專(zhuān)利名稱(chēng)：一種區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及區(qū)熔高頻感應(yīng)加熱電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種在區(qū)熔高頻感應(yīng)加熱電源上用于振蕩管(電子管)燈絲無(wú)級(jí)調(diào)壓和穩(wěn)壓的裝置，即一種區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓
>J-U
裝直。
背景技術(shù)：
目前區(qū)熔加熱裝置中使用的電子管，采用鎢絲陰極和碳化敷釷鎢絲陰極兩類(lèi)，這兩種陰極有一個(gè)共同的特點(diǎn)是，冷態(tài)電阻比熱態(tài)電阻小很多，鎢絲的冷態(tài)電阻大約是熱態(tài)的1/14，碳化敷釷鎢絲冷態(tài)電阻大約是熱態(tài)的1/9。因此燈絲電源應(yīng)該是分級(jí)調(diào)節(jié)或連續(xù)調(diào)節(jié)，不能在冷態(tài)時(shí)立即加上額定電壓。碳化敷釷鎢絲陰極電子管工作在發(fā)射電流不飽和狀態(tài)下，燈絲電源的小幅度波動(dòng)對(duì)輸出功率很小，但燈絲電壓絕對(duì)不能超過(guò)允許波動(dòng)范圍，否則會(huì)大大縮短電子管的工作壽命。一般燈絲電壓的波動(dòng)最好在額定值的±2%以?xún)?nèi)。新管子一般輸出電壓都調(diào)低
I.5% 2%，使用一段時(shí)間后再將電壓升到額定，這樣會(huì)延長(zhǎng)電子管使用壽命。鎢絲陰極電子管工作在發(fā)射電流飽和狀態(tài)，故燈絲電源的小幅度波動(dòng)對(duì)輸出功率很大。鎢絲陰極還有一個(gè)重要特點(diǎn)，燈絲電壓太高會(huì)影響電子管的壽命，在滿足輸出功率要求的情況下應(yīng)將燈絲電壓降低使用，如降5%，其使用壽命可增加一倍。由此可見(jiàn)，電子管燈絲采用無(wú)級(jí)恒壓對(duì)其延長(zhǎng)使用壽命起至關(guān)重要的作用，其他方式很難滿足以上所有需求。目前有四種常用的電子管燈絲工作電路，如圖I 圖4所示。圖(I)為電阻限流啟動(dòng)電路，圖(2 )為電感限流啟動(dòng)電路，圖(I )、圖(2 )均為分級(jí)送電線路，首先KMl接通，KM2斷開(kāi)。此時(shí)燈絲電壓相當(dāng)于額定電壓的40%左右，經(jīng)過(guò)I 2分鐘預(yù)熱后接通KM2，使燈絲達(dá)到額定電壓。此方案只解決了燈絲啟動(dòng)電流限制的問(wèn)題，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)。圖(3)所示電路為采用磁飽和穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓的電路。該電路具有一定的穩(wěn)壓效果，但是只能在輸入電壓的±10%變化時(shí)，輸出電壓變化才小于2%，基本滿足電子管燈絲電壓要求，而且啟動(dòng)電流需要2倍左右的額定電流，噪音偏大。圖(4)所示電路為采用自耦變壓器調(diào)壓的電路，首先將自耦變壓器調(diào)到最小，然后慢慢調(diào)到50%輸出，預(yù)熱I分鐘后再將輸出電壓調(diào)整到額定電壓。此方案只解決了燈絲啟動(dòng)電流限制的問(wèn)題，而且輸出電壓平滑度不好，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)壓。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓裝置，該裝置不但能夠限制電子管燈絲啟動(dòng)電流，而且還能實(shí)現(xiàn)輸出電壓連續(xù)可調(diào)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓裝置，包括電壓設(shè)定單元，所述電壓設(shè)定單元連接上升/下降斜坡單元，所述上升/下降斜坡單元連接PID調(diào)節(jié)器單元，所述PID調(diào)節(jié)器單元連接電流限制調(diào)節(jié)單元，所述電流限制調(diào)節(jié)單元連接脈沖觸發(fā)單元，所述PID調(diào)節(jié)器單元還分別與電壓反饋處理單元和電流反饋處理單元連接，所述電流限制調(diào)節(jié)單元還分別與電流反饋處理單元和電流限制值單元連接；所 