陀螺儀數字可調式測試電源方案設計

　　由于CH250B輸出的信號的電流較小，一般為5～1O mA，因此需要將信號的電流進(jìn)行放大，以便驅動(dòng)后續電路中的元器件。電流互感器為電感元件，電感兩端不能含有直流成份，否則電感會(huì )發(fā)熱，嚴重時(shí)會(huì )損壞電感元件，因此信號需要隔直后才能加在電感兩端，圖4中C2、C3是兩個(gè)隔直電容。

　　A點(diǎn)是環(huán)形脈沖分配器CH250B輸出的1 kHz頻率信號，高電平約為12 V，低電平則為0 V.經(jīng)過(guò)隔直電容C2作用，頻率信號中的直流成份不通過(guò)C2，因此在B點(diǎn)高電平約為6 V，低電平約為-6 V.在C點(diǎn)，由于三極管基極與發(fā)射極之間的壓降和接地的零電平限制，高電平約為5.3 V，低電平則為0 V.通過(guò)，經(jīng)過(guò)隔直電容C3的作用，在D點(diǎn)，高電平約為2.65 V，低電平約為-2.65 V.

　　電流互感器變比為1：1：1，同名端如圖4中標注。因此VuP與VuN的頻率相同，但是其相位差為180°，可分別驅動(dòng)功率放大電路中的一對橋臂。

　　5)開(kāi)關(guān)功率放大電路開(kāi)關(guān)功率放大電路采用6個(gè)電力晶體管和6個(gè)二極管組合實(shí)現。通過(guò)三相驅動(dòng)信號控制電力晶體管的導通和關(guān)斷，將開(kāi)關(guān)電源輸出的直流電壓逆變成三相交流方波電壓，其A相電壓、B相電壓和C相電壓波形如圖5所示。圖中，UA表示A相輸出電壓，UB表示B相輸出電壓，UC表示C相輸出電壓，UAB表示A相和B相之間的線(xiàn)電壓。

　　圖5 相電壓及線(xiàn)電壓波形圖

　　圖6 三相方波電源外形圖

　　根據上述分析，如圖6所示，在原有模擬調壓式三相方波電源基礎上(圖6中右邊電源)，設計并制造了新的數字可調式電源(圖6中左邊電源)。經(jīng)測試表明，其頻率穩定度高、抗干擾能力強，電壓大小精確可調。

　　4實(shí)例驗證

　　在實(shí)驗室條件下，利用NI-6070多功能輸入輸出卡輸出0～5 V直流電壓至該電源，采用LabVIEW編程調壓，對于某型陀螺電機，電源開(kāi)機輸出120 V啟動(dòng)電壓，待電機進(jìn)入同步轉速后，由程序控制電源輸出降為80 V工作電壓，使得電機正常工作，在運行一段時(shí)間后斷開(kāi)電源，實(shí)驗證明，該電源能輸出各種電壓值，輸出精確且時(shí)間無(wú)滯后，運行穩定，為陀螺電機的正常運行和測試工作提供保障。

　　5結束語(yǔ)

　　本文設計了一種陀螺電機數字可調式測試電源，實(shí)現了電源幅值、頻率的精確數字可調，能夠適應陀螺電機不同測試功能的需要。具有操作性強、可靠性高、方便實(shí)用的特點(diǎn)。該電源已經(jīng)成功應用在陀螺電機聲音信號在線(xiàn)監測系統中，實(shí)踐證明該電源運行良好。