一文介紹計算機控制系統的四種電源

計算機控制在現實中有諸多應用，對于計算機控制，業內人員通常較為熟悉。為增進大家對計算機控制的認識，本文將對計算機控制系統涉及的四種電源予以介紹。

在一個計算機控制系統中，供電電源系統的性能對保證整個系統安全、可靠、穩定地運行至關重要。

1、交流電源系統

交流電源通常和電網相連接，然而，工業現場的電網所接負載極其復雜，導致電網出現浪涌、尖峰、過壓、欠壓等現象，給計算機控制系統的運行帶來了嚴重的干擾，甚至會使系統無法正常工作。因此，除按需要設計、計算有關交流電源系統的電路和參數外，還要考慮交流電源的凈化問題。對于交流電源的凈化有很多成熟產品以供選擇和使用（如交流凈化電源等），一般不需自行設計。

2、直流穩壓電源設計

在計算機控制系統中，不同的場合需要用到不同電壓等級的直流穩壓電源供電，如±5V、±12V、±15V、18V和24V等等。下面，介紹一下直流穩壓電源的一般設計方法。

（1）三端輸出電壓固定式集成穩壓器

W7800系列是三端固定式正輸出集成穩壓器。該系列器件只有輸入端1、輸出端2和公共端3。其外型、管腳和接法見圖1。使用時需在輸入端和輸出端與公共端之間各并聯一個電容。C1是輸入濾波電容，一般為0.33μF，用來改善紋波和抑制高頻干擾。C2是輸出電容，一般為0.1μF，用于改善負載的瞬態響應。根據需要可以附加其他的輸入濾波電容和輸出電容。

W7900系列是三端固定式負輸出集成穩壓器，它與W7800系列穩壓器在使用的接法上基本相同。值得注意的是W7800系列的管殼是公共端，而W7900系列的管殼為輸入端，其典型接法見圖2。

3、基準電源

一般A/D、D/A轉換器都需要由外部提供參考電源，在A/D、D/A轉換器選定后，轉換精確度主要取決于參考電源的精度;高精度放大電路需要提供高精度的工作電源，其關鍵也在于要有精密的參考電源，習慣上，我們常稱之為基準電源。

4、隔離電源

我們已經知道，在計算機控制系統中，為了提高系統運行的安全性、可靠性和抗干擾能力，需要使用隔離技術（如光電隔離等）用于隔離計算機系統與信號輸入、輸出通道以及系統中互聯的單元。而實施隔離技術，最基本的要求是被隔離的各個部分由獨立的或相互隔離的電源供電，以切斷各個部分間的電路聯系。因此，隔離電源在計算機控制系統中是不可缺少的。

一般有兩種方法可以得到隔離電源。

（1）采用不同的電源變壓器或相互獨立的變壓器付邊繞組的輸出為各隔離部分供電，將它們分別進行整流、穩壓等處理，就可獲得互相隔離的直流電源。這種方法可以有效到抑制高頻干擾對系統的影響及系統各部分之間的相互影響，且實現簡單，但需要額外的變壓器或變壓器繞組，使得系統的體積變大。

（2）采用帶電壓隔離的DC-DC轉換器，它不僅可以實現直流電壓到直流電壓的隔離轉換，還可以實現通道與通道之間、輸出與輸入之間的隔離。DC-DC轉換器的基本原理見圖3。圖中，輸入級濾波器用于抑制來自系統電源的噪聲和從調制器反饋回的脈動信號，調制器把直流信號轉換為交流信號以使其可以通過變壓器，由變壓器實現電壓轉換和隔離，輸出解調器分離出所需的直流電平，輸出級濾波器抑制輸出噪聲和脈動信號。圖4給出了DC-DC轉換器隔離電源的應用電路。

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