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高精度程控交流电源方案讨论

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楼主: yszh0836
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本帖最后由 摸摸 于 2016-6-8 12:14 编辑
GavinZ 发表于 2016-6-8 11:38
那个芯片是AD637。我就见过几款万用表,不知道你说的3458A是不是用的AD637。
我当时抄的那个用的是AD637 ...

这0.05%里面还要顾及分压电阻和电流采样的误差以及温度系数。不过可以花钱堆料。

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fzyuan| | 2016-6-8 12:35 | 只看该作者
GavinZ 发表于 2016-6-8 11:38
那个芯片是AD637。我就见过几款万用表,不知道你说的3458A是不是用的AD637。
我当时抄的那个用的是AD637 ...

是的,3458A用的就是AD637(模拟模式)。

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GavinZ| | 2016-6-8 13:10 | 只看该作者
fzyuan 发表于 2016-6-8 12:35
是的,3458A用的就是AD637(模拟模式)。

看来,那些高速ADC方案的万用表也不能把AC做得更好。只是读数速率高了很多。

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fzyuan| | 2016-6-8 15:02 | 只看该作者
GavinZ 发表于 2016-6-8 13:10
看来,那些高速ADC方案的万用表也不能把AC做得更好。只是读数速率高了很多。 ...

现在万用表交流测量方案的重点是处理电路的频响,那么宽的频率范围内想要做到0.05%的平坦度是不可能的,
所以现在几乎所有的方案都没辙。

但楼主的要求不一样,是50Hz+10kHz,简单明确的频响要求。
实际上这种要求甚至都不需要AD637这类rms转换器,直接采用平均值响应的rms转换电路都可以实现。

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yszh0836|  楼主 | 2016-6-10 20:52 | 只看该作者
manbo789 发表于 2016-6-6 17:01
我想问一下,负载是纯阻性负载吗?

就按照纯电阻负载来搞吧!

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yszh0836|  楼主 | 2016-6-10 20:55 | 只看该作者
fzyuan 发表于 2016-6-6 18:22
看不见图。

好在输出容量并不大,可以采用线性方式。

大家反映看不了图
我重新上传下,我的方案估计大家都看不上@
电压方案:


电流方案:

我的这个方案精度不行!郁闷。。。。

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yszh0836|  楼主 | 2016-6-10 20:58 | 只看该作者
fzyuan 发表于 2016-6-6 18:22
看不见图。

好在输出容量并不大,可以采用线性方式。

你的意思是:
1:将真有效值转换芯片输出的直流来作为反馈--这个思路可以;
2:波形发生器?请问您的波形发生器是stm32的DAC模块还是?
3:整个反馈环路还是需要软件参与吧?比如波形发生器采用STM32的DAC模块的话。
4:请问功率放大部分怎么整?

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yszh0836|  楼主 | 2016-6-10 21:01 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2016-6-6 18:33
信号源必须是DDS的,频率必须晶振,温补晶振是必须的,关键是功放,带负载能力,挂32个电子电能表不会自激 ...

对啊,觉得最核心的2个东西是:
1:功放。高保真度和低噪声的功放,我的图里面用的是
     分立器件搭建的电压功放,电流功放采用OP。请问有什么好的方案?
2:反馈控制环节。据说有人采用硬件PID提高响应速度和负载调整率,辅助还有软件反馈。
     一头雾水,有无建议?

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yszh0836|  楼主 | 2016-6-10 21:02 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2016-6-6 18:35
为了高精度,必须构成深度负反馈才行,加直流自动抵消电路。幅度稳定电路是必须的。 ...

实在不行,精度降低也可以啊,千五的可以有好的方案吗?

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zyj9490| | 2016-6-10 21:53 | 只看该作者
yszh0836 发表于 2016-6-10 21:01
对啊,觉得最核心的2个东西是:
1:功放。高保真度和低噪声的功放,我的图里面用的是
     分立器件搭建 ...

