本發(fā)明涉及的是一種電源，具體的說，是一種電解槽陽極電流測量裝置用晶閘管緩沖型穩(wěn)壓電源。

背景技術(shù)：

在國內(nèi)鋁電解行業(yè)中預(yù)焙電解槽生產(chǎn)過程中通常需要對陽極電流的分布進(jìn)行測量，傳統(tǒng)的陽極電流測量裝置是采用離線等距電壓降的人工測量方法，由于離線等距電壓降的人工測量方法每次只能測量一個陽極，操作完后再進(jìn)行下一個陽極的測量，該測量方法的測量程序繁復(fù)、工作量大，并且測量時間長，導(dǎo)致測量結(jié)果存在時間差，不能真實(shí)反映電解槽陽極電流的分布情況。隨著鋁電解行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對陽極電流測量裝置也進(jìn)行了改進(jìn)，即在用于固定連接陽極桿的母線的夾板的一側(cè)設(shè)置一個或多個用于對母線的工作電流進(jìn)行檢測的可自動伸縮的探針，該探針通過電連接的方式與信號采集器相連接，信號采集器則將采集的信息人通過信號處理系統(tǒng)進(jìn)行處理后傳輸給后臺的控制中心，控制中心通過對接收的信息進(jìn)行換算后便可得到電解槽陽極桿的電流值。而這種電解槽陽極電流測量裝置在工作時需要一個能輸出穩(wěn)定的電壓和電流的電源為其供電，以確保電解槽陽極電流測量裝置的穩(wěn)定性。

然而，現(xiàn)有的電解槽陽極電流測量裝置的供電電源存在輸出電壓和電流的穩(wěn)定性較差的問題，導(dǎo)致電解槽陽極電流測量裝置工作時出現(xiàn)不穩(wěn)定，從而使得測量結(jié)果準(zhǔn)確性不夠高。因此，提供一種能輸出穩(wěn)定的電壓和電流的電解槽陽極電流測量裝置用電源便是當(dāng)務(wù)之急。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的電解槽陽極電流測量裝置的供電電源存在輸出電壓和電流的穩(wěn)定性差的缺陷，提供的一種電解槽陽極電流測量裝置用晶閘管緩沖型穩(wěn)壓電源。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的方案如下：一種電解槽陽極電流測量裝置用晶閘管緩沖型穩(wěn)壓電源，主要由控制芯片U2，二極管整流器U1，變壓器T1，變壓器T2，三極管VT1，正極經(jīng)電阻R1后與二極管整流器U1的正極輸出端相連接、N極經(jīng)電阻R19后與變壓器T2原邊電感線圈L3的同名端相連接的穩(wěn)壓二極管D3，正極與三極管VT1的發(fā)射極相連接、負(fù)極接地的極性電容C1，N極與變壓器T2的原邊電感線圈L1的同名端相連接、P極經(jīng)電阻R2后與三極管VT1的基極相連接的二極管D2，一端與二極管D2的P極相連接、另一端與三極管VT1的集電極相連接的可調(diào)電阻R3，負(fù)極與二極管D2的P極相連接、正極與變壓器T2的原邊電感線圈L1的非同名端相連接的極性電容C2，P極與變壓器T2的副邊電感線圈L2的同名端相連接、N極與變壓器T2的副邊電感線圈L2的非同名端共同形成變壓器T2的輸出端的二極管D1，正極與二極管D1的N極相連接、負(fù)極與變壓器T2的分別電感線圈L2的非同名端相連接的極性電容C3，一端與二極管D1的N極相連接、另一端與變壓器T2的副邊電感線圈L2的同名端相連接的電阻R4，分別與控制芯片U2的COMP管腳、VFB管腳、VREF管腳和RC管腳相連接的脈寬調(diào)整電路，串接在控制芯片U2與變壓器T2之間的電流檢測電路，以及串接在變壓器T2的副邊電感線圈L2的非同名端與電流檢測電路之間的晶閘管緩沖電路組成；所述二極管整流器U1的負(fù)極輸出端與控制芯片U2的VCC管腳相連接后接地；所述變壓器T1的副邊電感線圈的非同名端與二極管整流器U1的其中一個輸入端相連接、其副邊電感線圈的同名端則與二極管整流器U1的另一個輸入端相連接；所述穩(wěn)壓二極管D3的N極還與控制芯片U2的VCC管腳相連接；所述三極管VT1的集電極還與變壓器T2的原邊電感線圈L1的非同名端相連接、其發(fā)射極則與二極管整流器U1的正極輸出端相連接；所述控制芯片U2的GND管腳接地、其COMP管腳與VCC管腳相連接；所述脈寬調(diào)整電路還與電流檢測電路相連接。

