一种多通道隔离恒压及恒流源制造技术

本发明专利技术提供一种多通道隔离恒压及恒流源，包括母板及多个独立的子板，母板分别通过独立的插头与多个独立的子板电连接，每个子板包括至少一个信号调理单元，各信号调理单元物理上完全分开，每一个信号调理单元包括电源稳压隔离单元、恒压与恒流单元，恒压与恒流单元包括可调激励电压源模块、可调激励电流源模块及选择开关，可调激励电压源模块及可调激励电流源模块各自输出精密可调恒压源与恒流源，通过子板选择开关选择电压源或电流源并通过母板上相应的电源输出接口输出。本发明专利技术激励电压及电流源调节范围宽，通道之间完全隔离，输出功率大，稳定性好，能够满足各种传感器对激励电源的不同需求。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道隔离恒压及恒流源
本专利技术属于电源

技术介绍
目前，在压力、温度等多参数测量系统中，需要给传感器提供独立的激励电压源或电流源，传统的多通道电压源或及通道电流源由各自独立的变压器、整流、滤波及稳压电路组成，系统复杂，体积大，且输出电压(电流)不易调整；还有另外一种多通道电源既可以输出电压也可以输出电流，但是在同一个时间只能输出一路，而不能输出多路，这两种电源在实际使用过程中，成本高，维护困难。
技术实现思路
为了解决现有多通道独立电压源或电流源系统复杂，体积大，且输出电压(电流)不易调整等技术问题，本专利技术提供一种多通道隔离恒压及恒流源。本专利技术的技术解决方案如下：一种多通道隔离恒压及恒流源，其特殊之处在于：包括母板及多个独立的子板，所述母板分别通过独立的插头与多个独立的子板电连接，每个子板包括至少一个信号调理单元，各信号调理单元物理上完全分开，每一个信号调理单元包括电源稳压隔离单元、恒压与恒流单元，恒压与恒流单元包括可调激励电压源模块、可调激励电流源模块及选择开关；所述母板上还设置有与恒压及恒流源单元的输出一一对应连接的多组电源输出接口，仪器电源通过稳压隔离模块输出独立隔离电压作为可调激励电压源模块及可调激励电流源模块的电源，可调激励电压源模块及可调激励电流源模块各自输出精密可调恒压源与恒流源，通过子板选择开关选择电压源或电流源并通过母板上相应的电源输出接口输出。上述信号调理单元的数量为2。上述每组电源输出接口包括两个电源输出接口，每一个输出的电压源或电流源同时与两个电源输出接口连接。上述电源稳压隔离模块包括稳压隔离芯片V1、钽电容C9、钽电容C10、电容C11、钽电容C12及电容C16；稳压隔离芯片V1的正输入端与负输入端分别与供电电源的正输出端和负输出端连接，钽电容C9的正端与稳压隔离芯片V1的正输入端连接，钽电容C9的另一端与稳压隔离芯片V1的负输入端连接，钽电容C10的正端与稳压隔离芯片V1片选端连接，钽电容C10的另一端与与稳压隔离芯片V1的负输出端连接，稳压隔离芯片V1的负输出端用于与待激励设备的激励负端连接，钽电容C12的正端与稳压隔离芯片V1的正输出端连接，钽电容C12的另一端与稳压隔离芯片V1的负输出端连接，电容C16连接在稳压隔离芯片V1的负输入端与负输出端之间、电容C11连接在稳压隔离芯片V1的正输出端与负输出端之间；可调激励电压源模块包括三端可调稳压芯片V2、电阻R13、电阻R12、滑动变阻器RWV、二极管D2、钽电容C13、钽电容C14，三端可调稳压芯片的输入端与稳压隔离芯片V1的正输出端连接，三端可调稳压芯片的调节端依次通过串联的电阻R12及滑动变阻器RWV与稳压隔离芯片V1的负输出端连接；三端可调稳压芯片的输出端与选择开关的一个输入端连接，二极管D2的负端与三端可调稳压芯片的输出端连接，二极管D2的正端与钽电容C