[發(fā)明專利]一種高穩(wěn)定度平頂脈沖強磁場發(fā)生裝置及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810411004.7
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN109062303B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓小濤;張紹哲;王正磊;謝劍鋒;丁同海;肖后秀
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56;H02M11/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

1.一種高穩(wěn)定度平頂脈沖強磁場發(fā)生裝置，其特征在于，包括蓄電池組、磁體、串聯(lián)電阻、調(diào)節(jié)旁路、實時控制器及觀測電流傳感器；調(diào)節(jié)旁路包括調(diào)控半導體，調(diào)控半導體漏極和源極依次作為調(diào)節(jié)旁路的正極端和負極端，調(diào)控半導體門極作為調(diào)節(jié)旁路的控制端，所述調(diào)控半導體為IGBT開關(guān)管；

蓄電池組正極通過串聯(lián)電阻同磁體一端連接，磁體一端同調(diào)節(jié)旁路正極端連接，蓄電池組負極、磁體另一端及調(diào)節(jié)旁路負極端相互連接，實時控制器的磁體輸入端同觀測電流傳感器的輸出端連接，實時控制器的旁路輸出端同調(diào)節(jié)旁路的控制端連接，觀測電流傳感器用于采集磁體電流信號，實時控制器根據(jù)磁體電流信號變化趨勢輸出控制調(diào)控半導體門極電壓大小的信號，使得調(diào)控半導體工作于恒流狀態(tài)，作為可連續(xù)控制調(diào)節(jié)的受控電流源，通過連續(xù)調(diào)節(jié)調(diào)控半導體電流變化實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)磁體電壓，使磁體產(chǎn)生無紋波高穩(wěn)定度平頂脈沖強磁場。

2.如權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定度平頂脈沖強磁場發(fā)生裝置，其特征在于，調(diào)節(jié)旁路還包括瞬態(tài)抑制二極管，瞬態(tài)抑制二極管反向并聯(lián)在調(diào)控半導體的門極和源極之間，用于防止門極控制電壓超過設(shè)定的閾值以保護調(diào)控半導體。

3.如權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定度平頂脈沖強磁場發(fā)生裝置，其特征在于，調(diào)節(jié)旁路還包括輸出端同實時控制器旁路輸入端連接的監(jiān)測電流傳感器，監(jiān)測電流傳感器用于檢測調(diào)節(jié)旁路電流并將電流輸入至實時控制器，實時控制器將調(diào)節(jié)旁路電流同電流閾值比較輸出控制信號，控制調(diào)控半導體開關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)對調(diào)控半導體過流保護。

4.如權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定度平頂脈沖強磁場發(fā)生裝置，其特征在于，設(shè)有多個相互并聯(lián)的調(diào)節(jié)旁路，用于提高調(diào)節(jié)旁路電流調(diào)節(jié)能力。

5.如權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定度平頂脈沖強磁場發(fā)生裝置，其特征在于，裝置還包括連接于實時控制器旁路輸出端和調(diào)節(jié)旁路控制端之間的隔離驅(qū)動器，用于對實時控制器輸出的控制電壓功率放大，同時使得調(diào)控半導體和實時控制器電氣隔離。

6.如權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定度平頂脈沖強磁場發(fā)生裝置，其特征在于，裝置還包括續(xù)流支路和旁路二極管。

7.如權(quán)利要求1所述的高穩(wěn)定度平頂脈沖強磁場發(fā)生裝置，其特征在于，裝置還包括連接于蓄電池組和串聯(lián)電阻之間直流控制開關(guān)，直流控制開關(guān)的控制端同實時控制器的開關(guān)輸出端連接，直流控制開關(guān)根據(jù)實時控制器控制信號切換其開關(guān)狀態(tài)。

8.一種基于如權(quán)利要求1至7任一項所述的高穩(wěn)定度平頂脈沖強磁場發(fā)生裝置的控制方法，其特征在于，包括如下控制步驟：

S110.判斷磁體電流是否達到設(shè)置值，若是，則控制信號使調(diào)節(jié)旁路導通，并轉(zhuǎn)入步驟S120；否則，控制信號使調(diào)節(jié)旁路電流截止；

S120.判斷磁體電流信號是否增大趨勢，若是，則控制信號使調(diào)節(jié)旁路電流增大，否則，控制信號使調(diào)節(jié)旁路電流減少，實現(xiàn)磁體電流保持恒定。