述電壓設(shè)定單元用于設(shè)定燈絲輸出電壓的一個(gè)值，從0 100%連續(xù)可調(diào)，設(shè)定電壓0 100%對(duì)應(yīng)燈絲電壓0 額定電壓值；所述上升/下降斜坡單元包括上升斜坡模塊和下降斜坡模塊，上升斜坡模塊用于設(shè)定燈絲輸出電壓從零伏上升到設(shè)定電壓所需要的時(shí)間，并在規(guī)定的時(shí)間把電壓從零伏上升到設(shè)定電壓；下降斜坡模塊用于設(shè)定燈絲輸出電壓從設(shè)定電壓下降到零伏所需要的時(shí)間，并在規(guī)定的時(shí)間把電壓從設(shè)定電壓下降到零伏；上升/下降斜坡單元主要用來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的平滑度，斜坡時(shí)間越長(zhǎng)，輸出電壓的變化越平滑；所述PID調(diào)節(jié)器單元包括一個(gè)或多個(gè)PID調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)輸出電壓，使其始終保持穩(wěn)定；所述電流限制值單元用于設(shè)定電流限制值，為0 100%可調(diào)的一個(gè)數(shù)值，是所需要限制大小的百分比，所述電流限制調(diào)節(jié)單元根據(jù)電流限制值單元設(shè)定的電流限制值，限制輸出電流的最大值，實(shí)際燈絲輸出電流值=燈絲額定電流值X電流限制值，如額定電流為100A,電流限制值為50%，則輸出電流最大值限制在50A ;電流限制調(diào)節(jié)單元主要用于限定輸出電流，使實(shí)際電流值低于或等于設(shè)定的電流限制值；所述脈沖觸發(fā)單元用于產(chǎn)生可控器件的觸發(fā)信號(hào)；所述電壓反饋處理的單元用于對(duì)輸出電壓進(jìn)行采集、整形、變換、濾波處理，處理后反饋到PID調(diào)節(jié)器單元；所述電流反饋處理的單元用于對(duì)輸出電流進(jìn)行采集、整形、變換、濾波處理，處理后反饋到PID調(diào)節(jié)器單元。使用本實(shí)用新型的區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓裝置，首先通過(guò)電壓設(shè)定單元設(shè)定燈絲工作電壓，上升/下降斜坡單元根據(jù)設(shè)定電壓，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)將設(shè)定電壓變換成按指數(shù)上升的曲線，直到上升到設(shè)定的燈絲工作電壓，電流從零平滑地上升到額定電流；電壓反饋處理單元完成輸出電壓的采集、整形、變換和濾波處理，然后提供給PID調(diào)節(jié)器單元做外環(huán)電壓控制；電流反饋處理單元完成輸出電流的采集、整形、變換和濾波處理，然后提供給PID調(diào)節(jié)器單元做內(nèi)環(huán)控制，同時(shí)提供給電流限制調(diào)節(jié)單元用于快速響應(yīng)限制電流；電壓反饋處理單元和電壓設(shè)定單元通過(guò)PID調(diào)節(jié)器單元進(jìn)入電流限制調(diào)節(jié)單元，限制調(diào)節(jié)單元輸出信號(hào)給脈沖觸發(fā)單元，脈沖觸發(fā)單元提供標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)信號(hào)給可控電子器件，最終完成整個(gè)系統(tǒng)的雙閉環(huán)控制。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是I、本實(shí)用新型的區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓裝置設(shè)置有電流限制值單元、電流限制調(diào)節(jié)單元等，對(duì)輸出電流限制，使得燈絲啟動(dòng)電流小于額定電流值，自動(dòng)調(diào)節(jié)，使用方便。2、本實(shí)用新型的區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓裝置還設(shè)置有電壓設(shè)定單元、上升/下降斜坡單兀等，輸出電壓連續(xù)可調(diào)，自動(dòng)輸出電壓穩(wěn)定，滿足寬范圍輸入電壓大于±20%,輸出電壓變化小于0. 5%，可以延長(zhǎng)負(fù)載的使用壽命。

