[其他]直流大功率恒流恒压两用电源

说明书

本发明属于半导体材料电学性能测试系统用的励磁恒流电源装置，也适于其他要求高精度大功率恒流恒压源的场合。

目前直流大功率源的调节方法基本上采用下述四种已被证明是稳定可靠的方法：晶体管串入法;开关法;可控硅调节法;可控硅予调节加晶体管串入法。上述四种方法分别存在着输出效率低，发热量大或调节线性度差，导通角小于90°时稳定性差;或电感负载时易发生振荡等缺点。美国HeWLtLt-PaehahtL（惠普公司）所生产的多种功率源均属上述四种之一，（HeWLeLt-PachahtL1981年本P    236）。美国的KeithLey公司与Daytea大学D·C·LOOK博士联合研制的“自动霍耳系数测试系统”中所用恒流源虽然将手动形式改用成计算机控制，但其方法相当复杂並且仍用继电器型的开关反向装置。本发明即为克服上述各种大功率恒流恒压源存在的效率低、线性度差、稳定度不好、易发生振荡等缺点而研制的。

本发明采用电子电路与机械调节相结合来调节输入到整流器上的三相交流电压，直接将输入的三相交流电压进行整流滤波从而产生恒流或恒压的输出。本发明既不需在电路中串入调节用的晶体管而克服了输出效率低功耗高缺点;同时又不必调节可控硅电通角，也避免了调节线性度差，稳压性能不好等毛病。

本发明的基本工作原理如图1所示：把设定讯号电压和取样讯号电压作为讯号比较放大电路的两个输入，经放大后驱动调节机构，从而改变了输入到整流电路中的三相交流电压，进而改变其输出值，直到设定讯号电压和取样讯号电压相等为止，此时输出值就等于设定值，根据取样讯号与输出电流成正比还是与输出电压成正比就可使输出成为恒流输出或恒压输出。若因供电电压变化或由于负载发热使得输出电流或电压偏离所要求设定值时，此装置均能自动调节以达到输出值等于所要求的设定值。

本发明构成如图〔1〕所示：由机械调节装置1;整流及开关电路2;无触点反向装置4;滤波器3;自动手控制装置5;讯号比较及放大7;恒流恒压的设定及选择8;限制值设定9;这里：机械调节装置是力矩马达;传动机构及调压变压器组成。电源的调节在整流之前而非整流之后，整流及开关电路由三只可控硅组成，此可控硅起整流兼开关的作用。无触点反向装置由两组共四只可控硅所组成的电路构成，根据可控硅的特性，开关和反向应该是连动的。滤波器为一般的电源滤波器。手动一自动控制5由一只平开关及相应的手动及自动的开关调节装置构成，当处于自动工作方式时，由微机完成开关、设定等全部工作，其输出值和保护值的设定可以由8位数-模转换器来完成，为克服电感负载的滞后效应带来的振荡和不稳定，本发明采取了下述两种特殊措施：（1）自动转换差放（讯号比较与放大电路）的工作电压;（2）在讯号比较及放大电路中加装负馈电路以进一步防止输出值上超或下超设定值。

本发明采用电子电路和机械调节相结合的办法，使输出电流电压稳定精度达到±1%以上，即使供电电压波动±20%，其输出精度仍优于±1%。由于本发明功耗只出现在三相变压器和滤波器的扼流圈中，而这二者的电阻很小，因此，无用功耗小，输出效率高，而且由于采取了上述两条特殊措施，即使使用电磁铁作负载，也不发生振荡现象。由于本装置内有保护电路，输出断开或短接时，输出电压或电流在达到设定限制值后会自动断开，从而起到良好的保护作用。

本发明由于采用了可控硅无触点开关以及开关和反向的连动操作时，不感应出高压，打打火花，无响声、不干扰其他电路。

图1、图2即为本发明实施例，此实施为用于《红外探测器及材料料电学参数全自动综合测试系统》中的励磁恒流源。

其中图1（1）为机械调节装置，是一带力矩马达和齿轮传动装置的三相调压变压器，用于调节输出到整流及开关电流的三相输入电压，即在整流之前进行了电源的调节，因而输出效率高，同时由于可控硅全导通，不存在调节导通角所带来的麻烦，且滤波器可以小些以减少纹波比。

图1（2）为整流开关机构，它由三只可控硅组成，起着整流及开关的双重作用。

图1（3）为滤波器，它由双T形LC滤波器构成。

图1（4）为负载及反向开关，反向开关由两组共四只可控硅构成，反向开关电路连动。这种无触点开关反向连动装置具有不感应高压，不打火花，无响声和不干扰其他电路的优点。

图1（5）是自动-手动控制装置，它由一只平开关及若干只微型继电器组成，以选择自动-手动操作方式，本装置可以手动-自动两用，亦可根据需要制成全自动或全手动的变型。