進(jìn)一步的，所述晶閘管緩沖電路由放大器P，三極管VT6，三極管VT7，晶閘管DL，N極經(jīng)電阻R20后與放大器P的正極相連接、P極與電流檢測電路相連接的二極管D9，正極經(jīng)電阻R21后與二極管D9的P極相連接、負(fù)極接地的極性電容C13，P極順次經(jīng)電阻R23和電阻R22后與二極管D9的N極相連接、N極經(jīng)電阻R25后與三極管VT7的發(fā)射極相連接的二極管D12，正極經(jīng)電阻R26后與二極管D12的N極相連接、負(fù)極與晶閘管DL的陽極相連接的極性電容C17，P極與三極管VT7的集電極相連接、N極與晶閘管DL的控制極相連接的二極管D11，正極與放大器P的輸出端相連接、負(fù)極經(jīng)電阻R24后與三極管VT7的基極相連接的極性電容C14，負(fù)極與三極管VT6的基極相連接、正極與晶閘管DL的陰極相連接的極性電容C15，N極與三極管VT6的發(fā)射極相連接、P極經(jīng)可調(diào)電阻R27后與極性電容C17的負(fù)極相連接的二極管D10，以及正極與晶閘管DL的陽極相連接、負(fù)極與可調(diào)電阻R27的調(diào)節(jié)端相連接的極性電容C16組成；所述二極管D12的P極接地；所述放大器P的負(fù)極還與三極管VT7的基極相連接后接地、其輸出端則還與三極管VT6的集電極相連接；所述三極管VT6的發(fā)射極還與變壓器T2的副邊電感線圈L2的非同名端相連接；所述極性電容C17的負(fù)極接地。

所述脈寬調(diào)整電路由三極管VT2，三極管VT3，正極經(jīng)電阻R5后與三極管VT2的集電極相連接、負(fù)極與控制芯片U2的COMP管腳相連接的極性電容C4，一端與三極管VT2的集電極相連接、另一端與極性電容C4的負(fù)極相連接的電感L4，一端與三極管VT2的基極相連接、另一端與控制芯片U2的COMP管腳相連接的電阻R7，P極與極性電容C4的正極相連接、N極順次經(jīng)電阻R6和電阻R8后與三極管VT2的發(fā)射極相連接的二極管D4，正極與三極管VT2的發(fā)射極相連接、負(fù)極與控制芯片U2的VFB管腳相連接的極性電容C5，P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接、N極與三極管VT3的基極相連接的二極管D5，正極與電阻R6與電阻R8的連接點(diǎn)相連接、負(fù)極經(jīng)電阻R9后與三極管VT3的集電極相連接的極性電容C6，以及一端與控制芯片U2的VREF管腳相連接、另一端與三極管VT3的發(fā)射極相連接的電阻R10組成；所述極性電容C6的負(fù)極接地；所述三極管VT3的發(fā)射極還分別與控制芯片U2的RC管腳和電流檢測電路相連接。