一种是数字功放,PWM,1KW ,0.1%Rr失真,一种模快拟功放。你的那种20W的模拟功放即可以了。关键是反馈环节。

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lhj722| | 2016-6-11 10:17 | 只看该作者
精度不是你测,是你的电压源电流源能达到的精度,电能计量方面有专用的仪表测量,这个要求是对电能计量检测装置输出电压和电流的要求不是很高。你搜一下电能计量装置能达到这个要求的产品一大堆。电压和电流输出范围要靠改变变压器抽头才能达到这么宽的范围。

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lhj722| | 2016-6-11 10:24 | 只看该作者
搜一下“三相电能表检定装置”,看一下参数看能满足要求否,可以借鉴一下。

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shizaigaole| | 2016-6-11 11:15 | 只看该作者
楼主做这个干吗?卖不了几个钱。真想做的话建议投入几万块钱买个样机,其实这个东西就是电力行业用的三相标准功率源

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yszh0836|  楼主 | 2016-6-11 20:23 | 只看该作者
谢谢各位热烈的讨论。
现在就几点问题澄清一下。
1:输出电压电流的频率均为45-55Hz。至于21次谐波的话,精度可不受0.05%限制。具体指标1%即可。
     0.05%的精度要求和失真度要求只针对基波来说的,即45-55hz范围内。
2:有朋友说0.05%的要求的仪器动辄几百上千万,其实不然。有朋友已经说了国内售价有2-4W的报价。
     指标甚至更高,不过具体性能没有实测,但是既然厂家敢这么标,应该还是有可信度的,不乏上市
     公司的产品。这里贴出国内部分厂家产品参数。我的想法是不求达到他们的精度,尽量千5也行啊,呵呵。
公司1:


公司2:



公司3:



   另外,需要说明的是,我觉得这种指标最关键的是反馈和功率放大部分。
怎么样构建快速反应和稳定的反馈是达到如此精度和负载调整率的关键,有厂家加入了硬件PID控制,这个确实不会啊。
然后就是功率放大部分,怎么样保证功率放大的稳定性和低失真?可以确定的是国内有厂家用的集成功放
来进行电流放大。
     以上供参考,欢迎大家一起学习!

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yszh0836|  楼主 | 2016-6-11 20:26 | 只看该作者
shizaigaole 发表于 2016-6-11 11:15
楼主做这个干吗?卖不了几个钱。真想做的话建议投入几万块钱买个样机,其实这个东西就是电力行业用的三相标 ...

对啊,其实就是这个东西,跟功率源很像,或者直接叫功率源吧!
我不是想做功率源卖,国内很多厂家在做了,你们可以所搜下。
最近一个项目需要这个功能而已。
仪器探讨下看能否思路开阔,集思广益嘛~~

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摸摸| | 2016-6-11 20:52 | 只看该作者
如果你只是为了测试项目中的某个东西而做这样一台机子,成本上是划不来的,还不如买一台稳定的源+一台高精度的交流.表

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yszh0836|  楼主 | 2016-6-11 22:39 | 只看该作者
不是这个情况,扯远了!现在只想讨论下方案!

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fzyuan| | 2016-6-12 08:01 | 只看该作者
本帖最后由 fzyuan 于 2016-6-12 08:08 编辑
yszh0836 发表于 2016-6-10 20:58
你的意思是:
1:将真有效值转换芯片输出的直流来作为反馈--这个思路可以;
2:波形发生器?请问您的波形 ...

1.是的,0.05%的有效值精度,所以在幅度上可以只关注有效值,而且是通过直流大闭环实现;
2.波形发生器无法采用STM32的内置DAC,因为这个幅度很难有效调节,应采用外置乘法型DAC,12bit就够了;
3.大环路的反馈无需软件参与,由直流误差放大器负责;
4.功放不是核心,能满足0.05%失真率的音频功放有很多,带宽50kHz、20多W的功率不难。

当然,如果你一定要把方案做得更复杂,用DSP、FPGA等进行大环路的控制也是可以的,那就得有高分高速并且高精度的ADC和DAC了。

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yszh0836|  楼主 | 2016-6-12 09:32 | 只看该作者
几个问题:第一是集成的功放只能用在电流吧?因为电压输出时电压要可调并且电压三百伏太高。第二个直流大闭环的话怎么建立模型?因为涉及到硬件pid参数设计啊,不知道我理解对不

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shizaigaole| | 2016-6-12 10:54 | 只看该作者
分三步走。
一, 要测的准,测量的精度达到要求,是基础。
二,   开环输出放大环节正弦波一定要稳定。
三, 第三点就是自动控制反馈环节,建议还是找资深的自控方面的专家解决,比如说做过三相PWM整流器相关方面的专家解决。
可以请熟悉matalab的人,帮你建模仿真下。

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