[其他]直流大功率恒流恒壓兩用電源

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87100937
• 申請日: 1987-02-20
• 公開（公告）號: CN87100937A
• 公開（公告）日: 1988-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳仲甘
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明物理研究所
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 云南省專利事務(wù)所
• 代理人: 李燦

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體材料電學(xué)性能測試系統(tǒng)用的勵磁恒流電源裝置，也適于其他要求高精度大功率恒流恒壓源的場合。

目前直流大功率源的調(diào)節(jié)方法基本上采用下述四種已被證明是穩(wěn)定可靠的方法：晶體管串入法;開關(guān)法;可控硅調(diào)節(jié)法;可控硅予調(diào)節(jié)加晶體管串入法。上述四種方法分別存在著輸出效率低，發(fā)熱量大或調(diào)節(jié)線性度差，導(dǎo)通角小于90°時穩(wěn)定性差;或電感負載時易發(fā)生振蕩等缺點。美國HeWLtLt-PaehahtL（惠普公司）所生產(chǎn)的多種功率源均屬上述四種之一，（HeWLeLt-PachahtL1981年本P????236）。美國的KeithLey公司與Daytea大學(xué)D·C·LOOK博士聯(lián)合研制的“自動霍耳系數(shù)測試系統(tǒng)”中所用恒流源雖然將手動形式改用成計算機控制，但其方法相當(dāng)復(fù)雜並且仍用繼電器型的開關(guān)反向裝置。本發(fā)明即為克服上述各種大功率恒流恒壓源存在的效率低、線性度差、穩(wěn)定度不好、易發(fā)生振蕩等缺點而研制的。

本發(fā)明采用電子電路與機械調(diào)節(jié)相結(jié)合來調(diào)節(jié)輸入到整流器上的三相交流電壓，直接將輸入的三相交流電壓進行整流濾波從而產(chǎn)生恒流或恒壓的輸出。本發(fā)明既不需在電路中串入調(diào)節(jié)用的晶體管而克服了輸出效率低功耗高缺點;同時又不必調(diào)節(jié)可控硅電通角，也避免了調(diào)節(jié)線性度差，穩(wěn)壓性能不好等毛病。

本發(fā)明的基本工作原理如圖1所示：把設(shè)定訊號電壓和取樣訊號電壓作為訊號比較放大電路的兩個輸入，經(jīng)放大后驅(qū)動調(diào)節(jié)機構(gòu)，從而改變了輸入到整流電路中的三相交流電壓，進而改變其輸出值，直到設(shè)定訊號電壓和取樣訊號電壓相等為止，此時輸出值就等于設(shè)定值，根據(jù)取樣訊號與輸出電流成正比還是與輸出電壓成正比就可使輸出成為恒流輸出或恒壓輸出。若因供電電壓變化或由于負載發(fā)熱使得輸出電流或電壓偏離所要求設(shè)定值時，此裝置均能自動調(diào)節(jié)以達到輸出值等于所要求的設(shè)定值。

本發(fā)明構(gòu)成如圖〔1〕所示：由機械調(diào)節(jié)裝置1;整流及開關(guān)電路2;無觸點反向裝置4;濾波器3;自動手控制裝置5;訊號比較及放大7;恒流恒壓的設(shè)定及選擇8;限制值設(shè)定9;這里：機械調(diào)節(jié)裝置是力矩馬達;傳動機構(gòu)及調(diào)壓變壓器組成。電源的調(diào)節(jié)在整流之前而非整流之后，整流及開關(guān)電路由三只可控硅組成，此可控硅起整流兼開關(guān)的作用。無觸點反向裝置由兩組共四只可控硅所組成的電路構(gòu)成，根據(jù)可控硅的特性，開關(guān)和反向應(yīng)該是連動的。濾波器為一般的電源濾波器。手動一自動控制5由一只平開關(guān)及相應(yīng)的手動及自動的開關(guān)調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成，當(dāng)處于自動工作方式時，由微機完成開關(guān)、設(shè)定等全部工作，其輸出值和保護值的設(shè)定可以由8位數(shù)-模轉(zhuǎn)換器來完成，為克服電感負載的滯后效應(yīng)帶來的振蕩和不穩(wěn)定，本發(fā)明采取了下述兩種特殊措施：（1）自動轉(zhuǎn)換差放（訊號比較與放大電路）的工作電壓;（2）在訊號比較及放大電路中加裝負饋電路以進一步防止輸出值上超或下超設(shè)定值。

本發(fā)明采用電子電路和機械調(diào)節(jié)相結(jié)合的辦法，使輸出電流電壓穩(wěn)定精度達到±1%以上，即使供電電壓波動±20%，其輸出精度仍優(yōu)于±1%。由于本發(fā)明功耗只出現(xiàn)在三相變壓器和濾波器的扼流圈中，而這二者的電阻很小，因此，無用功耗小，輸出效率高，而且由于采取了上述兩條特殊措施，即使使用電磁鐵作負載，也不發(fā)生振蕩現(xiàn)象。由于本裝置內(nèi)有保護電路，輸出斷開或短接時，輸出電壓或電流在達到設(shè)定限制值后會自動斷開，從而起到良好的保護作用。

本發(fā)明由于采用了可控硅無觸點開關(guān)以及開關(guān)和反向的連動操作時，不感應(yīng)出高壓，打打火花，無響聲、不干擾其他電路。

圖1、圖2即為本發(fā)明實施例，此實施為用于《紅外探測器及材料料電學(xué)參數(shù)全自動綜合測試系統(tǒng)》中的勵磁恒流源。

其中圖1（1）為機械調(diào)節(jié)裝置，是一帶力矩馬達和齒輪傳動裝置的三相調(diào)壓變壓器，用于調(diào)節(jié)輸出到整流及開關(guān)電流的三相輸入電壓，即在整流之前進行了電源的調(diào)節(jié)，因而輸出效率高，同時由于可控硅全導(dǎo)通，不存在調(diào)節(jié)導(dǎo)通角所帶來的麻煩，且濾波器可以小些以減少紋波比。

圖1（2）為整流開關(guān)機構(gòu)，它由三只可控硅組成，起著整流及開關(guān)的雙重作用。

圖1（3）為濾波器，它由雙T形LC濾波器構(gòu)成。

圖1（4）為負載及反向開關(guān)，反向開關(guān)由兩組共四只可控硅構(gòu)成，反向開關(guān)電路連動。這種無觸點開關(guān)反向連動裝置具有不感應(yīng)高壓，不打火花，無響聲和不干擾其他電路的優(yōu)點。

圖1（5）是自動-手動控制裝置，它由一只平開關(guān)及若干只微型繼電器組成，以選擇自動-手動操作方式，本裝置可以手動-自動兩用，亦可根據(jù)需要制成全自動或全手動的變型。