[发明专利]一种变压器的直流电压传递方法

说明书

本发明提供一种变压器的直流电压传递方法，其包括对输入的直流恒压信号进行信号调制，将调制后的第一直流脉动信号输入变压器的初级线圈，将第一直流脉动信号按等匝数比感应传递至变压器的次级线圈，使变压器输出的电压信号为第二直流脉动信号，将输出的第二直流脉动信号执行解调制后得到趋近平滑的直流恒压输出信号。应用本发明能够以较为经济的方式获取多基准电压来保障其实现高精密度以及高准确度，输出的多路基准电压稳定且可控，具有显著的应用推广价值。

技术领域

本发明涉及高精度测量技术领域，尤其涉及一种变压器的直流电压传递方法。

背景技术

在日常的校准工作中，比较容易获得稳定的直流电压基准有fluke732系列的10V(DC)基准。但是要获得低于10V的基准电压则通常需要利用精密电阻组成电路实现分压，或者利用fluke720A获得，而前者依赖精密电阻和电路的准确性、稳定性以及加工工艺水准，后者则并不属于可集成组装元器件或可嵌入式模块级别，使用麻烦，不易实现。

另外，两者都无法提供比原基准电压更精准的基准电压，而且成本造价昂贵，并非经济合理之选。

因此，一个不依赖电阻以及运放器件精准性和稳定性的，能同样提供高线性度升压、降压的多基准电压的设计就是一件很有价值的事，将很进一步从设计原理上减少仪器仪表的测量系统误差，保障仪器仪表的精准可靠性能，极大程度推动现代仪器仪表制造业的发展，具有显著的社会效益和经济效益。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种以较为经济的方式获取多基准电压来保障其实现高精密度以及高准确度的变压器的直流电压传递方法。

为了实现上述主要目的，本发明提供的一种变压器的直流电压传递方法，包括对输入的直流恒压信号进行信号调制；将调制后的第一直流脉动信号输入变压器的初级线圈；将第一直流脉动信号按等匝数比感应传递至变压器的次级线圈，使变压器输出的电压信号为第二直流脉动信号，将输出的第二直流脉动信号执行解调制后得到趋近平滑的直流恒压输出信号。

进一步的方案中，对于直流恒压信号的信号调制，以基准直流电压的正负幅值或者正零幅值的方式施加到变压器的初级线圈。

更进一步的方案中，通过开关SW1的周期性闭合为变压器的初级线圈提供周期性直流脉动信号，其中，当开关SW1闭合断开的频率达到预设值范围内，变压器的初级线圈感应到变化的电压信号激励正常工作，并按等匝数比将直流脉动信号感应传递至变压器的次级线圈。

更进一步的方案中，根据建立的电路分析模型进行信号暂态过程分析，在开关SW1闭合断开的一个整周期内，当开关SW1闭合时，一次侧回路形成，变压器的初级线圈将产生感应电流i；当开关SW1断开时，无信号源，变压器的初级线圈电磁感应消失；对变压器的初级线圈在单位整周期内开关SW1闭合阶段产生的感应电流进行暂态计算分析，如公式(6)：

其中，V为直流恒压信号；i为经过变压器初级线圈的电流；R为变压器初级线圈内阻；L₁为变压器初级线圈电感；t为时间。

更进一步的方案中，根据建立的电路分析模型，变压器次级线圈输出的电压信号为公式(7)：

其中，V_out为变压器输出电压；m为磁芯耦合系数；N₁、N₂分别为初级线圈与次级线圈匝数。

更进一步的方案中，选择高磁导率材料绕制的磁芯来制作变压器。

更进一步的方案中，在选用高磁导率材料绕制的磁芯来制作变压器并完成加工工艺后，确定变压器的耦合系数、匝数比，公式(7)中令为常数K，公式(7)可简化为公式(8)：