圖I是電阻限流啟動(dòng)電路；圖2為電感限流啟動(dòng)電路；圖3為磁飽和穩(wěn)壓電路；[0020]圖4為自耦變壓器調(diào)壓電路；圖5為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖6為電子管燈絲限流啟動(dòng)過(guò)程電壓變化示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本 實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖5所示，區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓裝置，包括電壓設(shè)定單元，所述電壓設(shè)定單元連接上升/下降斜坡單元，所述上升/下降斜坡單元連接PID調(diào)節(jié)器單元，所述PID調(diào)節(jié)器單元連接電流限制調(diào)節(jié)單元，所述電流限制調(diào)節(jié)單元連接脈沖觸發(fā)單元，所述PID調(diào)節(jié)器單元還分別與電壓反饋處理單元和電流反饋處理單元連接，所述電流限制調(diào)節(jié)單元還分別與電流反饋處理單元和電流限制值單元連接。所述電壓設(shè)定單元用于設(shè)定燈絲輸出電壓的一個(gè)值，從0 100%連續(xù)可調(diào)，設(shè)定電壓0 100%對(duì)應(yīng)燈絲電壓0 額定電壓值，例如，在設(shè)定電壓為零時(shí)，輸出電壓也為零，設(shè)定電壓為70%時(shí)，對(duì)應(yīng)電子管燈絲額定電壓；所述上升/下降斜坡單元包括上升斜坡模塊和下降斜坡模塊，上升斜坡模塊用于設(shè)定燈絲輸出電壓從零伏上升到設(shè)定電壓所需要的時(shí)間，并在規(guī)定的時(shí)間把電壓從零伏上升到設(shè)定電壓；下降斜坡模塊用于設(shè)定燈絲輸出電壓從設(shè)定電壓下降到零伏所需要的時(shí)間，并在規(guī)定的時(shí)間把電壓從設(shè)定電壓下降到零伏；上升/下降斜坡單元主要用來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的平滑度，斜坡時(shí)間越長(zhǎng)，輸出電壓的變化越平滑；所述PID調(diào)節(jié)器單元包括一個(gè)或多個(gè)PID調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)輸出電壓，使其始終保持穩(wěn)定；所述電流限制值單元用于設(shè)定電流限制值，為0 100%可調(diào)的一個(gè)數(shù)值，是所需要限制大小的百分比，所述電流限制調(diào)節(jié)單元根據(jù)電流限制值單元設(shè)定的電流限制值，限制輸出電流的最大值，實(shí)際燈絲輸出電流值=燈絲額定電流值X電流限制值，如額定電流為100A,電流限制值為50%，則輸出電流最大值限制在50A ;電流限制調(diào)節(jié)單元主要用于限定輸出電流，使實(shí)際電流值低于或等于設(shè)定的電流限制值；所述脈沖觸發(fā)單元用于產(chǎn)生可控器件的觸發(fā)信號(hào)；所述電壓反饋處理的單元用于對(duì)輸出電壓進(jìn)行采集、整形、變換、濾波處理，處理后反饋到PID調(diào)節(jié)器單元；所述電流反饋處理的單元用于對(duì)輸出電流進(jìn)行采集、整形、變換、濾波處理，處理后反饋到PID調(diào)節(jié)器單元。使用本實(shí)用新型的區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓裝置，首先通過(guò)電壓設(shè)定單元設(shè)定燈絲工作電壓，上升/下降斜坡單元根據(jù)設(shè)定電壓，在設(shè)定的時(shí)間(Th)內(nèi)將設(shè)定電壓變換成按指數(shù)上升的曲線，直到上升到設(shè)定的燈絲工作電壓，電壓從零平滑地上升到額定電壓，參考圖6 ;電壓反饋處理單元和電流反饋處理單元連接至燈絲變壓器的副邊，電壓反饋處理單元完成輸出電壓的采集、整形、變換和濾波處理，然后提供給PID調(diào)節(jié)器單元做外環(huán)電壓控制；電流反饋處理單元完成輸出電流的采集、整形、變換和濾波處理，然后提供給PID調(diào)節(jié)器單元做內(nèi)環(huán)控制，同時(shí)提供給電流限制調(diào)節(jié)單元用于快速響應(yīng)限制電流；電壓反饋處理單元和電壓設(shè)定單元通過(guò)PID調(diào)節(jié)器單元進(jìn)入電流限制調(diào)節(jié)單元，電流限制調(diào)節(jié)單元輸出信號(hào)給脈沖觸發(fā)單元，電源通過(guò)SRC模塊連接到燈絲變壓器原邊，脈沖觸發(fā)單元連接SRC模塊，為SRC模塊提供標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)信號(hào)，最終完成整個(gè)系統(tǒng)的雙閉環(huán)控制。