[發明專利]一種數字式交變恒流裝置

無效

• 申請號: 200810071748.5
• 申請日: 2008-09-12
• 公開（公告）號: CN101350566A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 吳海彬
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02M5/257
• 分類號: H02M5/257;H02M1/08
• 代理公司: 福州元創專利代理有限公司
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種數字式電源裝置，特別是涉及一種數字式交變恒流裝置。

背景技術

恒流驅動作為一種電源設計技術，廣泛應用于各種電子電器、工業控制中。基于不同的用電設備和使用條件，恒流驅動的實現方法也不盡相同。用的最為普遍的是直流恒流驅動，實現方法包括線性恒流驅動和開關型恒流驅動，兩者最主要的差別在于工作效率的不同，后者效率更高。當負載功率較大(體現在所需工作電壓較高，如千伏以上，或電流較大，如幾十安以上)時，直流恒流驅動由于電路本身的限制，往往很難滿足實際使用要求。

發明內容

本發明是提供一種數字式交變恒流裝置，其目的是通過對實際交變電流進行真有效值檢測計算并作為反饋信號，提升了電流控制的準確度，解決了大電流、高電壓恒流設計難題，避免了大功率管的耐壓不夠和發熱量大的問題，使系統成本大幅降低。

為了實現上述目的，本發明是這樣實現的，一種數字式交變恒流裝置，包括可控硅交流調壓模塊、變壓器、負載、電流真有效值檢測器、AD轉換器、控制器和DA轉換器，其特征在于，所述的可控硅交流調壓模塊的輸入端接電網，輸出端接變壓器，所述的變壓器的輸出端接有負載及電流真有效值傳感器，所述的電流真有效值傳感器用于檢測負載上的交變電流信號，并把檢測、處理后的信號送給AD轉換器，所述AD轉換器將轉換后的數字信號送入控制器進行分析處理，所述的控制器的輸出端接DA轉換器，DA轉換器的輸出端與可控硅交流調壓模塊的模擬量控制端相連接。

本發明具有如下優點：

1、交變恒流系統通過對負載施加一交變電流，并使所加交變電流對負載產生的效果與某一直流電流相同，開創了一種新的負載定電流或定功率控制方法；

2、相對直流恒流系統而言，本交變恒流系統可以適應更大的電流范圍，更寬的電壓變化幅度，解決了大電流、高電壓恒流設計難題；

3、相對直流恒流系統而言，本交變恒流系統避免了大功率管的耐壓不夠和發熱量大的問題，使系統成本大幅降低；

4、本交變恒流系統通過對實際交變電流進行真有效值檢測計算并作為反饋信號，提升了電流控制的準確度。

附圖說明

圖1為本發明的系統原理框圖。

圖2為本發明實施例的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。

如圖1所示，本發明提供一種數字式交變恒流裝置，包括可控硅交流調壓模塊、變壓器、負載、電流真有效值檢測器、AD轉換器、控制器和DA轉換器，其特征在于，所述的可控硅交流調壓模塊的輸入端接電網，輸出端接變壓器，所述的變壓器的輸出端接有負載及電流真有效值傳感器，所述的電流真有效值傳感器通過電流互感器檢測負載上的交變電流信號，并把負載上的交變電流轉換成與其真有效值成比例的直流電流或電壓信號，把該信號送給AD轉換器，AD轉換器轉換成數字信號后進入送給控制器，控制器通過對比設定電流與負載實際電流差值，通過諸如PID等算法來決定可控硅的導通角，并通過DA轉換器輸出模擬量信號控制實現可控硅導通角的調整。可控硅調壓模塊由可控硅和控制電路組成，通過模擬信號可以調節可控硅導通角，實現調節交流電壓大小的目的。變壓器可以根據負載對電壓的要求設計成升壓或降壓變壓器，以實現設定的負載電流；為了使系統能靈活控制，所述的控制器的輸出端還連接有顯示器和用于人機交換的鍵盤。

該系統采用閉環控制，其工作原理是根據負載線路的電流變化反饋值動態地調整其輸入電壓，從而使負載線路保持電流真有效值恒定。該系統直接由電網交流電供電，功率輸出大，并可通過變壓器升壓或降壓，匹配負載端電壓輸入值，以適應不同的負載。為了更好適應該系統特殊應用場合下存在的非線性、時滯性或強耦合性，以及外界磁場等干擾的影響，在閉環控制中可以采用PID控制策略，提高了系統的魯棒性和抗干擾能力。

如圖2所示，其為本發明的的實施例，虛框1為可控硅交流調壓模塊，通過輸入直流電壓可以控制其電壓輸出的導通角，該輸出電壓經過變壓器(虛框2)升壓(或降壓)后加載到負載上。電流互感器(虛框3)，真有效值傳感器以及精密電阻R構成電流真有效值檢測器，將負載線路上交變電流信號轉化為相應的電壓信號，該信號經過電壓跟隨器(虛框4)輸入到系統控制器(虛框5)。系統控制器對這一真有效值電壓信號進行A/D轉換，經過處理后便可得到負載線路上的交流電流真有效值，并作為控制器的反饋輸入信號。控制器經過控制算法計算后，將計算結果進行D/A轉換為控制電壓，控制電壓經過電壓放大器(虛框6)放大一定比例后送給晶閘管交流調壓模塊的控制電壓輸入端，形成一個閉環控制系統。