CN101577500A - 一种液压伺服控制器用稳压电源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液压伺服控制器用稳压电源。其技术方案是：集成稳压芯片7815[U1]和7915[U5]的输入端VIN分别与相应的整流滤波电路输出端±27V相连，该输出端VOUT分别输出±15V电压；集成稳压芯片7810[U2]和7910[U6]的输入端VIN分别与相应的±15V相连，该输出端VOUT分别输出±10V电压；集成稳压芯片7805[U3]和7905[U7]的输入端VIN分别与相应的±10V相连，该输出端VOUT分别输出±5V电压；集成稳压芯片LM317[U4]和LM337[U8]的输入端VIN分别与相应的整流滤波电路输出端±27V相连，该输出端VOUT分别输出0～±24V电压。本发明同时提供±15V、±10V、±5V和0～±24V稳定电压源，具有信号精度高、结构简单和可靠性高的优点。
Description
技术领域
本发明属于稳压电源技术领域。具体涉及一种液压伺服控制器用稳压电源。
背景技术
液压伺服控制器用于对给定信号进行运算处理后驱动液压伺服***中的伺服阀或比例阀，并对传感器信号进行调理转换，是液压伺服***的关键部件。由于液压伺服控制器是一种高精度的信号处理仪器，其内部包含有运算放大器、功率放大器、波形发生器等不同元件。这些电子元器件要求电源必须同时提供±15V、±10V、±5V和0～±24V的不同电压源，并对电源信号精度、稳定性和可靠性有着极高的要求。现有的稳压电源应用在液压伺服***控制及测试方面存在以下几个方面的问题：
(1)仅能提供+5V、+10V、-5V和0～+15V电压源，未能同时提供±15V、±10V、±5V和0～±24V电压源；
(2)普遍采用开关电源作为伺服控制器电源，虽然开关电源体积较小，但其波纹系数较大，信号精度低，容易对伺服控制器信号带来干扰；
(3)电源稳压功能一般采用分立的器件实现，结构复杂，输出信号的稳定性差，达不到液压伺服控制器的要求；
(4)当外接负载短路时，电源内部元件容易烧毁。
发明内容
本发明旨在克服上述技术缺陷，目的是提供一种能同时提供±15V、±10V、±5V和0～±24V信号的精度高、结构简单、可靠性强的液压伺服控制器用稳压电源。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：将220V交流电与变压器相连，变压器与整流滤波电路相连，整流滤波电路输出端+27V与集成稳压芯片7815的输入端VIN相连，集成稳压芯片7815的输出端VOUT输出+15V电压；集成稳压芯片7810的输入端VIN与+15V相连，集成稳压芯片7810的输出端VOUT输出+10V电压；集成稳压芯片7805的输入端VIN与+10V相连，集成稳压芯片7805的输出端VOUT输出+5V电压；整流滤波电路输出端+27V与集成稳压芯片LM317的输入端VIN相连，集成稳压芯片LM317的输出端VOUT输出0～+24V电压。
整流滤波电路输出端-27V与集成稳压芯片7915的输入端VIN相连，集成稳压芯片7915的输出端VOUT输出-15V电压；集成稳压芯片7910的输入端VIN与-15V相连，集成稳压芯片7910的输出端VOUT输出-10V电压；集成稳压芯片7905的输入端VIN与-10V相连，集成稳压芯片7905的输出端VOUT输出-5V电压；整流滤波电路输出端-27V与集成稳压芯片LM337的输入端VIN相连，集成稳压芯片LM337的输出端VOUT输出0～-24V电压。
本技术方案中：集成稳压芯片7815的输入端VIN还与电容C1的一端相连，集成稳压芯片7815的输出端VOUT还与电容C2和二极管D1的一端相连，电容C1、电容C2和二极管D1的另一端及集成稳压芯片7815的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
集成稳压芯片7810的输入端VIN与电容C3的一端相连，集成稳压芯片7810的输出端VOUT与电容C4和二极管D2的一端相连，电容C3、电容C4和二极管D2的另一端及集成稳压芯片7810的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
