CN101577500B - 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的一端相连,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VIN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]与第一电容[C1]的一端相连,集成稳压芯片7815[U1]的输出端[VOUT]与第二电容[C2]和第一二极管[D1]的一端相连,第一电容[C1]、第二电容[C2]和第一二极管[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]与第三电容[C3]的一端相连,集成稳压芯片7810[U2]的输出端[VOUT]与第四电容[C4]和第二二极管[D2]的一端相连,第三电容[C3]、第四电容[C4]和第二二极管[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]与第五电容[C5]的一端相连,集成稳压芯片7805[U3]的输出端[VOUT]与第六电容[C6]和第三二极管[D3]的一端相连,第五电容[C5]、第六电容[C6]和第三二极管[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]与第七电容[C7]的一端相连,集成稳压芯片LM317[U4]的输出端[VOUT]与第一电阻[R2]、第四二极管[D4]和第九电容[C9]的一端相连,集成稳压芯片LM317[U4]的调整端[ADJ]与第一可调电阻[R1]、第八电容[C8]、第一电阻[R2]和第四二极管[D4]相连,第七电容[C7]、第八电容[C8]、第九电容[C9]和第一可调电阻[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]与第十电容[C10]的一端相连,集成稳压芯片7915[U5]的输出端[VOUT]与第十一电容[C11]和第五二极管[D5]的一端相连,第十电容[C10]、第十一电容[C11]和第五二极管[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]与第十二电容[C12]的一端相连,集成稳压芯片7910[U6]的输出端[VOUT]与第十三电容[C13]和第六二极管[D6]的一端相连,第十二电容[C12]、第十三电容[C13]和第六二极管[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]与第十四电容[C14]的一端相连,集成稳压芯片7905[U7]的输出端[VOUT]与第十五电容[C15]和第七二极管[D7]的一端相连,第十四电容[C14]、第十五电容[C15]和第七二极管[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]与第十六电容[C16]的一端相连,集成稳压芯片LM337[U8]的输出端[VOUT]与第二电阻[R4]、第八二极管[D8]和第十八电容[C18]的一端相连,集成稳压芯片LM337[U8]的调整端[ADJ]与第二可调电阻[R3]、第十七电容[C17]、第二电阻[R4]和第八二极管[D8]相连,第十六电容[C16]、第十七电容[C17]、第十八电容[C18]和第二可调电阻[R3]的另一端与整流滤波电路接地端[GND]相连。
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US5469399A (en) * | 1993-03-16 | 1995-11-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory, memory card, and method of driving power supply for EEPROM |
CN2634725Y (zh) * | 2003-05-12 | 2004-08-18 | 苟玉杰 | 一种电器控制开关 |
CN2747778Y (zh) * | 2004-05-31 | 2005-12-21 | 上海德创电器电子有限公司 | 电力***模块电源 |
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