交流恒流源设计

添加日期:[2017-11-30 10:51:10]
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  交流恒流源是能够产生输出交流电流相对恒定的电源.是现代低压电器检测设备的核心组件.

  交流恒流源的设计,一般需要两个步骤来完成.首先要产生一个正弦波信号的电压,然后再把所产生的电压转化为我们需要的恒定大小的电流.也就是说需要两个电路模块:正弦波振荡电路模块和电压电流转换电路模块.


  用于产生正弦波的电路有很多种,一般有RC正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路和石英晶体振荡电路.而RC正弦波振荡电路又分为RC移相振荡电路和RC选频振荡电路;LC正弦波振荡电路也可分为变压器耦合反馈式振荡电路、电容反馈式振荡电路、电感反馈式振荡电路和LC差分振荡电路.
  RC正弦波选频振荡电路

  RC选频振荡器是利用具有选频特新的RC网络筛选出满足起振条件的信号而实现振荡.当信号频率从零逐渐变化到无穷大时,输出电压的相位将从+90°逐渐变化到-90°.因此,对于RC串并联选频网络,必定存在一个频率f0,当f=f0时,输入电压=输出电压.通过计算可求出RC串并联选频网络的频率.如图求RC串并联选频网络的频率的特性:


求RC串并联选频网络的频率的特性图

  因为正弦波振荡器的起振条件是>1,从幅频特性曲线可得,当f=f0时,F=1/3,所以当A>3时,即RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数略大于3的正反馈放大器时,就可构成正弦波振荡器.经过计算得:Rf>2R1.所以起振的具体条件是Rf的取值应略大于2R1.

利用二极管作为非线性环节图

  为了稳定输出电压的幅值,应在电路中加入非线性环节.可在Rf回路串联两个并联的二极管,如上图所示,利用电流增大时二极管动态电阻减小、电流减小时二极管动态电阻增大的特点,从而使输出电压稳定.

  比例系数为:求值公式

电路图

  电压--电流转换电路,由于电路引入了负反馈,A1构成同相求和运算电路,A2构成电压跟随器.图中R1=R2=R3=R4=R,因此经分析推导可得求电流公式

电压与电流转换电路图



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