集成稳压芯片7805的输入端VIN与电容C5的一端相连，集成稳压芯片7805的输出端VOUT与电容C6和二极管D3的一端相连，电容C5、电容C6和二极管D3的另一端及集成稳压芯片7805的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
集成稳压芯片LM317的输入端VIN与电容C7的一端相连，集成稳压芯片LM317的输出端VOUT与电阻R2、二极管D4和电容C9的一端相连，集成稳压芯片LM317的调整端ADJ与可调电阻R1、电容C8、电阻R2和二极管D4相连，电容C7、电容C8、电容C9和可调电阻R1的另一端与整流滤波电路接地端GND相连。集成稳压芯片LM317的输出电压由可调电阻R1和电阻R2的阻值共同决定，计算公式为：输出电压＝1.25(1+R1/R2)。电阻R2选用220欧姆的高精度金属膜电阻，改变可调电阻R1阻值的大小，输出电压将在0～+24V之间变化。电容C7用于提供旁路电流，从而改善滤波效果。电容C8用于降低调节可调电阻R1时所产生的波纹。电容C9用于改善输出电压的响应特性。这种多个电容和电阻所组成的滤波电路，能够保证波纹电压不超过2mV。
集成稳压芯片7915的输入端VIN与电容C10的一端相连，集成稳压芯片7915的输出端VOUT与电容C11和二极管D5的一端相连，电容C10、电容C11和二极管D5的另一端及集成稳压芯片7915的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
集成稳压芯片7910的输入端VIN与电容C12的一端相连，集成稳压芯片7910的输出端VOUT与电容C13和二极管D6的一端相连，电容C12、电容C13和二极管D6的另一端及集成稳压芯片7910的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
集成稳压芯片7905的输入端VIN与电容C14的一端相连，集成稳压芯片7905的输出端VOUT与电容C15和二极管D7的一端相连，电容C14、电容C15和二极管D7的另一端及集成稳压芯片7905的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
集成稳压芯片LM337的输入端VIN与电容C16的一端相连，集成稳压芯片LM337的输出端VOUT与电阻R4、二极管D8和电容C18的一端相连，集成稳压芯片LM337的调整端ADJ与可调电阻R3、电容C17、电阻R4和二极管D8相连，电容C16、电容C17、电容C18和可调电阻R3的另一端与整流滤波电路接地端GND相连。集成稳压芯片LM337的输出电压由可调电阻R3和电阻R4的阻值共同决定，计算公式为：输出电压＝-1.25(1+R3/R4)。电阻R4选用220欧姆的高精度金属膜电阻，改变可调电阻R3阻值的大小，输出电压将在0～-24V之间变化。电容C16用于提供旁路电流，从而改善滤波效果。电容C17用于降低调节可调电阻R3时所产生的波纹。电容C18用于改善输出电压的响应特性。这种多个电容和电阻所组成的滤波电路，能够保证波纹电压不超过2mV。
上述各个集成稳压芯片最大输出电流可达到1.5安培，足以驱动伺服控制器所控制的大电流伺服阀和比例阀。集成稳压芯片均采用直插式封装，芯片表面装配散热片，保证在大电流状态下工作时的芯片散热效果。
为了防止外接负载短路时损坏稳压电源，在±15V、±10V、±5V和0～±24V输出电源VOUT和地之间连接有二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8。当外接负载短路或反接时，二极管能够起到保护电源的作用。
由于采用上述技术方案，本发明完全满足液压伺服控制器中的运算放大器、功率放大器和波形发生器多种有源器件对±15V、±10V和±5V电源的需求，以及液压伺服控制器内部的比例、积分和微分电路对0～±24V范围内某个稳定电压源的需求，保证了液压伺服控制器的输出信号质量和液压伺服***控制精度。具体表现在：
1、采用集成稳压芯片得到±15V、±10V、±5V和0～±24V共8种不同的稳定电压源；
2、采用多个电容和电阻构成滤波电路，波纹电压不超过2mV，提高了信号精度；