所述電流檢測電路由場效應(yīng)管MOS，三極管VT4，三極管VT5，負(fù)極與場效應(yīng)管MOS的柵極相連接、正極經(jīng)電阻R14后與控制芯片U2的GD管腳相連接的極性電容C10，P極與極性電容C10的正極相連接、N極與三極管VT4的集電極相連接的二極管D7，一端與控制芯片U2的IS管腳相連接、另一端與三極管VT4的發(fā)射極相連接的電阻R12，正極與三極管VT4的基極相連接、負(fù)極與三極管VT3的發(fā)射極相連接的極性電容C7，N極經(jīng)電阻R15后與場效應(yīng)管MOS的源極相連接、P極經(jīng)電阻R11后與極性電容C7的負(fù)極相連接的二極管D6，正極經(jīng)電阻R13后與三極管VT4的集電極相連接、負(fù)極與三極管VT5的基極相連接的極性電容C8，P極經(jīng)電阻R18后與場效應(yīng)管MOS的漏極相連接、N極經(jīng)電阻R16后與三極管VT5的發(fā)射極相連接的二極管D8，負(fù)極經(jīng)電阻R17后與三極管VT5的集電極相連接、正極與變壓器T2的原邊電感線圈L3的同名端相連接的極性電容C11，負(fù)極與變壓器T2的原邊電感線圈L3的非同名端相連接后接地、正極與三極管VT5的集電極相連接的極性電容C9，以及負(fù)極與變壓器T2的原邊電感線圈L3的非同名端相連接、正極與二極管D9的P極相連接的極性電容C12組成；所述二極管D6的P極還與三極管VT5的集電極相連接后接地；所述場效應(yīng)管MOS的漏極還與變壓器T2的原邊電感線圈L1的同名端相連接。

為了本發(fā)明的實(shí)際使用效果，所述控制芯片U2則優(yōu)先采用了UC384X集成芯片來實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

(1)本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，整體結(jié)構(gòu)簡單，使用效果佳，能很好的確保電解槽陽極電流測量裝置的穩(wěn)定性，從而能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(2)本發(fā)明能改變電壓的脈沖寬度來控制輸出電壓的波動，能有效的改善了電壓的動態(tài)性能；并且本發(fā)明能有效的抑制或消除電壓中的低次諧波，同時能對電壓反饋的占空比進(jìn)行調(diào)整，從而確保了本發(fā)明能輸出穩(wěn)定的電壓和電流，有效的提高了電解槽陽極電流測量裝置的穩(wěn)定性。

(3)本發(fā)明能對電路導(dǎo)通和關(guān)斷時電子元件所承受的電壓和電流波形進(jìn)行調(diào)整或緩沖，減小電壓和電流對電子元件的沖擊，并能使電壓和電流的波形保持穩(wěn)定狀態(tài)，降低電路在導(dǎo)通和關(guān)斷時對電壓和電流的損耗，從而提高了本發(fā)明輸出的電壓和電流的穩(wěn)定性和可靠性，從而能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(4)本發(fā)明的控制芯片U2則優(yōu)先采用了UC384X集成芯片來實(shí)現(xiàn)，該芯片與外圍電路相結(jié)合，能有效的提高本發(fā)明的穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的晶閘管緩沖電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

實(shí)施時，本發(fā)明主要由控制芯片U2，二極管整流器U1變壓器T1，變壓器T2，三極管VT1，電阻R1，電阻R2，可調(diào)電阻R3，電阻R4，電阻R19，極性電容C1，極性電容C2，極性電容C3，二極管D1，二極管D2，穩(wěn)壓二極管D3，晶閘管緩沖電路，脈寬調(diào)整電路，以及電流檢測電路組成。

連接時，穩(wěn)壓二極管D3的正極經(jīng)電阻R1后與二極管整流器U1的正極輸出端相連接，N極經(jīng)電阻R19后與變壓器T2原邊電感線圈L3的同名端相連接。極性電容C1的正極與三極管VT1的發(fā)射極相連接，負(fù)極接地。二極管D2的N極與變壓器T2的原邊電感線圈L1的同名端相連接，P極經(jīng)電阻R2后與三極管VT1的基極相連接?？烧{(diào)電阻R3的一端與二極管D2的P極相連接，另一端與三極管VT1的集電極相連接。