13的正端连接，钽电容C13的负端与稳压隔离芯片V1的负输出端连接，电阻R13的一端与三端可调稳压芯片的输出端连接，电阻R13的另一端即与三端可调稳压芯片的调节端连接又与二极管D2的正端连接，钽电容C14的正端与三端可调稳压芯片的输出端连接，钽电容C14的负端与稳压隔离芯片V1的负输出端连接；可调激励电流源模块包括电阻R15、电阻R14、滑动变阻器RWI、放大器U4、电容C15、电阻R16、三极管Q1，放大器U4的正向输入端通过电阻R15与稳压隔离芯片V1的正输出端连接，放大器U4的正向输入端通过电阻R14与稳压隔离芯片V1的负输出端连接，放大器U4的接地端与稳压隔离芯片V1的负输出端连接，放大器U4的电源端与稳压隔离芯片V1的正输出端连接，电容C15连接在放大器U4的电源端与接地端之间，三极管Q1的集电极通过串联的滑动变阻器RWI及电阻R16与稳压隔离芯片V1的正输出端连接，三极管Q1的基极与放大器U4的输出端连接，三级管的发射极与选择开关的另一输入端连接。上述稳压隔离芯片V1的型号为WRB1215S-1WR2，所述三端可调稳压芯片V2的型号为LM217，所述放大器U4的型号为UA741，所述三极管Q1的型号为8550。本专利技术与现有技术相比，优点是：1、本专利技术能够满足各种传感器对激励电源的不同需求。2、本专利技术多通道激励电源装置研制完成后，通过计量部门检定及测量现场实际使用证明：激励电压及电流源调节范围宽，通道之间完全隔离，输出功率大，稳定性好，均优于0.02％。附图说明图1为信号调理器的母板原理框图；图2为子板与主板连接插头定义；图3为子板原理框图；图4为恒压与恒流单元电路图。具体实施方式本专利技术提出了一种多通道隔离恒压及恒流源，适用于各种不同类型传感器、变送器激励提供。以下以该多通道隔离恒压及恒流源为传感器提供激励作为实施例，具体方案是：采用母板与子板结构，母板完成标准信号输入输出接口，子板实现独立可调精密电压或电流源输出。图1为传感器信号调理器的母板原理框图。传感器输出通过活动电缆连接信调器61芯航空插头Jin1、Jin2，每个61芯插头包含8通道传感器，传感器通常有推力、压力、铂电阻与热敏电阻等类型，不同型号传感器需要提供不同大小的恒压或恒流激励，8通道传感器输出信号通过分离的DIN28插头Ji1～Ji8进入信调器母板，母板上各个传感器激励与输出信号相互独立，物理上完全隔离，传感器激励信号经子板调理后通过8个欧式插头ZJ1～ZJ8进入信调器母板，再通过分离的DIN28插头Ji1～Ji8为传感器提供激励；传感器输出信号由母板上8个欧式插头ZJ1～ZJ8进入与各自子板相连，子板完成信号调理后，传感器输出信号再由欧式插头ZJ1～ZJ8剩余管脚通过独立的信道送至Jo1～Jo4插座，由Jo1～Jo4插头连接55芯航空插座输出，供后端采集系统记录。所有16个通道激励电源正负完全独立，信号通路也相互隔离，任意通道激励发生短路或超载故障均对其他通道不产生影响。图2为子板与主板连接插头ZJi定义，包括传感器激励电源、传感器输出信号、放大后信号、滤波信号及正负15伏信号。每路信号均采用双触点，确保信号连接可靠。子板功能原理如下图3所示，主要由恒压源模块、恒流源模块、信号放大与滤波模块组成，实现传感器电压电流激励提供、信号放大、滤波等功能。子板恒压恒流源单元电路如图4所示，主要包括电源隔离稳压模块、恒压源模块与恒压源模块三部分，电源隔离稳压模块主要由电压隔离芯片V1、钽电容C9、钽电容C10、C16组成，电压隔离芯片V1为子板提供独立稳定的直流电压，其隔离电压6000伏；钽电容C9为模块输入电压滤波电容，钽电容C10为V1芯片内部高速开关滤波缓冲电容，电容C16完成输入输出电压隔离作用。