用于高升溫速率絲網(wǎng)反應(yīng)器的線性可控電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于快速升溫速率的電加熱反應(yīng)器的線性電源，其特征在于：該裝置由主電路系統(tǒng)，信號調(diào)理電路系統(tǒng)，MCU控制系統(tǒng)，和系統(tǒng)輔助電源組成。其中，主電路系統(tǒng)由IGBT，IGBT驅(qū)動(dòng)電路，工頻變壓器和濾波電容組成；MCU控制系統(tǒng)由PWM信號輸出，用戶交互接口，外部接口組成；本發(fā)明通過MCU控制，工頻變頻器改變?yōu)V波電容大小，可以實(shí)現(xiàn)較高的響應(yīng)時(shí)間；通過信號調(diào)理電路等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)較小的紋波；通過采用系統(tǒng)輔助電源，可以提高系統(tǒng)的安全性。
【專利說明】用于高升溫速率絲網(wǎng)反應(yīng)器的線性可控電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤粉、生物質(zhì)及廢棄物熱利用研究時(shí)的實(shí)驗(yàn)裝置，具體是一種用于高升溫速率絲網(wǎng)反應(yīng)器的線性可控電源。
【背景技術(shù)】
[0002]升溫速率可控的電加熱反應(yīng)器主要有固定床、熱重等，其中固定床采用電加熱，具體是將反應(yīng)器置于電爐內(nèi)并被電爐加熱，加熱方式有兩種:一種為程序升溫加熱方式，其缺點(diǎn)是在加熱速率可控的條件下，升溫速率不高(低于100°C/min);另一種為快速升溫，即將電爐加熱到一定溫度后，將反應(yīng)器快速置于電爐內(nèi)，其缺點(diǎn)是升溫速率不可控，試驗(yàn)樣品的升溫歷程與操作人員的操作關(guān)系很大，且重復(fù)性較差。
[0003]絲網(wǎng)反應(yīng)器的理論升溫速率可以達(dá)到1000°C /S，為了達(dá)到如此高的升溫速率，關(guān)鍵有兩點(diǎn):第一點(diǎn)，熱電偶的采樣率足夠高，采樣率高達(dá)100次/s ;第二點(diǎn)，是加熱電源的響應(yīng)速率足夠快，從OV到最大電壓的響應(yīng)時(shí)間為，響應(yīng)時(shí)間需要小于5ms，與此同時(shí)，為了保證控溫程序的精確性，對電源紋波大小也有比較苛刻要求。對于第一點(diǎn)，可以通過采購采樣率高的溫度采樣器實(shí)現(xiàn)；對于第二點(diǎn)，鑒于國內(nèi)市場上出售的可控電源的響應(yīng)速率不夠快，基本在響應(yīng)時(shí)間在IOOms左右，不能滿足高速控溫要求，而國外如日本菊水PAT-T系列在額定負(fù)載時(shí)上升/下降時(shí)間為lOOms/lOOms,安捷倫N8700系列在額定負(fù)載時(shí)的上升/下降時(shí)間普遍為SOms/lOOms，這一系列的產(chǎn)品均不能滿足該絲網(wǎng)反應(yīng)器的要求，所以需要開發(fā)適合該絲網(wǎng)反應(yīng)器的快速線性直流電源可控電源，特別是高響應(yīng)速度大功率的可控電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述問題，設(shè)計(jì)了用于高升溫速率絲網(wǎng)反應(yīng)器的線性可控電源，該電源屬于線性可控電源，提供加熱的同時(shí)，可以接受0-5V的控制電壓信號，從而控制電源功率輸出。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]用于高升溫速率絲網(wǎng)反應(yīng)器的線性可控電源，其特征在于:包括主電路系統(tǒng)、信號調(diào)理電路、MCU控制系統(tǒng)和系統(tǒng)輔助電源；
[0007]所述主電路系統(tǒng)包括IGBT、IGBT驅(qū)動(dòng)電路、工頻變壓器、濾波電容，IGBT與工頻變壓器連接，工頻變壓器與濾波電容連接，濾波電容連接信號調(diào)理電路；
[0008]所述MCU控制系統(tǒng)采用MCU單元；
[0009]所述MCU單元連接信號調(diào)理電路，MCU單元的PWM 口連接至IGBT驅(qū)動(dòng)電路⑵，IGBT驅(qū)動(dòng)電路連接IGBT ；
[0010]所述MCU單元通過信號調(diào)理電路獲取信息，并進(jìn)行處理通過PWM 口輸出PWM波，PWM波通過IGBT驅(qū)動(dòng)電路隔離后驅(qū)動(dòng)開通與關(guān)斷，進(jìn)而輸出信號驅(qū)動(dòng)IGBT，最終實(shí)現(xiàn)MCU單元的信號控制IGBT的開通與關(guān)斷實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓，并且通過IGBT驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)IGBT進(jìn)行交流輸出調(diào)壓。[0011]所述IGBT的額定電壓為600V，額定電流為50A。
