程控电源

程控电源在接触器验收

设备中的应用

连封面共12 页

贵州天义电器有限责任公司产品试验中心

目录

1引言…………………………………………………………2主要器件的选用及结构特点………………………………3线路工作原理及元件功用…………………………………

4 程控电源与接触器测试仪配套的推广应用………………4结束语………………………………………………………5线路原理图…………………………………………………6稳压特性曲线图……………………………………………

程控电源在接触器验收设备中的应用

摘要介绍一种程控电源的设计方法，给出了相关方框图和线路原理图及特性曲线图，用于接触器验收试验的参数测试设备中。

关键词程控电源测量线性调节特性 OP27GP

1 引言

接触器综合参数测试仪，是一种适合于测试动断、动合、转换型电磁继电器的线圈电阻、接触电阻、动作和释放电压（动作和释放电流）、动作和释放时间、动作和释放回跳时间、环境温度等参数的智能测试仪器，但由于其输出的电流过小，不能满足线圈启动电流达数安培的接触器的测试。要解决这一问题，必须有一台能输出10A左右的数控电源。目前国内仅有少数厂家能按非标准生产大功率数控电源，但费用达数万元。根据目前生产的接触器测试条件，必须使该数控电源满足以下要求：

输入电源电压：∽220V±10%；

输出直流电压：0－60V；输出电流（max）：10A；

电压调整率：≤0.5%；电流调整率：≤1.0%；

纹波：≤200mV（PK-PK）

鉴于上述要求，我们自己动手设计并制作了一套可与计算机接口连接，控制的程控电源。它的框图如下：

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2 主要器件的选用及结构特点：

为保证电压、电流调整率技术指标及良好的线性调节，采用低噪音高精密运放OP27GP作前级直流放大和电压跟踪。

OP27GP主要技术参数：

静态偏置电流150nA；

带宽：8MHz；

输入补偿电压：220uV；

电源电压：±15V；

使用温度-25—85℃。

为使保护电路快速、可靠的工作，并且不干扰其它系统正常工

作，采用开关性能优良的新型无触点电子开关器件固态继电器，它具有工作可靠、开关速度快、无噪音、寿命长、体积小、无火花、抗震等优点。

固态继电器主要技术参数：

通断速度：≤11mS；

绝缘电阻：≥100MΩ；

输入控制电压：3—32VDC；

输入启动电流：5mA；

输入关闭电压：1.5VDC；

使用温度：-40—80℃。

大功率调整管的选择：

交流220V经变压器隔离降压，次级输出电压65V，调整部分的工作电压为：65V⨯1.2=78V左右，目前我公司生产的接触器，线圈电压60V以下的吸合电压最低在12V左右，线圈吸合时的最大电流为8A，也就是说该电源供给的功率为：12V⨯8A=96W，那么调整管所耗散的功率为：（78V-12V）⨯8A=448W。考虑一定的余量，选择4只低频大功率NPN型三极管并联输出作为该电源的调整管，三极管型号为C4111（PCM=150W、ICM=10A、BVCUO=1500V），安装在143—250散热器上，侧面安装低噪音、轴流仪表风扇强制风冷，保证调

整管有良好的散热条件。

整个电源除变压器、整流桥、滤波电容、大功率电阻、固态继电器、大功率调整管外，其余元件安装在印刷线路板上，便于调试维修。

3 线路工作原理及元件功用：

3.1.控制原理：

由D/A转换的模拟制电压0—5V，加于高精密运放OP27GP的同相输入端（3）脚，由OP27GP运放输出端（6）脚输出，并经R2后控制三极管T5，再由T5集电极输出控制由T1、T2并联组成的驱动级，驱动级三极管集电极和由四个大功率三极管组成的调整管的基级相连，输出电压从调整管的发射级输出。0－60V的输出电压经电阻R28、RW2、R27分压后取得0—5V的电压经RW2活动头返回OP27GP的反相输入端（2）脚，作为运放的跟踪电压，使（6）脚输出经驱动级控制调整管的输出电压始终与（3）脚控制电压有良好的线性关系。

图中C4、C5、C6、C7是运放电源退耦电容， C9、C10是防止线路产生自激振荡，而保证线路能正常、稳定地工作而加的消振电容。

输出端接的D4、DZ2、DZ4和D5、RV2是为避免接触器线圈释

放瞬间产生的反电势击穿调整管，另外还考虑此设置不能影响测试产品的动作时间和回跳时间。

R29、C11的作用是抑制寄生振荡和噪声。

R11—R14是均流电阻，使4个并联调整管不会因电流分配不均而过流损坏。R21的功用是保证稳压指标的前提下，所加的降压电阻，分担调整管一部分功耗。

DZ1、IC1（4N32）、R16、R20的设置是当测试带启动绕组的接触器时，给综参仪提供一个TX信号，从而判别接触器完全吸合后是否将启动绕组切断。其工作原理是在接触器吸合过程中，加在线圈两端电压增加的同时，线圈电流逐步增大，当电流增大到使A、C 两点间压降达到D4稳压值时，D4击穿，光电偶合器导通，TX端输出由+5V跃变为接近0V。一旦接触器吸合，线圈电流下降，光电耦合器由导通变为截止，TX端即恢复为5V，接触器在吸合过程中提供给综参仪一个负脉冲信号，以次判别接触器是否正常吸合。

3.2.过流、过压和过热保护线路工作原理：

过流：当电源输出端因某种原因使负载加重，电流超过其允许电流时，流过R7-R10电流也相应增大，其（A、B两点）电压通过R15加到三极管T3发射结上，当次电压达到0.7V时T3导通，触发电压通过R23、D3加到单向可控硅（SCR1、SCR2）触发端，使SCR1、

SCR2导通，SCR1将固态继电器工作电压短接，固态继电器截止，切断主电源；SCR2导通，发光管D7亮，此时指示线路处于保护状态，由于可控硅一旦触发后始终处于导通状态，只有排除过流原因后，按复位按钮，主电源才恢复供电，D7熄灭。

过压：当由于某种原因或调整管击穿，造成输出端电压达到71V 时，稳压管（DZ3、DZ5）击穿，输出电压通过R31使T6导通，触发电压经过R22、D6，使可控硅（SCR1、SCR2）触发导通，和过流保护同样道理，达到保护的目的。

过热：Jt是温度控制开关，安装于大功率调整管的散热器上，当散热器表面温度达到70℃时，Jt断开，使固态继电器失去工作电压，固态继电器截止切断电源。安装于散热器一侧的轴流风扇仍继续工作，当散热器温度下降后电源自行投入工作状态。与固态继电器输出端并联的压敏电阻RV1是防止固态继电器过压损坏而设置。

在保护线路中设置R32、C8是防止可控硅受干扰而误动作。

4 程控电源与接触器测试仪配套的推广应用

该数控电源与接触器综合参数测试仪配套，完全满足接触器测试技术要求，并应用于新研制的接触器自动检测台中。

在此线路的前面加入D/A数模转换电路，可直接与计算机接口