[实用新型]抗干扰数控交流稳压电源

说明书

本实用新型系抗干扰数控逻辑交流稳压电源。适用于各种计算机、精密分析测量仪器、过程控制和遥感遥控等系统的交流电源装置。

在现有技术中使用的交流稳压电源有下列几种：

1.电子管交流稳压电源（如614系列）。

2.可控硅相移交流稳压电源。

3.以伺服电机驱动的自动交流调压器。

4.继电器转换的电子交流稳压电源（家用）。

5.抗干扰数控交流电源调节器（如美国托帕斯－TOPAZ公司生产的抗干扰交流电源调节器）。

电子管式交流稳压电源，具有稳压精度较高、结构简单、工作可靠、成本低廉等优点。但因其效率低，不能抑制电源中的噪音干扰，加之用电子管做控制电路元件，其技术陈旧落后，已日趋淘汰。

可控硅相移式交流稳压电源，具有控制电路简单、响应时间快、稳压精度较高、体积小、成本低之优点。但致命缺点是输出波形失真，电源自身噪音大，而且电源中含有直流成份，不能用于现代电子仪器设备。

用伺服电机驱动的自动交流调压器和继电器式电子交流稳压器，它们共同的特点是控制电路简单、成本低廉。但在使用中电源自身要产生干扰火花，工作可靠性差，响应时间慢，机械噪音也大，只能用于一般要求不高的电器设备。

抗干扰数控交流电源调节器（以美国TOPAZ公司生产为例），由于采用了超级隔离变压器、数控逻辑电路、可控硅交流开关电路，以及保护电路等技术，因而它具有良好的噪音抑制能力和快速灵敏的响应时间，输出波形也较好，工作可靠，无噪音等优点。但是，这种抗干扰数控交流电源调节器还存在以下4个方面的缺点：

1.电压调节响应时间为20ms，未能达到理论最佳点。

2.过电压保护响应时间因使用继电器做保护执行元件，加上电路的信号滞后，其动作时间≥30ms。

3.数控电路及逻辑原理也较为复杂，调试维修困难，生产成本高。

4.共模噪音抑制能力在高频段较差。

针对上述抗干扰数控电源调节器存在的问题，本实用新型提供了一种新型抗干扰数控交流稳压电源。该电源主要由抗干扰隔离变压器、数控逻辑电路、可控硅交流开关电路等部分组成，其主要技术特征详述如下：

1.采用了TTL数字集成电路7414组成模－数峰值检测变换器，从而提高了电路的电压调节速度和过电压保护响应时间。

2.利用双稳态触发器的数据输入端与脉冲输入端的共同作用才能改变其输出状态的特性，用4D型触发器74175组成电路中的上下计数器，使逻辑控制及电路大为简化，不但降低了生产成本，而且调试维修方便。

3.将电路的时钟脉冲设计在电源的零点附近，并与电源频率同步，使电压调节可靠。

4.在抗干扰隔离变压器的制作工艺上采用双层敷铜板作屏蔽隔离骨架，改善了电源共模噪音高频段的抑制能力（高频集肤效应）。同时，在变压器的输入端引入了LC滤波电路，对电源的串模噪音抑制能力也有所改善。

在数控逻辑电路中，二进制模－数峰值检测变换器由一只7417TTL斯密特触发器组成。也可用与门、与非门、非门或电压比较器构成。它们各自的数字输出信号，分别去控制下一级集成电路74175的数据端。本电路既保证了整机调节的灵敏度，又确定了下一级计数器的工作状态，它同时完成了TOPAZ电源里的线性检波、电压检测、上下计数选通、时钟开关等功能。

上下计数器是由4D型触发器74175组成，也可用类似的锁定触发器或双稳态触发器构成。其基本工作原理是当4D触发器的异步清除端Cr为高电平时，它们的数据输入1D－4D数码通过时钟脉冲的正跳变送入到4个D型触发器的输出端Q或Q，这些信号加至译码器7442的地址输入端，经译码器译中处理。本电路中的4根地址线只有5种状态。即：0000、0001、0011、0111、1111，这5种二进制数字信号经4－10线译码器7442译中。它们分别代表了电源的4种不同的输入电压和输出过电压保护。因为，该电路的时钟脉冲设计在交流电源的零点附近，并且严格与电源频率同步。当D型触发器的数据控制端有数字信号变化时，在零触发脉冲的作用下，这个数字信号被传输到下一级译码器的地址线上，译码器根据该信号执行译中，并通过晶体管驱动器9015×4驱动可控硅开关。由于这个过程是在交流电源的零点附近完成的，该电路的电压调节原理可靠；又因为该电源采用了峰值检测电路，当检测到的数字信号送入译码器译中时，只需要5ms的时间，电路就开始执行电压调节工作，而本电路的响应时间即为10ms。