3、由于主要功能由各个集成稳压芯片实现，因此电路整体集成度高，结构简单；
4、各个电源通道和地之间连接有二极管，当外接负载短路时不会烧毁电源，可靠性高。
因此，本发明不仅能够同时提供±15V、±10V、±5V和0～±24V稳定电压源，且具有信号精度高、结构简单和可靠性高的优点。
附图说明
图1为本发明的一种电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述，并非对保护范围的限制。
液压伺服控制器中一般包含有运算放大器、功率放大器和波形发生器多种有源器件，这些元器件(如TL084、OPA547、MAX038等)需要使用±15V、±10V和±5V的电源，并要求电源波纹系数低，稳定性好，否则将影响液压伺服控制器的输出信号质量，从而导致液压伺服***控制精度下降。另外，在液压伺服控制器内部的比例、积分和微分电路中，还需要0～±24V范围内某个稳定电压源。因此，和液压伺服控制器所配套的电源应当能够同时提供±15V、±10V、±5V和0～±24V稳压电信号。
一种液压伺服控制器用稳压电源，如图1所示：将220V交流电与变压器相连，变压器与整流滤波电路相连，整流滤波电路输出端+27V与集成稳压芯片7815U1的输入端VIN相连，集成稳压芯片7815U1的输出端VOUT输出+15V电压；集成稳压芯片7810U2的输入端VIN与+15V相连，集成稳压芯片7810U2的输出端VOUT输出+10V电压；集成稳压芯片7805U3的输入端VIN与+10V相连，集成稳压芯片7805U3的输出端VOUT输出+5V电压；整流滤波电路输出端+27V与集成稳压芯片LM317U4的输入端VIN相连，集成稳压芯片LM317U4的输出端VOUT输出0～+24V电压。
整流滤波电路输出端-27V与集成稳压芯片7915U5的输入端VIN相连，集成稳压芯片7915U5的输出端VOUT输出-15V电压；集成稳压芯片7910U6的输入端VIN与-15V相连，集成稳压芯片7910U6的输出端VOUT输出-10V电压；集成稳压芯片7905U7的输入端VIN与-10V相连，集成稳压芯片7905U7的输出端VOUT输出-5V电压；整流滤波电路输出端-27V与集成稳压芯片LM337U8的输入端VIN相连，集成稳压芯片LM337U8的输出端VOUT输出0～-24V电压。
在本具体实施方式中：集成稳压芯片7815U1的输入端VIN还与电容C1的一端相连，集成稳压芯片7815U1的输出端VOUT还与电容C2和二极管D1的一端相连，电容C1、电容C2和二极管D1的另一端及集成稳压芯片7815U1的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
集成稳压芯片7810U2的输入端VIN与电容C3的一端相连，集成稳压芯片7810U2的输出端VOUT与电容C4和二极管D2的一端相连，电容C3、电容C4和二极管D2的另一端及集成稳压芯片7810U2的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
集成稳压芯片7805U3的输入端VIN与电容C5的端相连，集成稳压芯片7805U3的输出端VOUT与电容C6和二极管D3的一端相连，电容C5、电容C6和二极管D3的另一端及集成稳压芯片7805U3的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
集成稳压芯片LM317U4的输入端V1N与电容C7的一端相连，集成稳压芯片LM317U4的输出端VOUT与电阻R2、二极管D4和电容C9的一端相连，集成稳压芯片LM317U4的调整端ADJ与可调电阻R1、电容C8、电阻R2和二极管D4相连，电容C7、电容C8、电容C9和可调电阻R1的另一端与整流滤波电路接地端GND相连。集成稳压芯片LM317U4的输出电压由可调电阻R1和电阻R2的阻值共同决定，计算公式为：输出电压＝1.25(1+R1/R2)。电阻R2选用220欧姆的高精度金属膜电阻，改变可调电阻R1阻值的大小，输出电压将在0～+24V之间变化。电容C7用于提供旁路电流，从而改善滤波效果。电容C8用于降低调节可调电阻R1时所产生的波纹。电容C9用于改善输出电压的响应特性。这种多个电容和电阻所组成的滤波电路，能够保证波纹电压不超过2mV。
