电子秤供桥电源的设计

　　在电子秤中，对供传感器电源(俗称供桥电源)的稳定性要求是非常高的。因为即使整秤精度为OIML- }级时(即0.0500),二次仪表所占的误差仅为0. 015 0 0。这一误差又由三个部分构成，即放大器0. 005 0 o;模拟变换器0. 005 0 o;供桥电源0. 005 0 o。由于放大器和模拟变换器已是比较成熟的技术，其稳定性容易保证，因此供桥电源的稳定性就成为电子秤精度的一个焦点。

　　供桥电源一般有三种形式:

　　1.高穗定度供桥电源;

　　2.有源电桥电路;

　　3.跟随补偿电路。

　　在实际应用中，通常采用第一种形式。

　　供桥电源需自行设计。传感器的信号分四线制和六线制两种。本文介绍的高稳定度供桥电源可普遍用于提供四线制的传感器电源。其稳定性优于5 X 10-5，且可靠性高，实际应用效果很好。

　　一、特点

　　1.基本是“定值”输出。

　　2.负载恒定不变。

　　3.稳定系数较高。

　　二、主要技术指标

　　1.输出电压:5^-18V

　　2.输出电流:500mA

　　3.稳定系数:优于5 X 10-5

　　4.纹波电压:小于100}cV

　　5.温度稳定系数:(5^-7) X 10-6/0C

　　6.时间稳定系数:每240小时变化2X10一5

　　7.动态内阻:1 Om,fZ

　　8.工作环境温度:0^}-}40`C

　　三、设计要点及原理

　　在进行高稳定度供桥电源电路设计时，为了保证其稳定性，首先要考虑到所选用的全部元器件能适应条件较差的工业控制现场，应具备较强的抗干扰能力，以及对温度、时间等因素具有良好的稳定性能。

　　本文所介绍的供桥电源是根据“同相共模反馈”电路原理设计的(见图1)

　　如果假定放大器的开环增益和输入阻抗为无穷大的条件成立，则Uo=U; (1+Rz/R,)。由此可以看出:若U，和R, , R:是稳定的，其输出电压U。也是稳定的。

　　本文介绍的供桥电源的输出电压设定为14V。其原因是:高性能的基准稳压管的稳压值为7V，若闭环放大倍数选为2倍，则输出电压值即为14V o

　　高稳定度供桥电源的工作原理如图2

　　从图2可以看出，通过运算放大电路，将基准稳压源的稳压值放大若干倍后，即可得到实际输出电压值。这种电源电路结构原理简单，性能指标较理想。

　　影响该电路稳定性的因素主要有以下几个方面。

　　1.放大倍数的影响

　　从上述稳压原理得到:

　　式中:}Ua—电源输出变量值;

　　0U;—电源输入变量值;

　　N—反馈比;

　　K—运算放大器开环增益(放大倍数)。

　　从式中可以看出，放大倍数越高，}Uo/DU‘值越小，则稳定性越高，也就是说，如果输出电压有一定变量△U，就可通过负反馈完成自动稳压的目的。如果稳定系数要达到1 X 10-5，在N为2时，代入上式，即10-5=1/2K, K=5X10"，放大器的增益K最小应大于5万倍。因此，按常规所选用的运算放大器的增益应大于25万倍。