火箭发动机试验电磁阀电流隔离式测量电路
发布时间：2021-11-15 16:46
火箭发动机地面试验中,需要对发动机和试验工艺系统的大量电磁阀进行控制和状态记录,要求电磁阀电流测量系统具有较高的静态精度和动态性能。为解决传统测量方法存在的问题,使用DC-DC模块和TPS717进行隔离供电,INA240放大10 mΩ采样电阻上的电压,AMC1311进行信号隔离,INA826调整增益并输出,实现了一种集成式的电流测量电路。误差分析表明电路总不可校正误差为0.144 9%。对实物电路板进行了校准测试,校准后精度优于0.025%,满量程-3 dB带宽为110 kHz,可广泛应用于火箭发动机试验等电流测量任务中。
【文章来源】：火箭推进. 2020,46(05)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
电流测量电路功能框图
DC-DC电路原理如图2所示。图中C1=C2=4.7 μF,与6.8 μH的差模电感LDM组成了电磁干扰滤波器,防止外部交流线路产生的噪声进入。COUT=10 μF为输出滤波电容。需要注意的是,电路输出最小负载不能小于额定负载的10%。电流检测电路中的精密放大器需要低噪声电源供电。在隔离式DC-DC模块供电的基础上,用高电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio,PSRR)的低压差线性稳压器(Low-Dropout,LDO)进行后期稳压。根据电流检测电路各放大器的输入输出范围,选择了凌力尔特(Linear Technology)公司生产的LT3042型LDO芯片,其内部为一个高精度电流基准后接一个高精度电压缓冲器,是当前业界PSRR最高的稳压器之一[7],在100 kHz处的PSRR高达78 dB,可以有效减小DC-DC模块产生的开关噪声。其关键参数为:最大输出为200 mA时,压差350 mV、输出噪声0.8 μV。
LDO电路原理如图 3所示。LT3042内部100 μA电流源从SET引脚引出,在RSET上产生的电压经缓冲后输出,有VOUT=100 μA·RSET。根据DC-DC模块的输出特性和电流测量的需求,选择RSET=45.3 kΩ,即可设置VOUT=4.5 V。然而要获得理想的精度、稳定性和带宽,必须注意:①CIN和COUT均选择4.7 μF,低ESR和低ESL,X7R电介质的陶瓷电容;②RSET选择10 ppm/℃的低温漂电阻;③用低漏电流的CSET=10 nF旁路SET引脚上的干扰;④在电路板两面用电位与VOUT相等的保护环把SET引脚保护起来,并彻底清洁电路板,防止电流泄漏;⑤输出电压反馈信号OUTS应直接从COUT的正端取;⑥RSET、CSET的负端应从COUT的负端取,并使CIN和COUT负端之间的距离尽量短。3 电流检测电路设计
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于HCNR201线性光耦的飞机高压信号隔离电路设计[J]. 王博,仲维彬. 中国科技信息. 2019(24)
[2]一种非标测试行业的隔离精密电压采集模块[J]. 郑荟民. 通信电源技术. 2019(11)
[3]线性光电耦合器的进一步线性化[J]. 叶克江. 压电与声光. 2019(05)
[4]基于双向TVS的电磁阀加速释放电路研究[J]. 弭艳,张红霞,马兵兵,任仲强. 计算机测量与控制. 2019(08)
[5]电磁阀电流曲线测试电路的设计[J]. 孙新新,常莹. 计量技术. 2019(04)
[6]隔离型Σ-Δ调制器技术在电机控制电流采样中的应用[J]. 孙建军,于克泳. 电子产品世界. 2018(12)
[7]机载高速多通道隔离放大器设计[J]. 张亚维,史强强,姚锋刚. 国外电子测量技术. 2018(04)
[8]运载火箭控制系统电磁继电器消反峰电路分析与MULTISIM仿真[J]. 余力凡,马红梅. 计算机测量与控制. 2017(11)
[9]电磁阀驱动电源电流检测系统的精度分析[J]. 赵闻达,苏永清. 测控技术. 2017(02)
[10]一种基于AD215模块的低压电器通断试验电压测量装置[J]. 林时放,王建新,陈洲,吴晓阳. 科技创新与应用. 2016(30)
本文编号：3497152
【文章来源】：火箭推进. 2020,46(05)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
电流测量电路功能框图
DC-DC电路原理如图2所示。图中C1=C2=4.7 μF,与6.8 μH的差模电感LDM组成了电磁干扰滤波器,防止外部交流线路产生的噪声进入。COUT=10 μF为输出滤波电容。需要注意的是,电路输出最小负载不能小于额定负载的10%。电流检测电路中的精密放大器需要低噪声电源供电。在隔离式DC-DC模块供电的基础上,用高电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio,PSRR)的低压差线性稳压器(Low-Dropout,LDO)进行后期稳压。根据电流检测电路各放大器的输入输出范围,选择了凌力尔特(Linear Technology)公司生产的LT3042型LDO芯片,其内部为一个高精度电流基准后接一个高精度电压缓冲器,是当前业界PSRR最高的稳压器之一[7],在100 kHz处的PSRR高达78 dB,可以有效减小DC-DC模块产生的开关噪声。其关键参数为:最大输出为200 mA时,压差350 mV、输出噪声0.8 μV。
LDO电路原理如图 3所示。LT3042内部100 μA电流源从SET引脚引出,在RSET上产生的电压经缓冲后输出,有VOUT=100 μA·RSET。根据DC-DC模块的输出特性和电流测量的需求,选择RSET=45.3 kΩ,即可设置VOUT=4.5 V。然而要获得理想的精度、稳定性和带宽,必须注意:①CIN和COUT均选择4.7 μF,低ESR和低ESL,X7R电介质的陶瓷电容;②RSET选择10 ppm/℃的低温漂电阻;③用低漏电流的CSET=10 nF旁路SET引脚上的干扰;④在电路板两面用电位与VOUT相等的保护环把SET引脚保护起来,并彻底清洁电路板,防止电流泄漏;⑤输出电压反馈信号OUTS应直接从COUT的正端取;⑥RSET、CSET的负端应从COUT的负端取,并使CIN和COUT负端之间的距离尽量短。3 电流检测电路设计
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于HCNR201线性光耦的飞机高压信号隔离电路设计[J]. 王博,仲维彬. 中国科技信息. 2019(24)
[2]一种非标测试行业的隔离精密电压采集模块[J]. 郑荟民. 通信电源技术. 2019(11)
[3]线性光电耦合器的进一步线性化[J]. 叶克江. 压电与声光. 2019(05)
[4]基于双向TVS的电磁阀加速释放电路研究[J]. 弭艳,张红霞,马兵兵,任仲强. 计算机测量与控制. 2019(08)
[5]电磁阀电流曲线测试电路的设计[J]. 孙新新,常莹. 计量技术. 2019(04)
[6]隔离型Σ-Δ调制器技术在电机控制电流采样中的应用[J]. 孙建军,于克泳. 电子产品世界. 2018(12)
[7]机载高速多通道隔离放大器设计[J]. 张亚维,史强强,姚锋刚. 国外电子测量技术. 2018(04)
[8]运载火箭控制系统电磁继电器消反峰电路分析与MULTISIM仿真[J]. 余力凡,马红梅. 计算机测量与控制. 2017(11)
[9]电磁阀驱动电源电流检测系统的精度分析[J]. 赵闻达,苏永清. 测控技术. 2017(02)
[10]一种基于AD215模块的低压电器通断试验电压测量装置[J]. 林时放,王建新,陈洲,吴晓阳. 科技创新与应用. 2016(30)
本文编号：3497152
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