集成稳压芯片7915U5的输入端VIN与电容C10的一端相连，集成稳压芯片7915U5的输出端VOUT与电容C11和二极管D5的一端相连，电容C10、电容C11和二极管D5的另一端及集成稳压芯片7915U5的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
集成稳压芯片7910U6的输入端VIN与电容C12的一端相连，集成稳压芯片7910U6的输出端VOUT与电容C13和二极管D6的一端相连，电容C12、电容C13和二极管D6的另一端及集成稳压芯片7910U6的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
集成稳压芯片7905U7的输入端VIN与电容C14的一端相连，集成稳压芯片7905U7的输出端VOUT与电容C15和二极管D7的一端相连，电容C14、电容C15和二极管D7的另一端及集成稳压芯片7905U7的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
集成稳压芯片LM337U8的输入端VIN与电容C16的一端相连，集成稳压芯片LM337U8的输出端VOUT与电阻R4、二极管D8和电容C18的一端相连，集成稳压芯片LM337U8的调整端ADJ与可调电阻R3、电容C17、电阻R4和二极管D8相连，电容C16、电容C17、电容C18和可调电阻R3的另一端与整流滤波电路接地端GND相连。集成稳压芯片LM337U8的输出电压由可调电阻R3和电阻R4的阻值共同决定，计算公式为：输出电压＝-1.25(1+R3/R4)。电阻R4选用220欧姆的高精度金属膜电阻，改变可调电阻R3阻值的大小，输出电压将在0～-24V之间变化。电容C16用于提供旁路电流，从而改善滤波效果。电容C17用于降低调节可调电阻R3时所产生的波纹。电容C18用于改善输出电压的响应特性。这种多个电容和电阻所组成的滤波电路，能够保证波纹电压不超过2mV。
上述各个集成稳压芯片最大输出电流可达到1.5安培，足以驱动伺服控制器所控制的大电流伺服阀和比例阀。集成稳压芯片均采用直插式封装，芯片表面装配散热片，保证在大电流状态下工作时的芯片散热效果。
为了防止外接负载短路时损坏稳压电源，在±15V、±10V、±5V和0～±24V输出电源VOUT和地之间连接有二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8。当外接负载短路或反接时，二极管能够起到保护电源的作用。
本具体实施方式不仅能够同时提供±15V、±10V、±5V和0～±24V稳定电压源，且具有信号精度高、结构简单和可靠性高的优点。具体表现在：
1、采用集成稳压芯片得到±15V、±10V、±5V和0～±24V共8种不同的稳定电压源；
2、采用多个电容和电阻构成滤波电路，波纹电压不超过2mV，提高了信号精度；
3、由于主要功能由各个集成稳压芯片实现，因此电路整体集成度高，结构简单；
4、各个电源通道和地之间连接有二极管，当外接负载短路时不会烧毁电源，可靠性高。
本具体实施方式完全满足液压伺服控制器中的运算放大器、功率放大器和波形发生器多种有源器件对±15V、±10V和±5V电源的需求和液压伺服控制器内部的比例、积分和微分电路对0～±24V范围内某个稳定电压源的需求，保证了液压伺服控制器的输出信号质量和液压伺服***控制精度。
Claims (9)
1、一种液压伺服控制器用稳压电源，220V交流电与变压器相连，变压器与整流滤波电路相连，其特征在于：整流滤波电路输出端+27V与集成稳压芯片7815[U1]的输入端VIN相连，集成稳压芯片7815[U1]的输出端VOUT输出+15V电压；集成稳压芯片7810[U2]的输入端VIN与+15V相连，集成稳压芯片7810[U2]的输出端VOUT输出+10V电压；集成稳压芯片7805[U3]的输入端VIN与+10V相连，集成稳压芯片7805[U3]的输出端VOUT输出+5V电压；整流滤波电路输出端+27V与集成稳压芯片LM317[U4]的输入端VIN相连，集成稳压芯片LM317[U4]的输出端VOUT输出0～+24V电压；
