一种可多级调节的电流源装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可多级调节的电流源装置，属于电流源领域，可编程直流电源、控制单元、主电路和检测单元，本发明专利技术首先通过第一处理器，对可编程直流电源的输出电压进行一级电压调节，并输出指令设置信号；接着使用第二处理器接收指令设置信号，并根据指令设置信号对主电路进行二级频率调节，使得所述主电路输出特定频率的交流电至负载；最后通过检测单元在二级频率调节后检测负载的反馈参数，第二处理器接收所述反馈参数，并根据反馈参数对主电路进行三级电压调节。本发明专利技术采用先粗调电压，再进行频率调节，最后再细调主电路输出的方式，实现了宽电压范围的输出，使最终输出电流值精度更高且稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种可多级调节的电流源装置
本专利技术涉及电流源领域，尤其涉及一种可多级调节的电流源装置。
技术介绍
交流电流源是一种常用的激励源，是电力工程师、生产调试和教学科研的测试用重要激励源，其广泛应用在通信、航海、航天和传感检测等领域。现有技术中对交流电流源的调节过程中通常通过电流传感器采集负载的电流信息，并将电流信息与预设的输出电流进行对比后调节电路的输出，但是只使用一级调节，输出的电流精度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术调节交流电流源输出时，输出电流精度较低的问题，提供了一种可多级调节的电流源装置。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：提供一种可多级调节的电流源装置，包括可编程直流电源、控制单元、主电路和检测单元，所述可编程直流电源输出直流电至所述主电路，所述主电路输出交流电至负载，所述控制单元分别与所述可编程直流电源、主电路和检测单元，所述检测单元还与负载连接；所述控制单元包括：第一处理器，与所述可编程直流电源连接，用于对可编程直流电源的输出电压进行一级电压调节，并输出与一级电压调节相关的指令设置信号；第二处理器，用于接收指令设置信号，并根据指令设置信号对主电路进行二级频率调节，使得所述主电路输出特定频率的交流电至负载；所述检测单元用于在二级频率调节后检测负载的反馈参数；所述第二处理器还用于接收所述反馈参数，并根据反馈参数对主电路进行三级电压调节。优选地，所述主电路包括依次串联的降压斩波电路和全桥逆变电路，所述全桥逆变电路与所述第二处理器连接，用于进行二级频率调节，所述降压斩波电路与所述第二处理器连接，用于进行三级电压调节。优选地，所述主电路还包括升压变压器，所述升压变压器连接在全桥逆变电路和负载之间。所述降压斩波电路包括第一输入电容Cin1、第一三极管Q1、第一电感L1、第一二极管D1和第一输出电容C1，第一输入电容Cin1一端与可编程直流电源正极连接，第一输入电容Cin1另一端与可编程直流电源负极连接，第一三极管Q1的集电极连接在第一输入电容Cin1与可编程直流电源正极之间的公共连接点上，第一三极管Q1的发射极与第一二极管D1的负极连接，第一二极管D1的正极连接在第一输入电容Cin1与可编程直流电源负极之间的公共连接点上，第一输出电容C1的一端连接在第一输入电容Cin1与可编程直流电源负极之间的公共连接点上，第一输出电容C1的另一端与全桥逆变电路连接，第一电感L1的一端与第一二极管D1的负极连接，第一电感L1的另一端连接在第一输出电容C1与全桥逆变电路之间的公共连接点上；所述全桥逆变电路包括第二输入电容Cin2、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第二电感L2和第二输出电容C2，第二输入电容Cin2并联在第一输出电容C1的两端，第二三极管Q2的集电极与第二输入电容Cin2一端连接，第二三极管Q2的发射极与第三三极管Q3的集电极连接，第三三极管Q3的发射极与第二输入电容Cin2的另一端连接，第四三极管Q4的集电极连接在第二三极管Q2与第二输入电容Cin2之间的公共连接点上、第四三极管Q4的发射极与第五三极管Q5的集电极连接，第五三极管Q5的发射极连接在第三三极管Q3与第二输入电容Cin2之间的公共连接点上，第二输出电容C2的一端连接在第二三极管Q2与第三三极管Q3之间的公共连接点上，第二输出电容C2的另一端与第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端连接在第四三极管Q4与第五三极管Q5之间的公共连接点上；所述升压变压器包括变压器T1，所述变压器T1连接在第二输出电容C2的两端，所述第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5上均连接有二极管。优选地，所述一级电压调节包括：所述第一处理器根据设定的输出电流值和输出频率值，计算出可编程直流电源输出直流电压的最大值。优选地，所述二级频率调节包括：所述第二处理器根据设定的输出频率值计算生成特定周期的正弦脉宽调制信号，并根据特定周期的正弦脉宽调制信号控制全桥逆变电路输出设定频率的交流电。优选地，所述三级电压调节包括：所述第二处理器根据所述反馈参数与设定的输出电流值的差值，计算出特定占空比的脉宽信号，并根据特定占空比的脉宽信号调节降压斩波电路的输出电压。