其中，極性電容C2的負(fù)極與二極管D2的P極相連接，正極與變壓器T2的原邊電感線圈L1的非同名端相連接。二極管D1的P極與變壓器T2的副邊電感線圈L2的同名端相連接，N極與變壓器T2的副邊電感線圈L2的非同名端共同形成變壓器T2的輸出端。極性電容C3的正極與二極管D1的N極相連接，負(fù)極與變壓器T2的分別電感線圈L2的非同名端相連接。電阻R4的一端與二極管D1的N極相連接，另一端與變壓器T2的副邊電感線圈L2的同名端相連接。脈寬調(diào)整電路分別與控制芯片U2的COMP管腳，VFB管腳，VREF管腳和RC管腳相連接。電流檢測電路串接在控制芯片U2與變壓器T2之間。晶閘管緩沖電路串接在變壓器T2的副邊電感線圈L2的非同名端與電流檢測電路之間。

所述二極管整流器U1的負(fù)極輸出端與控制芯片U2的VCC管腳相連接后接地；所述變壓器T1的副邊電感線圈的非同名端與二極管整流器U1的其中一個輸入端相連接，其副邊電感線圈的同名端則與二極管整流器U1的另一個輸入端相連接；所述穩(wěn)壓二極管D3的N極還與控制芯片U2的VCC管腳相連接；所述三極管VT1的集電極還與變壓器T2的原邊電感線圈L1的非同名端相連接，其發(fā)射極則與二極管整流器U1的正極輸出端相連接；所述控制芯片U2的GND管腳接地，其COMP管腳與VCC管腳相連接；所述脈寬調(diào)整電路還與電流檢測電路相連接。

實(shí)施時，本發(fā)明的變壓器T1原邊電感線圈L1的同名端和非同名端作為本發(fā)明的輸入端并與市電進(jìn)行電連接，該變壓器T1則對輸入的市電進(jìn)行降壓處理，降壓處理后的電壓經(jīng)二極管整流器U1進(jìn)行整流后轉(zhuǎn)換為12V直流電壓，該電壓為本發(fā)明的基準(zhǔn)電壓。而本發(fā)明中的三極管VT1、電阻R2、可調(diào)電阻R3、極性電容C1、極性電容C2和二極管D2形成了微處理器，該微處理器能消除整流后的12V基準(zhǔn)電壓中的諧波，使該基準(zhǔn)電壓更干凈，從而有效的確保了本發(fā)明能輸出穩(wěn)定的電壓和電流。其中，所述的變壓器T2的輸出端則與電解槽陽極電流測量裝置的進(jìn)電接口相連接，且為電解槽陽極電流測量裝置供電。本發(fā)明的控制芯片U2則優(yōu)先采用了UC384X集成芯片來實(shí)現(xiàn)，該芯片與外圍電路相結(jié)合，能有效的提高本發(fā)明的穩(wěn)定性和可靠性。

進(jìn)一步地，所述脈寬調(diào)整電路由三極管VT2，三極管VT3，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R9，電阻R10，極性電容C4，極性電容C5，極性電容C6，電感L4，二極管D4，以及二極管D5組成。

連接時，極性電容C4的正極經(jīng)電阻R5后與三極管VT2的集電極相連接，負(fù)極與控制芯片U2的COMP管腳相連接。電感L4的一端與三極管VT2的集電極相連接，另一端與極性電容C4的負(fù)極相連接。電阻R7的一端與三極管VT2的基極相連接，另一端與控制芯片U2的COMP管腳相連接。二極管D4的P極與極性電容C4的正極相連接，N極順次經(jīng)電阻R6和電阻R8后與三極管VT2的發(fā)射極相連接。

