直流穩(wěn)壓電源】高精度數(shù)控可調(diào)直流穩(wěn)壓電源
摘 要： 針對常規(guī)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓精度不高和調(diào)節(jié)較為繁瑣的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款高精度數(shù)控可調(diào)直流穩(wěn)壓線性電源。該電源輸出電壓0～30 V可調(diào)，輸出電流值可達(dá)4 A。通過輸出電壓/電流取樣電路、差動(dòng)放大電路及電壓/電流調(diào)整電路等所構(gòu)成的閉環(huán)負(fù)反饋環(huán)節(jié)和軟件上的雙線性插值誤差補(bǔ)償方法，穩(wěn)壓自動(dòng)UPS電源，提高了輸出電壓的精度。
該電源輸出電壓和電流的值既可通過旋轉(zhuǎn)編碼器和實(shí)體按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以通過在所用觸控液晶模塊中創(chuàng)建的虛擬鍵盤直接進(jìn)行設(shè)置，操作簡便。實(shí)際測試結(jié)果表明，該電源的輸出電壓精度高，12 V輸出時(shí)的負(fù)載調(diào)整率僅為0.15％，且參數(shù)設(shè)置操作簡便，可滿足一般教學(xué)、科研的應(yīng)用需求。
直流穩(wěn)壓電源是電子技術(shù)領(lǐng)域的常用儀器設(shè)備之一，能在電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)提供穩(wěn)定的直流輸出電壓。常規(guī)的直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路等部分組成，大多采用串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓原理，通過調(diào)節(jié)輸出端取樣支路中的電位器來改變輸出電壓值。由于電位器阻值變化的非線性和調(diào)節(jié)范圍限制，普通直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓精度不高。隨著使用時(shí)間的增加，用于粗調(diào)的波段開關(guān)和用于細(xì)調(diào)的電位器的接觸不良也會(huì)對輸出電壓產(chǎn)生較大影響，穩(wěn)壓凈化UPS電源，且調(diào)節(jié)較為繁瑣。
針對常規(guī)直流穩(wěn)壓電源的上述缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款數(shù)控可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，其輸出電壓0～30 V可調(diào)，輸出電流值可達(dá)4 A，輸出電壓精度高且穩(wěn)定性強(qiáng)，參數(shù)設(shè)置操作簡便，還可實(shí)時(shí)監(jiān)測并顯示實(shí)際的電壓/電流輸出值。
UPS的可靠性
UPS的可靠性更多有賴于電源系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，而并非UPS本身的設(shè)計(jì)。而終提高UPS可用性的辦法無疑就是將包括UPS和整個(gè)電源保護(hù)方案在內(nèi)的整體修復(fù)時(shí)間縮至短，將冗余擴(kuò)至大。
一直以來，MTBF(平均無故障時(shí)間)是UPS生產(chǎn)廠商用來測量和說明UPS可靠性的關(guān)鍵度量指標(biāo)。不過，用MTBF來預(yù)測UPS的可用性實(shí)際上卻難具說服力。
為了說明這一點(diǎn)，來舉一個(gè)例子，假設(shè)一臺(tái)UPS，非專業(yè)人士可能簡單地以為該設(shè)備可以無故障運(yùn)行200000h(約為23年)。但是，事實(shí)上UPS生產(chǎn)廠商不可能也不會(huì)對產(chǎn)品進(jìn)行為期23年的無故障運(yùn)行測試。相反，他們只是根據(jù)UPS組件的預(yù)計(jì)使用壽命先行計(jì)算出一個(gè)MTBF值。然后，UPS電源，在其出貨量增長到具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí)，會(huì)根據(jù)這批設(shè)備實(shí)際的性能數(shù)據(jù)替換到某些初步的預(yù)估值，這些修正后的數(shù)據(jù)可能存在誤導(dǎo)性。，電力逆變UPS電源，假設(shè)2500臺(tái)UPS在5年的研究期內(nèi)運(yùn)行良好，那么得到的MTBF值可能會(huì)相當(dāng)高。但是如果這些系統(tǒng)中有一個(gè)組件的使用壽命只有6年，那么在5年研究期過后的一年，它們中的90%可能會(huì)發(fā)生故障。
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