絕緣電阻測(cè)試儀的高壓電源設(shè)計(jì)
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由此可得出△為0.2755 m，導(dǎo)線線徑應(yīng)小于穿透深度的兩倍。
由于漏感和分布電容的存在，在兩個(gè)VMOS導(dǎo)通狀態(tài)切換后會(huì)產(chǎn)生振蕩，從而導(dǎo)致變壓器空載時(shí)輸出電壓很高，設(shè)計(jì)中可在變壓器副邊并聯(lián)一個(gè)電阻阻尼以減小空載時(shí)的輸出電壓，同時(shí)適當(dāng)減少匝數(shù)比。
3穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)
為了得到穩(wěn)定的高壓，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了帶有過(guò)流保護(hù)的穩(wěn)壓電路。先將輸出電壓采樣反饋到運(yùn)放的正輸入端，再與負(fù)輸入端的基準(zhǔn)電壓比較后來(lái)控制后級(jí)電路的狀態(tài)。從而達(dá)到系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓的目的。系統(tǒng)電連接圖如圖4所示。
運(yùn)放在設(shè)計(jì)中采用單電源工作方式，用作差分放大器，可將部分輸出電壓和精確的+5 V參考電壓進(jìn)行比較。而+5 V基準(zhǔn)電壓源可采用LP2951，它具有低的靜態(tài)電流和低的壓差電壓，因此在壓差條件下靜態(tài)電流僅有微小的增加，可以延長(zhǎng)使用壽命。另外，5 V基準(zhǔn)電壓也可作為后續(xù)測(cè)量電路的工作電源，可實(shí)現(xiàn)電源的統(tǒng)一。
系統(tǒng)中如果輸出電壓HV是1250 V，后經(jīng)R6和R7分壓為5 V，這樣運(yùn)放的同相輸入端電壓與LP2951的輸出電壓相同，電阻R1上也就沒(méi)有電流流過(guò)，因此運(yùn)放構(gòu)成的比例積分器輸出電壓維持不變，電路處于穩(wěn)定的狀態(tài)。
但如果由于某種原因?qū)е螺敵鲭妷篐V低于1250 V，那么分壓后運(yùn)放的同相輸入端電壓就低于LP2951的輸出電壓，于是R1上流過(guò)的電流經(jīng)積分器積分使其輸出電壓(Q3的柵極電壓)變低，漏極電壓(Q4的柵極電壓)變高，從而導(dǎo)致Q4的源極電壓(穩(wěn)壓器的輸出電壓)變高，直至輸出電壓達(dá)到1250 V，積分器不再積分，電路才恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)。
如果由于某種原因?qū)е螺敵鲭妷篐V高于1250 V，原理類(lèi)似，最后電路還會(huì)恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)。
設(shè)計(jì)中D5和Q5在電路中起保護(hù)作用。當(dāng)Q3快速下拉其漏極電流時(shí)，為防止Q4的柵極電壓低于源極電壓太多而損壞管子，可使用二極管D5將此電壓限制在-0.7 V。三極管Q5在系統(tǒng)正常工作時(shí)不啟動(dòng)，當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，電阻R5上的壓降大于開(kāi)啟電壓，三極管導(dǎo)通，從而減小Q4的柵源電壓，也就減小了輸出電壓，因此限制輸出電流的增加可起到過(guò)流保護(hù)作用。
電路中，B4并聯(lián)一個(gè)電容C14，用以減小對(duì)高頻信號(hào)的阻抗，相當(dāng)于微分，這樣信號(hào)上升速度加快，可以提高響應(yīng)速度；R8串聯(lián)電容C17，用于濾波，以提高輸出電壓的穩(wěn)定性。Q3、Q4選擇的是2SK1412場(chǎng)效應(yīng)管，耐壓1500 V，電流0.1 A，功率20 W，可以滿足系統(tǒng)要求。
系統(tǒng)中使用了比例積分環(huán)節(jié)，由于單純比例調(diào)節(jié)存在靜態(tài)誤差，一旦被調(diào)節(jié)量偏差不存在，輸出也就為零，即調(diào)節(jié)作用是以偏差的存在作為前提條件，而且比例環(huán)節(jié)慣性也較大。而且單純的積分調(diào)節(jié)過(guò)于延緩，在改善靜態(tài)誤差準(zhǔn)確度的同時(shí)，往往使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)變壞，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間延長(zhǎng)，甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此系統(tǒng)采用了比例積分調(diào)節(jié)，從而克服了單純比例環(huán)節(jié)有調(diào)節(jié)誤差的缺點(diǎn)，又避免了積分環(huán)節(jié)反應(yīng)慢的弱點(diǎn)，同時(shí)改善了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能。
4結(jié)束語(yǔ)
本文設(shè)計(jì)的高壓產(chǎn)生電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于調(diào)節(jié)，穩(wěn)壓電路采用了負(fù)反饋，具有自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓的功能，同時(shí)帶有過(guò)電流保護(hù)功能，因此可作為絕緣電阻測(cè)試儀的高壓電源。
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