其中，極性電容C5的正極與三極管VT2的發(fā)射極相連接，負(fù)極與控制芯片U2的VFB管腳相連接。二極管D5的P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接，N極與三極管VT3的基極相連接。極性電容C6的正極與電阻R6與電阻R8的連接點(diǎn)相連接，負(fù)極經(jīng)電阻R9后與三極管VT3的集電極相連接。電阻R10的一端與控制芯片U2的VREF管腳相連接，另一端與三極管VT3的發(fā)射極相連接。所述極性電容C6的負(fù)極接地；所述三極管VT3的發(fā)射極還分別與控制芯片U2的RC管腳和電流檢測電路相連接。

更進(jìn)一步地，所述電流檢測電路由場效應(yīng)管MOS，三極管VT4，三極管VT5，電阻R11，電阻R12，電阻R13，電阻R14，電阻R15，電阻R16，電阻R17，電阻R18，極性電容C7，極性電容C8，極性電容C9，極性電容C10，極性電容C11，極性電容C12，二極管D6，二極管D7，以及二極管D8組成。

連接時，極性電容C10的負(fù)極與場效應(yīng)管MOS的柵極相連接，正極經(jīng)電阻R14后與控制芯片U2的GD管腳相連接。二極管D7的P極與極性電容C10的正極相連接，N極與三極管VT4的集電極相連接。電阻R12的一端與控制芯片U2的IS管腳相連接，另一端與三極管VT4的發(fā)射極相連接。極性電容C7的正極與三極管VT4的基極相連接，負(fù)極與三極管VT3的發(fā)射極相連接。

其中，二極管D6的N極經(jīng)電阻R15后與場效應(yīng)管MOS的源極相連接，P極經(jīng)電阻R11后與極性電容C7的負(fù)極相連接。極性電容C8的正極經(jīng)電阻R13后與三極管VT4的集電極相連接，負(fù)極與三極管VT5的基極相連接。二極管D8的P極經(jīng)電阻R18后與場效應(yīng)管MOS的漏極相連接，N極經(jīng)電阻R16后與三極管VT5的發(fā)射極相連接。極性電容C11的負(fù)極經(jīng)電阻R17后與三極管VT5的集電極相連接，正極與變壓器T2的原邊電感線圈L3的同名端相連接。

同時，極性電容C9的負(fù)極與變壓器T2的原邊電感線圈L3的非同名端相連接后接地，正極與三極管VT5的集電極相連接。極性電容C12的負(fù)極與變壓器T2的原邊電感線圈L3的非同名端相連接，正極與二極管D9的P極相連接。所述二極管D6的P極還與三極管VT5的集電極相連接后接地；所述場效應(yīng)管MOS的漏極還與變壓器T2的原邊電感線圈L1的同名端相連接。

如圖2所示，所述晶閘管緩沖電路由放大器P，三極管VT6，三極管VT7，晶閘管DL，電阻R20，電阻R21，電阻R22，電阻R23，電阻R24，電阻R25，電阻R26，可調(diào)電阻R27，極性電容C13，極性電容C14，極性電容C15，極性電容C16，極性電容C17，二極管D9，二極管D10，二極管D11，以及二極管D12組成。

連接時，二極管D9的N極經(jīng)電阻R20后與放大器P的正極相連接，P極與電流檢測電路相連接。極性電容C13的正極經(jīng)電阻R21后與二極管D9的P極相連接，負(fù)極接地。二極管D12的P極順次經(jīng)電阻R23和電阻R22后與二極管D9的N極相連接，N極經(jīng)電阻R25后與三極管VT7的發(fā)射極相連接。極性電容C17的正極經(jīng)電阻R26后與二極管D12的N極相連接，負(fù)極與晶閘管DL的陽極相連接。二極管D11的P極與三極管VT7的集電極相連接，N極與晶閘管DL的控制極相連接。

其中，極性電容C14的正極與放大器P的輸出端相連接，負(fù)極經(jīng)電阻R24后與三極管VT7的基極相連接。極性電容C15的負(fù)極與三極管VT6的基極相連接，正極與晶閘管DL的陰極相連接。二極管D10的N極與三極管VT6的發(fā)射極相連接，P極經(jīng)可調(diào)電阻R27后與極性電容C17的負(fù)極相連接。極性電容C16的正極與晶閘管DL的陽極相連接，負(fù)極與可調(diào)電阻R27的調(diào)節(jié)端相連接。

