一种低频双路交流恒流源装置制造方法及图纸

一种低频双路交流恒流源装置，包括供电单元、上位机控制单元、单片机控制单元、执行电路单元、电源输出单元、采样反馈单元。供电单元分别连接上位机控制单元、单片机控制单元、执行电路单元。上位机控制单元连接单片机控制单元，单片机控制单元连接执行电路单元，执行电路单元连接电源输出单元。电源输出单元通过采样反馈单元连接单片机控制单元。本实用新型专利技术一种低频双路交流恒流源装置，用于产生低频正交磁场的大功率、高精度、相位差可调的低频双路交流恒流源。该装置能够实现幅值、频率、相位多个参数同时调节，并能够实现高精度、大功率的两路正交电流的恒流源的同时输出。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及计量领域，具体说是涉及一种用于产生低频正交磁场的大功率、高精度、相位差可调的低频双路交流恒流源装置。
技术介绍
目前恒流源已经广泛的应用于计量、光电、医疗、通讯等领域。恒流源的实质是利用器件对电流进行反馈，动态调节设备的供电状态，从而使得电流趋于恒定，只要能够得到电流，就可以有效形成反馈，从而建立恒流源。就目前而言，现有技术中恒流源主要分直流恒流源和交流恒流源两大类：现有的直流恒流产生技术非常成熟，已经具有商业化产品，且电流输出相对精度可达100ppm，但是不满足交流磁场产生的要求；就交流横流源而言，虽然相关产品能够用于产生交流磁场，但具有如下问题：一是由于带宽限制，现有所有产品输出电流的频率往往在20Hz以上；二是现有交流信号源往往为单路输出，即使使用两台信号源联合使用的方式，也无法对信号源的频率、相位差与两路输出电流大小三个参数同时进行调节，部分交流横流源可以实现双路输出，但是没有相位调整功能；三是部分产品满足前面两个条件，但是其输出最大电流只有100mA，无法产生大电流输出信号。基于低频正交恒弱磁场标准装置的需求，结合目前尚无满足需求的产品，即尚无同时满足如下条件：①、两路电流输出，输出电流范围为0.1mA-1A，每一路电流的输出最小分辨率为0.1mA；②、两路输出电流的频率范围为1Hz-100Hz，每一路电流的频率调节分辨率为0.1Hz；③、两路输出相位调节范围0°-360°，相位的调节分辨率为0.1°。
技术实现思路
有鉴于此，针对传统的恒流源不能满足计量领域于产生低频正交磁场的大功率、高精度要求的问题，和不能实现三个参数可调或者调节精度低、范围小的问题、输出通道单一、电源适用范围小的问题。本技术提供一种低频双路交流恒流源装置，用于产生低频正交磁场的大功率、高精度、相位差可调的低频双路交流恒流源。该装置能够实现幅值、频率、相位多个参数同时调节，并能够实现高精度、大功率的两路正交电流的恒流源的同时输出。本技术采取的技术方案为；一种低频双路交流恒流源装置，包括供电单元、上位机控制单元、单片机控制单元、执行电路单元、电源输出单元、采样反馈单元。供电单元分别连接上位机控制单元、单片机控制单元、执行电路单元。上位机控制单元连接单片机控制单元，单片机控制单元连接执行电路单元，执行电路单元连接电源输出单元。电源输出单元通过采样反馈单元连接单片机控制单元。所述供电单元包括市电交流供电输入端口，接入工频交流电，经开关电源给上位机控制单元、执行电路单元提供电源并供电。所述上位机控制单元，包括工控机模块，工控机模块外接USB端口，用于对输出参数进行设置；工控机模块外接显示输出端口，用于提供可视化的控制平台并将反馈的跟踪信号动态显示。所述单片机控制单元，用于控制DDS合成所需频率的两路正交正弦函数信号，调节输出电流的增益，并且对反馈的信号进行处理及控制。所述执行电路单元包括滤波电路模块、功率放大器模块、继电器切换开关模块；滤波电路模块，用于将输出的信号进行滤波处理；功率放大器模块，用于将输入信号放大到设定值所述的电源功率电流；继电器切换开关模块，用于切换大电流输出和小电流输出的两种模式。所述电源输出单元，包括两路正交的交流电源的外接电源端口，第一路为正弦外部电源端口，第二路为余弦外部电源端口，电源输出单元同步输出两路正交的恒定电流，两路输出接感性线圈的负载。所述采样反馈单元，包括两组取样电，针对大电流和小电流的两种模式串接不同阻值的取样电阻，将输出的电源信号的特征信息采集，将采集的参数反馈给单片机控制单元A003进行输出调节。本技术一种低频双路交流恒流源装置，技术效果如下：1、两路电流输出，输出电流范围为0.1mA-1A，每一路电流的输出最小分辨率达到0.1mA。2、两路输出电流的频率范围为1Hz-100Hz，每一路电流的频率调节分辨率达到0.1Hz。3、两路输出相位调节范围为0°-360°，相位的调节分辨率达到0.1°。4、两路输出电流的调节速度快，在1s-5s的响应时间的平稳调节最终达到锁定状态，在锁定状态下稳定的输出两路恒流源。附图说明图1为本技术正交交流恒流源模块方框图。图2为本技术正交交流恒流源模块电路框图。