一種基于功率放大器的恒流源設(shè)計

鐵芯面積S與升流變壓器功率P滿足下面經(jīng)驗公式：ln(S)=0.498×ln(P)+0.22。帶入功率P=500VA，可算出鐵芯截面積S=53.144cm2。根據(jù)計算結(jié)果，取S=54cm2，選用硅鋼片中間舌尺寸a=6cm，疊厚尺寸b=9cm。
根據(jù)鐵芯截面積S和鐵芯的磁通密度B，初級線圈的每伏圈數(shù)N可由下式確定：ln(N)=-0.494×ln(P)－0.317×ln(B)＋6.439。采用質(zhì)量優(yōu)良的硅鋼片，鐵芯B值取11000高斯，計算得到每伏匝數(shù)N=0.831。初級電壓取220V，初級匝數(shù)N1=220×0.831=183；次級電壓取7V，次級匝數(shù)N2=7×0.831=6。

初、次級匝數(shù)以及次級最大電流100A，次級電流：I1=I2×N2/N1=3.4A。根據(jù)經(jīng)驗，每安培電流分配0.3mm2導(dǎo)線截面積。這樣初級導(dǎo)線截面積為1.02mm2，初級導(dǎo)線可選用135mm2扁銅線。次級導(dǎo)線截面積為30mm2，次級導(dǎo)線可選用240mm2扁銅板。

3 電流檢測反饋電路控制顯示模塊
電流檢測反饋模塊由電流互感器、精密絕對值電路、有源低通濾波器以及A/D轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成。根據(jù)輸出電流，我們選擇DHKYZ-500型號電流互感器作為電流采樣傳感器，該傳感器滿量程電流為500A，滿量程次極輸出電流為100mA，為了滿足A/D轉(zhuǎn)換器輸入量程(0～5V)的要求。A/D轉(zhuǎn)換需要直流信號，因此需對交流信號進(jìn)行調(diào)理，本設(shè)計所用的精密整流電路如圖3所示，該電路主要由兩個雙運(yùn)算放大器TL062和相關(guān)元器件組成。電路的輸入電壓uin為電流互感器感應(yīng)輸出的電流。

圖3 精密整流電路

如圖3所示，當(dāng)ui>0時，Dl導(dǎo)通，D2反向阻斷，可以算出u11=-ui/2，u12=-u11=ui/2>0；當(dāng)ui0時，Dl反向阻斷，D2導(dǎo)通，對于第一個運(yùn)算放大器TL062，可得u11=-ui/3，從而可以算得u12=-ui/2>0，u21=-2u12，最后得uo=-u21=2u12，所以輸出全波整流波形。

由于精密整流電路輸出的信號是脈動直流信號，不能直接作為AD采樣的輸入信號，因此還必須先經(jīng)過低通濾波器，濾除交流分量，取出直流分量，再給A/D轉(zhuǎn)換器輸入。

4 控制顯示模塊
目前工業(yè)控制中的LED顯示驅(qū)動電路普遍采用一種定時或中斷控制方式，這種方式要占據(jù)CPU一部分時間，而且動態(tài)顯示往往具有亮度不夠，閃爍等特點，而靜態(tài)顯示又有硬件電路復(fù)雜等缺陷。本系統(tǒng)采用OD-DM12864液晶模塊，其可直接與微機(jī)串行口相連，完全解決了LED顯示的諸多不足。用戶只需對位和控制寄存器編程，就可選擇譯碼方式、顯示亮度、關(guān)閉等功能。