可调激励电压源单元模块由精密可调稳压芯片V2、电阻R12、R13、电位器Rwv、电容C11、钽电容C12、钽电容C13、钽电容C14及二极管D2组成，V2选用LM217，温度范围-50至125℃，芯片2脚为基准电压1.25伏，通过调整电位器Rwv，可提供6～12V精密直流电压，最大驱动电流500mA，电压稳定性达0.02％；C11、钽电容C12完成LM217输入电压滤波，钽电容C13、钽电容C14完成LM217输出电压滤波；二极管D2完成LM217稳压芯片输出电压高压保护作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道隔离恒压及恒流源，其特征在于：包括母板及多个独立的子板，所述母板分别通过独立的插头与多个独立的子板电连接，每个子板包括至少一个信号调理单元，各信号调理单元物理上完全分开，每一个信号调理单元包括电源稳压隔离单元、恒压与恒流单元，恒压与恒流单元包括可调激励电压源模块、可调激励电流源模块及选择开关；所述母板上还设置有与恒压及恒流源单元的输出一一对应连接的多组电源输出接口，仪器电源通过稳压隔离模块输出独立隔离电压作为可调激励电压源模块及可调激励电流源模块的电源，可调激励电压源模块及可调激励电流源模块各自输出精密可调恒压源与恒流源，通过子板选择开关选择电压源或电流源并通过母板上相应的电源输出接口输出。

【技术特征摘要】
1.一种多通道隔离恒压及恒流源，其特征在于：包括母板及多个独立的子板，所述母板分别通过独立的插头与多个独立的子板电连接，每个子板包括至少一个信号调理单元，各信号调理单元物理上完全分开，每一个信号调理单元包括电源稳压隔离单元、恒压与恒流单元，恒压与恒流单元包括可调激励电压源模块、可调激励电流源模块及选择开关；所述母板上还设置有与恒压及恒流源单元的输出一一对应连接的多组电源输出接口，电源稳压隔离模块包括稳压隔离芯片V1、钽电容C9、钽电容C10、电容C11、钽电容C12及电容C16；稳压隔离芯片V1的正输入端与负输入端分别与供电电源的正输出端和负输出端连接，钽电容C9的正端与稳压隔离芯片V1的正输入端连接，钽电容C9的另一端与稳压隔离芯片V1的负输入端连接，钽电容C10的正端与稳压隔离芯片V1片选端连接，钽电容C10的另一端与与稳压隔离芯片V1的负输出端连接，稳压隔离芯片V1的负输出端用于与待激励设备的激励负端连接，钽电容C12的正端与稳压隔离芯片V1的正输出端连接，钽电容C12的另一端与稳压隔离芯片V1的负输出端连接，电容C16连接在稳压隔离芯片V1的负输入端与负输出端之间、电容C11连接在稳压隔离芯片V1的正输出端与负输出端之间；仪器电源通过稳压隔离模块输出独立隔离电压作为可调激励电压源模块及可调激励电流源模块的电源，可调激励电压源模块及可调激励电流源模块各自输出精密可调恒压源与恒流源，通过子板选择开关选择电压源或电流源并通过母板上相应的电源输出接口输出。2.根据权利要求1所述的多通道隔离恒压及恒流源，其特征在于：信号调理单元的数量为2。3.根据权利要求2所述的多通道隔离恒压及恒流源，其特征在于：每组电源输出接口包括两个电源输出接口，每一个输出的电压源或电流源同时与两个电源输出接口连接。4.根据权利要求1至3之一所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正兵，郭立，祝敏，蔡琳，雷震，吉展阳，郑小萍，梁永鹏，沈建华，李波，
申请(专利权)人：西安航天动力试验技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61