[0012]所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路采用高速光耦TLP250，用于隔離驅(qū)動(dòng)IGBT。
[0013]所述主電路系統(tǒng)還包括工頻變壓器，工頻變壓器的原邊輸入電壓為220VAC，輸出
電壓為O~24VAC，變比η為
【權(quán)利要求】
1.用于高升溫速率絲網(wǎng)反應(yīng)器的線性可控電源，其特征在于:包括主電路系統(tǒng)、信號調(diào)理電路(4)、MCU控制系統(tǒng)(3)和系統(tǒng)輔助電源； 所述主電路系統(tǒng)包括IGBT(1)、IGBT驅(qū)動(dòng)電路(2 )、工頻變壓器(5 )、濾波電容(6 )，IGBT(I)與工頻變壓器(5 )連接，工頻變壓器(5 )與濾波電容(6 )連接，濾波電容(6 )連接信號調(diào)理電路(4)； 所述MCU控制系統(tǒng)(3)采用MCU單元； 所述MCU單元連接信號調(diào)理電路(4)，MCU單元的PWM 口連接至IGBT驅(qū)動(dòng)電路(2)，IGBT驅(qū)動(dòng)電路(2)連接IGBT (1)； 所述MCU單元通過信號調(diào)理電路(4)獲取信息，并進(jìn)行處理通過PWM 口輸出PWM波，PWM波通過IGBT驅(qū)動(dòng)電路(2)隔離后驅(qū)動(dòng)開通與關(guān)斷，進(jìn)而輸出信號驅(qū)動(dòng)IGBT (1)，最終實(shí)現(xiàn)MCU單元的信號控制IGBT (1)的開通與關(guān)斷實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓，并且通過IGBT驅(qū)動(dòng)電路(2)驅(qū)動(dòng)IGBT (1)進(jìn)行交流輸出調(diào)壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速升溫速率的電加熱反應(yīng)器的線性電源，其特征在于:所述IGBT (1)的額定電壓為600V，額定電流為50A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速升溫速率的電加熱反應(yīng)器的線性電源，其特征在于:所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路(2)采用用于隔離驅(qū)動(dòng)IGBT (1)的高速光耦TLP250。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速升溫速率的電加熱反應(yīng)器的線性電源，其特征在于:所述工頻變壓器(5)的原邊輸入電壓為220VAC，輸出電壓為(T24VAC，變比η為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速升溫速率的電加熱反應(yīng)器的線性電源，其特征在于:所述MCU單元設(shè)置有用于四路IGBT驅(qū)動(dòng)信號的輸出PWM 口，通過MCU的事件管理功能模塊實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的用于快速升溫速率的電加熱反應(yīng)器的線性電源，其特征在于:所述M⑶單元還連接設(shè)置有用戶交互接口和外部接口 ；所述用戶交互接口采用三位LED 7段碼示；所述外部接口采用RS485通信口實(shí)現(xiàn)，所述RS485通信口采用Max485芯片實(shí)現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于快速升溫速率的電加熱反應(yīng)器的線性電源，其特征在于:所述MCU單元的內(nèi)部具有AD采樣模塊，所述AD采樣模塊作為AD采樣口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于快速升溫速率的電加熱反應(yīng)器的線性電源，其特征在于:所述系統(tǒng)輔助電源選用單端反激式電源，采用TOP開關(guān)電源系列或者UC3845實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號】H02M5/10GK103944405SQ201410046177
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月10日
【發(fā)明者】江維, 王曉亮, 高建龍, 賀驥, 陶舒暢 申請人:中國東方電氣集團(tuán)有限公司