源。整个系统是有数字信号传输和控制的，所以使用这个数字控制的电源代替模拟调节的电源，响应速度快，精度相对模拟调节电源更高。下面列举电源的参数和特点：1、采用温控风扇调节机内温度，延长风扇寿命。2、短路保护，过压过流保护，保护电源在极端情况下不会损坏。3、芯片实时跟踪输出电压与电流，使输出值长期稳定。4、独特的回流功能，吸收电流达500mA，可吸收感性负载的电流，保护负载和电源免受冲击电压的干扰。5、整机温漂小于50ppm。6、电压精度：0.3%。7、电流精度：0.5%。8、电压分辨率：100mV。9、电流分辨率：1mA。10、支持工业便准MODBUSRTU，便于工业自动化编程。11、输出电压范围：0-300V。12、输出电流范围：0-1A。13、输出功率：300W。14、负载调整率：电压0.02%+100mV，电流0.02%+2mA。15、纹波及噪声：电压≤3mVrms电流≤3mArms。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电子调压器，包括用于采集输出电压大小的AD电路（1），控制逆变占空比的PWM输出电路（2），与上位机交互数据的RS485通讯总线电路（3），输入信息的按键（4），液晶显示器（5）和电源控制芯片（6）；其特征在于：所述AD电路（1）采用16bit分辨率的AD芯片；所述RS485通讯总线电路（3）使用工业级的通讯芯片，通讯协议为MODBUS RTU协议；所述电源控制芯片（6）分别与AD电路（1）、RS485通讯总线电路（3）、液晶显示器（5）以及PWM输出电路（2）连接；所述按键（4）与液晶显示器（5）连接；所述电源控制芯片（6）通过AD电路（1）对输出电压实现采样，确定反馈信号的电压大小；根据PWM输出电路（2）的占空比与反馈信号电压的关系来调节自动控制增益以保持输出电压平稳，将调整过的自动控制增益计算出的占空比输出到PWM信号上。

【技术特征摘要】
1.一种直流电子调压器，包括用于采集输出电压大小的AD电路（1），控制逆变占空比的PWM输出电路（2），与上位机交互数据的RS485通讯总线电路（3），输入信息的按键（4），液晶显示器（5）和电源控制芯片（6）；其特征在于：所述AD电路（1）采用16bit分辨率的AD芯片；所述RS485通讯总线电路（3）使用工业级的通讯芯片，通讯协议为MODBUSRTU协议；所述电源控制芯片（6）分别与AD电路（1）、RS485通讯总线电路（3）、液晶显示器（5）以及PWM输出电路（2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：马成鹏，袁峻，李进，刘志洪，靳泰然，胡馨，邹学翔，刘鑫，解天柱，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司昆明供电局，
类型：新型
国别省市：云南,53