本實(shí)施例中，可控電子器件為逆阻斷型換流關(guān)斷晶閘管SRC模塊，可控電子器件還可以為特大功率晶體極管GTR，功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管VM0S，絕緣柵雙極性晶體管IGBT管，可關(guān)斷晶閘管GT0，逆阻斷型換流關(guān)斷晶閘管SRC，靜電感應(yīng)晶體管SIT，MOS控制晶閘管MCT
坐寸o本實(shí)用新型的區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓裝置，實(shí)現(xiàn)電流控制，燈絲啟動(dòng)電流小于額定電流值，自動(dòng)調(diào)節(jié)，使用方便；輸出電壓連續(xù)可調(diào)，自動(dòng)輸出電壓穩(wěn)定，滿足寬范圍輸入電壓大于±20%,輸出電壓變化小于0. 5%,可以延長(zhǎng)負(fù)載的使用壽命。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓裝置，其特征在于，該裝置包括電壓設(shè)定單元，所述電壓設(shè)定單元連接上升/下降斜坡單元，所述上升/下降斜坡單元連接PID調(diào)節(jié)器單元，其中，所述PID調(diào)節(jié)器單元連接電流限制調(diào)節(jié)單元，所述電流限制調(diào)節(jié)單元連接脈沖觸發(fā)單元，所述PID調(diào)節(jié)器單元還分別與電壓反饋處理單元和電流反饋處理單元連接，所述電流限制調(diào)節(jié)單元還分別與電流反饋處理單元和電流限制值單元連接； 所述電壓設(shè)定單元用于設(shè)定燈絲輸出電壓； 所述上升/下降斜坡單元包括上升斜坡模塊和下降斜坡模塊，上升斜坡模塊用于在設(shè)定的時(shí)間把電壓從零伏上升到設(shè)定電壓； 下降斜坡模塊用于在設(shè)定的時(shí)間把電壓從設(shè)定電壓下降到零伏； 所述PID調(diào)節(jié)器單元包括一個(gè)或多個(gè)PID調(diào)節(jié)器，用于調(diào)節(jié)輸出電壓；所述電流限制值單元用于設(shè)定電流限制值； 所述電流限制調(diào)節(jié)單元用于限制輸出電流最大值； 所述電壓反饋處理的單元用于采集并處理輸出電壓；所述電流反饋處理的單元用于采集并處理輸出電流；所述脈沖觸發(fā)單元用于產(chǎn)生可控器件的觸發(fā)信號(hào)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及區(qū)熔高頻感應(yīng)加熱電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓裝置。該裝置包括電壓設(shè)定單元，所述電壓設(shè)定單元連接上升/下降斜坡單元，所述上升/下降斜坡單元連接PID調(diào)節(jié)器單元，所述PID調(diào)節(jié)器單元連接電流限制調(diào)節(jié)單元，所述電流限制調(diào)節(jié)單元連接脈沖觸發(fā)單元，PID調(diào)節(jié)器單元還分別與電壓反饋處理單元和電流反饋處理單元連接，電流限制調(diào)節(jié)單元還分別與電流反饋處理單元和電流限制值單元連接。本實(shí)用新型的區(qū)熔用電子管燈絲穩(wěn)壓裝置，實(shí)現(xiàn)電流控制，燈絲啟動(dòng)電流小于額定電流值，自動(dòng)調(diào)節(jié)，使用方便；輸出電壓連續(xù)可調(diào)，輸出電壓變化小于0.5％，自動(dòng)輸出電壓穩(wěn)定，可以延長(zhǎng)負(fù)載的使用壽命。
文檔編號(hào)H05B41/285GK202455637SQ20122008053
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者黃陽(yáng) 申請(qǐng)人:四川英杰電氣股份有限公司