强磁场电源精密电压参考源的设计

《强磁场电源精密电压参考源的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛强磁场电源精密电压参考源的设计段娟刘小宁陈滋健(中国科学院合肥物质科学研究院，安徽合肥230031)摘要：本文首先提出了强磁场电源电压参考源的设计要求即高稳定和可程控，然后在分析影响该电压参考源稳定度的关键因素的基础上选取了有效的数模转换芯片DAC1220和其基准电压源MAX6325，并给出了整个系统的硬件设计和各部分的软件设计，实验结果表明，数模转换输出能产生程序控制的按照设定斜率上升的电压曲线，并且在严格控制温度的条件下，设定值

2、处能取得预期的8小时内良好的稳定性。关键词：稳定度；温度系数；数模转换器；程序控制；数据采集中图分类号:TP273.5文献标识码:BDesignofPrecisionVoltageReferenceforHighMagneticFieldPowerSupplyDUANJuanLIUXiao-ningCHENZi-jian(HefeiInstitutesofPhysicalScience,ChineseAcademyofSciences,HefeiAnhui230031，China)Abstract:Firstlythispaperputsfor

3、wardthedemandforhighmagneticfieldpowersupply,whichishighlystableandprogrammable.Thenthekeypointswhichaffectthestabilityofthevoltagereferenceareconcludedinthispaper.Accordingtothesefactorshardwaredesignandsoftwaredesignaregivenforthesystemanditscomponents.Thetestprovesthatout

4、putvoltageoftheconverterisincreasedwithasetrampratebytheprogramandgoodstabilityappearsoveran8hperiodoftimeunderthestrictcontroloftemperaturewiththevoltagesetpointfixed.Keywords:stability，temperaturecoefficient，D/Aconverter，programcontrol，dataacquisition引言稳态强磁场实验装置是“十一五”国家重大科

5、技基础设施项目之一，而建设稳态的强磁场需要高稳定度的直流电源。强磁场电源稳定度指标是8小时内10ppm，若想得到这么高的稳定度，必须对影响电源稳定度的直接关键因素——电压参考源特别关注。10ppm稳定度指[1]标的电源要求电压参考源的稳定度应优于10ppm，否则电源将得不到如此高的稳定度。除了要求电源输出的高稳定性，我们需要的电源输出电流要按照一定的斜率逐渐上升到电流设定值，因此电压参考源也需要按照一定的斜率上升到电压设定值，最后稳定在设定值。随着单片大规模集成电路发展，产品的不断更新换代，只需选择转换精度高、失调和增益温度系数小、线性度好的数

6、模转换芯片（以下简称DAC）与温漂系数小的基准电压源，再结合[2]良好的计算机程序控制就可以设计出满足要求的可程控调节的高稳定度直流电压参考源。1影响程控电压参考源的稳定度的因素以及DAC和其基准电压源的选取根据强磁场电源稳定度指标的要求，我们这样来定义程控电压参考源的稳定度：对于给定的数字输入量（对应模拟量的电压设定值），８小时内数模转换电路实际输出电压最大与最小值的差与额定输出电压的比值。基于上述稳定度的定义我们分析影响该稳定度的主要原因是长时间内温度的变化以及电源扰动，进而得出影响电压参考源稳定度的关键因素为DAC的增益和失调温度系数、D

7、AC的电源电压抑制比以及DAC基准电压源的温度系数和电压噪声。以下详细说明我们选取DAC和基准源的过程。由于强磁场电源要求设定电流分辨率5ppm，我们必须选择18位分辨率以上的DAC，初步选定TI公司的增益和失调温度系数都比较小的20位数模转换器DAC1220作为数模转换元器件，然后选择温度系数和电压噪声也比较小的MAXIM公司的MAX6325作为DAC1220的基准电压源。虽然DAC的增益误差和失调误差绝大部[3]分是其基准电压源引起的，但我们还是通过对最坏情况下（绝对值的累加）的估算来验证我们的选择。假设将数模转换电路板工作环境温度控制在1

8、℃以内，已知DAC1220的增益和[4]单极性零点失调温度系数分别为2ppm/℃、1ppm/℃，则在1℃内温漂绝对值为3ppm。http://www.