基于高精度电压／电流LEM模块的双通道传感器测试电源.pdf

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第8卷第11期电子元器件壶用Vo1．8No．112006年11月ElectronicComponent&DeviceApplicationsNOV20o6基于高精度电压／电流LEM模块的双通道传感器测试电源陈玮山，汪殿龙，白伟，齐铂金(北京航空航天大学机械工程与自动化学院，北京100083)摘要：简要介绍了电压／电流传感器测试电源的用途及应用场合，针对常规电压和电流传感器的特点，采用高精度电压／电流LEM模块为基准源，设计了一种双通道隔离型主电路拓扑及控制系统(并留有上位机控

2、制和检测端口)，并给出了该电源的技术参数。试验结果表明，该电源可以用于传感器的标定、多传感器一致性检测等方面。关键词：传感器；LEM模块；测试电源；双通道0前言同时共用同一个控制系统。因两路主电路对应不同的隔离变压器，以分别输出低压大电流和高压电量传感器是用来变换电压或电流的装置，小电流，所以整个电源的功耗并不高，具体的电也是电力系统中供测量和保护用的重要设备之源电路原理如图1所示。一电量传感器按用途可分为电压传感器和电流。该电源的设计分为主电路和控制系统两部传感器两大类。电压／电流传感器可将电力系统分。因为两个通道的工作

3、原理相同，故将两通道中的大电流／大电压按照一定的比例变为标准的控制电路设计在一起该测试电源以AC220V为小电流／4,电压，以作为测量和保护的参数。因电源输入，开关SW1或SW2闭合后(分别对应电此电量传感器的精度与动态响应时间尤为重要。流和电压测试通道)，电源处于待机状态。当电传感器在出厂前必须进行精度校核以满足使源控制系统接收到上位机工作允许信号后，电源用要求。而LEM传感器模块以其测量精度高、动开始工作，功率开关管Q。(Q2)将依据驱动信号态响应快、测量范围宽等优点得到了广泛的应的高低电平开通或关断。由于二极管D。(

4、D)的用，因此选用LEM高精度快速电压／电流模块作为反向阻断作用，电源只输出正弦波的正半周期的测量基准源【31，笔者成功研制了一种电压，电流两一部分，图中的(D4)是防止主变压器TR。用的双通道传感器测试电源，来作为检测和校准(TR2)饱和的续流二极管。本设计将高精度电压／电压／电流传感器的专用设备。电流LEM模块分别并联／串联在两个主变压器的副边，与此相对应，设计时将需要测试的单个或多1测试电源的工作原理个电压传感器并联在电压测试通道的输出端．而将电流传感器串联在电流测试通道的输出端。为了得到大范围的电压和电流变化幅值以

5、拓在电流传感器测试通道中，TR1为降压型变宽测试量程，同时考虑到设备的安全性，该测试压器，作用是当输出端两根导线短接或接小电阻电源采用主变压器隔离型主电路结构，这样，测负载时能输出峰值超过1250A的大电流。将输出试电源就必须具备输出高电压和大电流的能力。端导线穿过精密的电流霍尔传感器(LEM模块)，为了减小整个电源的体积和质量，设计时把电压可根据输出电流的大小并经过精密取样电阻得到和电流测试电源主电路分成了两个独立的模块．一个精度较高的反馈电压，该值将对所测试的电流传感器的输出值进行校核，以使所测试的传感收稿日期：200

6、6—08—2462电子元器件主用2006．11www．ChinaECD．net维普资讯http://www.cqvip.com第280卷06年第11l月1期套魏Vo1．8No．11NOY20o6传感器传感器图1测试电源原理电路器具有较高的精度。开关管具体的开通与关断时间需要根据主变在电压传感器测试通道中，TR2为升压型变压器工作电流和设计参数来确定，这里选用￡一：压器。由于本电源可以输出峰值超过2000V的高6ms，taftnin=1000ms，并且t的大小和给定值成压．因此．在输出导线正负两端并接精密电压霍线性关系。尔传

7、感器和精密取样电阻．可根据输出电压的大由于本电源需要和上位机进行通讯．因此，小产生一个精度较高的反馈电压．该反馈电压将本设计在控制电路中增加了一级光电隔离．除了对所测试的电压传感器的输出值进行校核。工作允许信号由上位机发出以外．电源的工作状无论是电流通道还是电压通道．在理论上．态也将通过监测信号反馈到上位机中。与此同测试电源输出端都将得到如图2所示的波形。时．电源的主电路输出信号反馈值被送回电源控制系统，经过处理后通过控制线送到电源外部接Iout(A)Uout(V)口进行检测。为了安全可靠地驱动开关管．电源1蝗U蝰控制系统

8、应输出双路PWM脉冲，以分别驱动电压和电流两通道的开关管．并应具有过流保护功能。此外．该电源还可根据需要设定主电路的输出电流(电压)，即通过调节给定值来控制Ql图2输出电流(电压)波形(Q2)的开通时刻以控制输出电流(电压)，所以，从图2可以看出．该电源输出的是一个个的图2中的输出电流lout(电压Uo