优选地，所述控制单元还包括隔离负压驱动模块，所述隔离负压驱动模块连接在所述第二处理器和主电路之间。优选地，所述检测单元电流和/或电压传感器。优选地，所述控制单元还包括数模转换模块，所述数模转换模块连接在所述第二处理器和检测单元之间。优选地，所述数模转换模块包括一个数模转换芯片，第二处理器通过串行外设接口与所述数模转换芯片连接。需要进一步说明的是，上述系统各选项对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。与现有技术相比，本专利技术有益效果是：(1)本专利技术首先通过第一处理器，对可编程直流电源的输出电压进行一级电压调节，并输出指令设置信号；接着使用第二处理器接收指令设置信号，并根据指令设置信号对主电路进行二级频率调节，使得所述主电路输出特定频率的交流电至负载；最后通过检测单元在二级频率调节后检测负载的反馈参数，第二处理器接收所述反馈参数，并根据反馈参数对主电路进行三级电压调节，实现了宽电压范围的输出，使最终输出电流值精度更高且稳定。(2)升压变压器将交流电电压按匝比进行升高，提升输出电压的同时使系统输入输出实现全隔离，更加安全。(3)第二处理器发出的脉宽信号被隔离驱动模块功率放大后，分别实现对降压斩波电路和全桥逆变电路的控制，使最终输出电流值精度更高且稳定。(4)隔离负压驱动模块在实现强电与控制系统电气隔离的同时还增强了装置的抗信号干扰、串扰能力。附图说明图1为本专利技术实施例1的方法流程图；图2为本专利技术实施例1的方法流程框图；图3为本专利技术实施例2的系统框图；图4为本专利技术实施例2与现有双环控制仿真对比示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可多级调节的电流源装置，包括可编程直流电源、控制单元、主电路和检测单元，所述可编程直流电源输出直流电至所述主电路，所述主电路输出交流电至负载，所述控制单元分别与所述可编程直流电源、主电路和检测单元，所述检测单元还与负载连接，其特征在于：/n所述控制单元包括：/n第一处理器，与所述可编程直流电源连接，用于对可编程直流电源的输出电压进行一级电压调节，并输出与一级电压调节相关的指令设置信号；/n第二处理器，用于接收指令设置信号，并根据指令设置信号对主电路进行二级频率调节，使得所述主电路输出特定频率的交流电至负载；/n所述检测单元用于在二级频率调节后检测负载的反馈参数；/n所述第二处理器还用于接收所述反馈参数，并根据反馈参数对主电路进行三级电压调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种可多级调节的电流源装置，包括可编程直流电源、控制单元、主电路和检测单元，所述可编程直流电源输出直流电至所述主电路，所述主电路输出交流电至负载，所述控制单元分别与所述可编程直流电源、主电路和检测单元，所述检测单元还与负载连接，其特征在于：
所述控制单元包括：
第一处理器，与所述可编程直流电源连接，用于对可编程直流电源的输出电压进行一级电压调节，并输出与一级电压调节相关的指令设置信号；
第二处理器，用于接收指令设置信号，并根据指令设置信号对主电路进行二级频率调节，使得所述主电路输出特定频率的交流电至负载；
所述检测单元用于在二级频率调节后检测负载的反馈参数；
所述第二处理器还用于接收所述反馈参数，并根据反馈参数对主电路进行三级电压调节。


2.根据权利要求1所述的一种可多级调节的电流源装置，其特征在于：
所述主电路包括依次串联的降压斩波电路和全桥逆变电路，所述全桥逆变电路与所述第二处理器连接，用于进行二级频率调节，所述降压斩波电路与所述第二处理器连接，用于进行三级电压调节。


3.根据权利要求2所述的一种可多级调节的电流源装置，其特征在于：所述主电路还包括升压变压器，所述升压变压器连接在全桥逆变电路和负载之间；
所述降压斩波电路包括第一输入电容Cin1、第一三极管Q1、第一电感L1、第一二极管D1和第一输出电容C1，第一输入电容Cin1一端与可编程直流电源正极连接，第一输入电容Cin1另一端与可编程直流电源负极连接，第一三极管Q1的集电极连接在第一输入电容Cin1与可编程直流电源正极之间的公共连接点上，第一三极管Q1的发射极与第一二极管D1的负极连接，第一二极管D1的正极连接在第一输入电容Cin1与可编程直流电源负极之间的公共连接点上，第一输出电容C1的一端连接在第一输入电容Cin1与可编程直流电源负极之间的公共连接点上，第一输出电容C1的另一端与全桥逆变电路连接，第一电感L1的一端与第一二极管D1的负极连接，第一电感L1的另一端连接在第一输出电容C1与全桥逆变电路之间的公共连接点上；
所述全桥逆变电路包括第二输入电容Cin2、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第二电感L2和第二输出电容C2，第二输入电容Cin2并联在第一输出电容C1的两端，第二三极管Q2的集电极与第二输入电容Cin2一端连接，第二三极管Q2的发射极与第三三...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱玉玉，范峻，刘桃，康玉宽，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51