整流滤波电路输出端-27V与集成稳压芯片7915[U5]的输入端VIN相连，集成稳压芯片7915[U5]的输出端VOUT输出-15V电压；集成稳压芯片7910[U6]的输入端VIN与-15V相连，集成稳压芯片7910[U6]的输出端VOUT输出-10V电压；集成稳压芯片7905[U7]的输入端VIN与-10V相连，集成稳压芯片7905[U7]的输出端VOUT输出-5V电压；整流滤波电路输出端-27V与集成稳压芯片LM337[U8]的输入端VIN相连，集成稳压芯片LM337[U8]的输出端VOUT输出0～-24V电压。
2、根据权利要求1所述的液压伺服控制器用稳压电源，其特征在于所述的集成稳压芯片7815[U1]的输入端VIN与电容C1的一端相连，集成稳压芯片7815[U1]的输出端VOUT与电容C2和二极管D1的一端相连，电容C1、电容C2和二极管D1的另一端及集成稳压芯片7815[U1]的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
3、根据权利要求1所述的液压伺服控制器用稳压电源，其特征在于所述的集成稳压芯片7810[U2]的输入端VIN与电容C3的一端相连，集成稳压芯片7810[U2]的输出端VOUT与电容C4和二极管D2的一端相连，电容C3、电容C4和二极管D2的另一端及集成稳压芯片7810[U2]的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
4、根据权利要求1所述的液压伺服控制器用稳压电源，其特征在于所述的集成稳压芯片7805[U3]的输入端VIN与电容C5的一端相连，集成稳压芯片7805[U3]的输出端VOUT与电容C6和二极管D3的一端相连，电容C5、电容C6和二极管D3的另一端及集成稳压芯片7805[U3]的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
5、根据权利要求1所述的液压伺服控制器用稳压电源，其特征在于所述的集成稳压芯片LM317[U4]的输入端VIN与电容C7的一端相连，集成稳压芯片LM317[U4]的输出端VOUT与电阻R2、二极管D4和电容C9的一端相连，集成稳压芯片LM317[U4]的调整端ADJ与可调电阻R1、电容C8、电阻R2和二极管D4相连，电容C7、电容C8、电容C9和可调电阻R1的另一端与整流滤波电路接地端GND相连。
6、根据权利要求1所述的液压伺服控制器用稳压电源，其特征在于所述的集成稳压芯片7915[U5]的输入端VIN与电容C10的一端相连，集成稳压芯片7915[U5]的输出端VOUT与电容C11和二极管D5的一端相连，电容C10、电容C11和二极管D5的另一端及集成稳压芯片7915[U5]的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
7、根据权利要求1所述的液压伺服控制器用稳压电源，其特征在于所述的集成稳压芯片7910[U6]的输入端VIN与电容C12的一端相连，集成稳压芯片7910[U6]的输出端VOUT与电容C13和二极管D6的一端相连，电容C12、电容C13和二极管D6的另一端及集成稳压芯片7910[U6]的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
8、根据权利要求1所述的液压伺服控制器用稳压电源，其特征在于所述的集成稳压芯片7905[U7]的输入端VIN与电容C14的一端相连，集成稳压芯片7905[U7]的输出端VOUT与电容C15和二极管D7的一端相连，电容C14、电容C15和二极管D7的另一端及集成稳压芯片7905[U7]的接地端GND分别与整流滤波电路接地端GND相连。
9、根据权利要求1所述的液压伺服控制器用稳压电源，其特征在于所述的集成稳压芯片LM337[U8]的输入端VIN与电容C16的一端相连，集成稳压芯片LM337[U8]的输出端VOUT与电阻R4、二极管D8和电容C18的一端相连，集成稳压芯片LM337[U8]的调整端ADJ与可调电阻R3、电容C17、电阻R4和二极管D8相连，电容C16、电容C17、电容C18和可调电阻R3的另一端与整流滤波电路接地端GND相连。
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