陀螺儀數(shù)字可調(diào)式測試電源方案設(shè)計(jì)

　　陀螺電機(jī)是慣性器件陀螺儀的主要構(gòu)成部分，而陀螺儀是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心元件，廣泛運(yùn)用于艦船導(dǎo)航和各種武器系統(tǒng)中。陀螺電機(jī)的性能好壞，將直接影響陀螺儀的性能以及整個(gè)慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航精度，因此，對于陀螺電機(jī)供電電源的設(shè)計(jì)顯得十分重要，其電壓、頻率穩(wěn)定度等都直接影響電機(jī)的工作精度。

　　為了模擬實(shí)際裝備中陀螺電機(jī)升壓啟動、降壓工作的啟動方式，以及在不同電源頻率和電壓下對陀螺電機(jī)的工作性能進(jìn)行測試分析，本文在普通三相方波電源的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種陀螺電機(jī)專用數(shù)字可調(diào)式測試電源，并通過測試實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了實(shí)用性及可靠性驗(yàn)證。

　　1 主要技術(shù)指標(biāo)

　　1)輸入電源：交流220 V±20%，50 Hz;

　　2)輸出電源：三相方波，0～120 V可調(diào)(電壓);1 KHz/500 Hz(頻率);頻率穩(wěn)定度小于0.1 Hz相位差為120°±0.5°。

　　2 方案設(shè)計(jì)

　　圖l為三相方波電源電路原理圖。其中，220 V/50Hz交流電為該電源提供能量，通過AC/DC變換，輸出最高達(dá)200V的直流電平;16位并行信號是來自于計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的控制信號，為AC/DC變換提供參考電壓，控制輸出直流電壓大小。電路的頻率是通過溫補(bǔ)晶振產(chǎn)生3.84 MHz的信號，將此頻率信號先后分別進(jìn)行分頻、分相、驅(qū)動，以控制開關(guān)功率器件的導(dǎo)通和關(guān)斷。該電源最終輸出的信號是三相1 kHz/500 Hz、電壓幅值在0～150 V內(nèi)線性可調(diào)的方波信號。

　　3 電路設(shè)計(jì)

　　1)AC/DC變換 AC/DC變換器采用FDPS開關(guān)電源。該開關(guān)電源基本工作原理及基本電路框圖如圖2所示。

　　對于圖2(a)中的單極性矩形脈沖，其直流電壓平均值取決于矩形脈沖的寬度，脈沖越寬，其直流電壓平均值也越高。其中

　　。當(dāng)Um和T均不變時(shí)，輸出直流電壓平均值與矩形脈沖寬度成正比。因此，通過調(diào)節(jié)PWM脈沖寬度調(diào)節(jié)輸出直流電壓的大小。

　　圖2(b)所示開關(guān)電源基本電路框圖就是基于此原理，通過0～5 V直流電壓信號調(diào)整PWM波脈沖寬度的大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)開關(guān)電源輸出直流電壓的大小。

　　在該三相方波電源中，所采用的開關(guān)電源有2個(gè)輸入，1個(gè)輸出。一個(gè)輸入為220 V/50 Hz交流電;另一個(gè)輸入為0～5 V的直流電壓信號，其作用是調(diào)節(jié)PWM脈沖寬度，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)開關(guān)電源的輸出直流電壓。

　　2)晶振選擇 該電源采用3.84 MHz的高精度溫度補(bǔ)償石英晶體振蕩器，其技術(shù)指標(biāo)如表1所示，各技術(shù)指標(biāo)滿足該電源對頻率信號的要求。

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