所述二極管D12的P極接地；所述放大器P的負(fù)極還與三極管VT7的基極相連接后接地，其輸出端則還與三極管VT6的集電極相連接；所述三極管VT6的發(fā)射極還與變壓器T2的副邊電感線圈L2的非同名端相連接；所述極性電容C17的負(fù)極接地。

運(yùn)行時，本發(fā)明采用的控制芯片U2為UC384X集成芯片，該UC384X集成芯片為固定工作頻率可控調(diào)制方式的集成芯片。本發(fā)明的脈寬調(diào)整電路的電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、二極管D4、電感L4和極性電容C4為控制芯片U2的COMP管腳的外接阻容元件用于調(diào)整電壓的增益和頻率特性；該脈寬調(diào)整電路的極性電容C5、極性電容C6、二極管D5和電阻R9形成電壓反饋器，并與控制芯片U2作為反饋電壓輸入端的VFB管腳相連接，該電壓反饋器輸出的電壓與控制芯片U2內(nèi)部的誤差放大器同相端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓，來控制脈沖寬度，因此脈寬調(diào)整電路對電壓的增益和頻率特性進(jìn)行調(diào)整后便能有效的對電壓的脈寬進(jìn)行調(diào)整，使電壓更平穩(wěn)。同時，本發(fā)明的電流檢測調(diào)節(jié)電路檢測控制芯片U2的GD管腳的電壓超過1V時便縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài)；有效的降低控制芯片U2的IS管腳輸出電流的泄露電流和損耗電流，并能抑制控制芯片U2的IS管腳輸出電流的異常波動，使輸出電流保持穩(wěn)定；而該電流檢測調(diào)節(jié)電路則同時將處理后的電壓傳輸給變壓器T2，本發(fā)明的變壓器T2采用的雙極變壓器，該變壓器T能輸出5V～12V穩(wěn)定的直流電壓，從而能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

其中，本發(fā)明為了減小電路導(dǎo)通和關(guān)斷時電子元件受到瞬間高電壓和高電流對變壓器T2的沖擊，并能使電壓和電流的波形保持穩(wěn)定狀態(tài)，降低變壓器T2在導(dǎo)通和關(guān)斷時對電壓和電流的損耗，因此在變壓器T2的副邊電感線圈L2的非同名端與電流檢測調(diào)節(jié)電路之間設(shè)置了晶閘管緩沖電路。該晶閘管緩沖電路能在變壓器T2導(dǎo)通和關(guān)斷時通過該電路的放大器P、三極管VT7、極性電容C15和晶閘管DL形成的緩沖器來對電壓和電流波形進(jìn)行減壓，即減小電壓和電流對變壓器T2的沖擊，并能經(jīng)可調(diào)電阻R和極性電容C16后使電壓和電流的波形保持穩(wěn)定狀態(tài)，同時降低本發(fā)明在導(dǎo)通和關(guān)斷時對電壓和電流的損耗，從而提高了本發(fā)明輸出的電壓和電流的穩(wěn)定性和可靠性。本發(fā)明的極性電容C16為濾波電容。

因此，本發(fā)明通過對電壓的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)整；并且對電壓中的低次諧波進(jìn)行有效的消除或抑制，同時對電壓反饋的占空比進(jìn)行調(diào)整后能有效的確保輸出穩(wěn)定的電壓和電流，從而本發(fā)明能有效的提高電解槽陽極電流測量裝置的穩(wěn)定性。同時，本發(fā)明的控制芯片U2優(yōu)先采用了UC384X集成芯片來實(shí)現(xiàn)，該芯片與外圍電路相結(jié)合，能有效的提高本發(fā)明的穩(wěn)定性和可靠性，從而能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

按照上述實(shí)施例，即可很好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。