具体实施方式如图1所示，一种低频双路交流恒流源装置，包括供电单元A001、上位机控制单元A002、单片机控制单元A003、执行电路单元A004、电源输出单元A005、采样反馈单元A006。供电单元A001分别连接上位机控制单元A002、单片机控制单元A003、执行电路单元A004。上位机控制单元A002连接单片机控制单元A003，单片机控制单元A003连接执行电路单元A004，执行电路单元A004连接电源输出单元A005。电源输出单元A005通过采样反馈单元A006连接单片机控制单元A003。所述供电单元A001包括市电交流供电输入端口，接入工频交流电，经开关电源给上位机控制单元A002、执行电路单元A004提供电源并供电。所述上位机控制单元A002，包括工控机模块，工控机模块外接USB端口，用于对输出参数进行设置；工控机模块外接显示输出端口，用于提供可视化的控制平台并将反馈的跟踪信号动态显示。所述单片机控制单元A003，用于控制DDS合成所需频率的两路正交正弦函数信号，调节输出电流的增益，并且对反馈的信号进行处理及控制。所述执行电路单元A004包括滤波电路模块、功率放大器模块、继电器切换开关模块；滤波电路模块，用于将输出的信号进行滤波处理；功率放大器模块，用于将输入信号放大到设定值所述的电源功率电流；继电器切换开关模块，用于切换大电流输出和小电流输出的两种模式。所述电源输出单元A005，包括两路正交的交流电源的外接电源端口，第一路为正弦外部电源端口，第二路为余弦外部电源端口，电源输出单元A005同步输出两路正交的恒定电流，两路输出接感性线圈的负载。所述采样反馈单元A006，包括两组取样电，针对大电流和小电流的两种模式串接不同阻值的取样电阻，将输出的电源信号的特征信息采集，将采集的参数反馈给单片机控制单元A003进行输出调节。一种低频双路交流恒流源调节输出方法，包括以下步骤：第一步，由上位机控制单元A002对电源的频率，幅值，相位参数进行设置。第二步，由单片机控制单元A003采用DDS技术合成设定的频率和相位的设定值，并通过DAC控制电流输出的增益控制输出的电流幅值，最终实现了电源装置的三个参数可调。第三步，由执行电路单元A004的功率放大器对单片机控制单元A003的信号进行放大处理，然后对放大的电流信号进行滤波处理，最后经继电器切换开关模块，根据输出的电流的大小切换响相应的输出电路。第四步，由电源输出单元A005将两路正交恒定电流经第一路、第二路输出到感性负载。第五步，由感性负载产生所需的正交的磁场，并用于下一步计量工作。第六步，由采样反馈单元A006的采样电阻采集输出端的电源特征信号，反馈给单片机控制单元A003进行准确的控制，直到输出达到设定精度以内并成功锁定。第七步，由上位机控制单元A002的外接的显示器，将调节的动态过程直观的显示，并最终显示锁定状态。具体实施步骤如图2所示：（1）、在上位机控制单元A002将参数完成设定并将参数传给单片机控制单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低频双路交流恒流源装置，包括供电单元（A001）、上位机控制单元（A002）、单片机控制单元（A003）、执行电路单元（A004）、电源输出单元（A005）、采样反馈单元（A006）；其特征在于：供电单元（A001）分别连接上位机控制单元（A002）、单片机控制单元（A003）、执行电路单元（A004）；上位机控制单元（A002）连接单片机控制单元（A003），单片机控制单元（A003）连接执行电路单元（A004），执行电路单元（A004）连接电源输出单元（A005）；电源输出单元（A005）通过采样反馈单元（A006）连接单片机控制单元（A003）。

【技术特征摘要】
1.一种低频双路交流恒流源装置，包括供电单元（A001）、上位机控制单元（A002）、单片机控制单元（A003）、执行电路单元（A004）、电源输出单元（A005）、采样反馈单元（A006）；其特征在于：供电单元（A001）分别连接上位机控制单元（A002）、单片机控制单元（A003）、执行电路单元（A004）；上位机控制单元（A002）连接单片机控制单元（A003），单片机控制单元（A003）连接执行电路单元（A004），执行电路单元（A004）连接电源输出单元（A005）；电源输出单元（A005）通过采样反馈单元（A006）连接单片机控制单元（A003）。2.根据权利要求1所述一种低频双路交流恒流源装置，其特征在于：所述供电单元（A001）包括市电交流供电输入端口，接入工频交流电，经开关电源给上位机控制单元（A002）、执行电路单元（A004）提供电源并供电。3.根据权利要求1所述一种低频双路交流恒流源装置，其特征在于：所述上位机控制单元（A0...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭超，胡诗俊，翟晶晶，白雪，张树冰，吴星奇，李宗燎，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42