基于開(kāi)關(guān)時(shí)序控制和rlc振蕩產(chǎn)生磁場(chǎng)的節(jié)能控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的節(jié)能磁場(chǎng)發(fā)生控制電路，特別涉及一種基于開(kāi)關(guān) 時(shí)序控制和RLC振蕩節(jié)能的產(chǎn)生磁場(chǎng)的方法。信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)定時(shí)控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟關(guān)斷 狀態(tài)?？烧{(diào)電阻調(diào)整通過(guò)負(fù)載的電流大小，雙H橋電路切換通過(guò)負(fù)載的電流方向。RLC振蕩 使線(xiàn)圈斷電后釋放的能量在電容器和線(xiàn)圈中相互轉(zhuǎn)換。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展，不同類(lèi)型的磁場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)、食品保鮮、醫(yī)療保健 等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的方式大部分是線(xiàn)圈加載交流電源，但是在使用過(guò)程中不可 避免的存在線(xiàn)圈普遍發(fā)熱的現(xiàn)象，造成電能的浪費(fèi)。
[0003] 中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利"腫瘤交變磁場(chǎng)熱療系統(tǒng)"（公布號(hào)：CN1748814A，公布日：2006 年3月22日）涉及一種醫(yī)療器械領(lǐng)域的利用交變磁場(chǎng)使鐵磁物質(zhì)產(chǎn)熱以達(dá)到治療腫瘤目 的腫瘤交變磁場(chǎng)熱療系統(tǒng)。其使用過(guò)程中由變頻電源系統(tǒng)提供lkHz-500kHz交變電源作用 于線(xiàn)圈從而產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。
[0004] 中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利"交變磁場(chǎng)發(fā)生器"（公布號(hào)：CN2141591Y，公布日：1993年9月1 日）提供了一種交變磁場(chǎng)發(fā)生器，用于對(duì)物質(zhì)物體的磁化。其使用方式即直接對(duì)線(xiàn)圈加載 交流電源。
[0005] 中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利"可產(chǎn)生磁場(chǎng)的坐墊"（公布號(hào)：CN103315546A，公布日：2013年9月 25日）涉及一種可產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的坐墊，作用于人體，達(dá)到保健效果。其使用方式即直接對(duì) 線(xiàn)圈交替加載兩種交流電源，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。
[0006] 以上發(fā)明專(zhuān)利關(guān)于交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置都是通過(guò)交流電源直接作用于負(fù)載線(xiàn)圈產(chǎn) 生相應(yīng)交變磁場(chǎng)，使得該裝置在使用過(guò)程中容易受到電源本身性能和參數(shù)的局限；裝置在 作用過(guò)程中會(huì)按照相應(yīng)要求直接切換作用于線(xiàn)圈的交流電源頻率以改變交變磁場(chǎng)頻率，使 得在該過(guò)程中線(xiàn)圈兩端產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)致線(xiàn)圈發(fā)熱；在裝置使用結(jié)束時(shí)線(xiàn)圈直 接斷電，使得斷電后線(xiàn)圈所釋放的電能轉(zhuǎn)化成為熱能散發(fā)到空間造成線(xiàn)圈發(fā)熱和能量的浪 費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種基于開(kāi)關(guān)時(shí)序控制和RLC振蕩產(chǎn)生磁場(chǎng)的節(jié)能裝置，解決了傳 統(tǒng)磁場(chǎng)發(fā)生裝置的發(fā)熱嚴(yán)重的問(wèn)題。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供相應(yīng)電路使直流電源也可以用來(lái)產(chǎn)生不同類(lèi)型磁場(chǎng)。
[0009] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種產(chǎn)生磁場(chǎng)的節(jié)能裝置，其特征在于包含：直流電 源，雙H橋電路，可調(diào)電阻，帶阻抗線(xiàn)圈，電容器和相應(yīng)可控開(kāi)關(guān)。
[0010] 運(yùn)用本發(fā)明，通過(guò)信號(hào)源輸出PWM信號(hào)與開(kāi)關(guān)控制部分同步控制電路開(kāi)關(guān)的斷開(kāi) 和閉合狀態(tài)及持續(xù)時(shí)間。
[0011] 運(yùn)用本發(fā)明，通過(guò)調(diào)整可調(diào)電阻，可調(diào)整通過(guò)帶阻抗線(xiàn)圈的電流大小。
[0012] 運(yùn)用本發(fā)明，通過(guò)控制雙H橋電路開(kāi)關(guān)，可改變加載到線(xiàn)圈上的電流方向。
[0013] 運(yùn)用本發(fā)明，通過(guò)控制雙H橋電路開(kāi)關(guān)，可使線(xiàn)圈在斷電后釋放的能量經(jīng)過(guò)RLC振 蕩存儲(chǔ)到電容器中，以備再利用，并且再利用過(guò)程中使通過(guò)線(xiàn)圈的電流方向可控。
[0014] 采用上述技術(shù)方案，通過(guò)控制雙H橋電路開(kāi)關(guān)，在直流電源的作用下線(xiàn)圈可產(chǎn)生 不同類(lèi)型的磁場(chǎng)，例如恒磁場(chǎng)和交變磁場(chǎng)，解決了磁場(chǎng)發(fā)生控制電路應(yīng)用的單一性問(wèn)題； 當(dāng)線(xiàn)圈電流信號(hào)需要變換時(shí)，線(xiàn)圈本身存儲(chǔ)的電能和電流信號(hào)突變產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可通 過(guò)電容器中轉(zhuǎn)加以再利用，避免了線(xiàn)圈電流直接變換過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)高感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而造成線(xiàn) 圈發(fā)熱的問(wèn)題；當(dāng)線(xiàn)圈斷電后，線(xiàn)圈所存儲(chǔ)的能量會(huì)以電能的形式存儲(chǔ)到電容中，方便被再 利用，從而避免了線(xiàn)圈不必要的發(fā)熱和能源的浪費(fèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為基于開(kāi)關(guān)時(shí)序控制和RLC振湯廣生磁場(chǎng)的節(jié)能控制電路的不意圖；
[0016] 圖2為實(shí)施例一恒磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)節(jié)能控制時(shí)序圖，圖中高電平表示開(kāi)關(guān)的閉合，低電 平表示開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；
[0017] 圖3為實(shí)施例二交變磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)節(jié)能控制時(shí)序圖，圖中高電平表示開(kāi)關(guān)的閉合，低 電平表示開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；
[0018] 圖4為實(shí)施例三節(jié)能電容器存儲(chǔ)電能再利用時(shí)序圖，圖中高電平表示開(kāi)關(guān)的閉 合，低電平表示開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；
[0019] 圖5為閉合開(kāi)關(guān)6、9,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)7、8、10、11、12、13、14時(shí)電路中的電流方向示意 圖；
[0020] 圖6為閉合開(kāi)關(guān)11、12、14,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)6、7、8、9、10、13時(shí)電路中的電流方向示意 圖；
[0021] 圖7為閉合開(kāi)關(guān)7、8,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)6、9、10、11、12、13、14時(shí)電路中的電流方向示意 圖；
[0022] 圖8為閉合開(kāi)關(guān)10、13、14,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)6、7、8、9、11、12時(shí)電路中的電流方向示意 圖； 圖9為閉合開(kāi)關(guān)10、13、14,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)6、7、8、9、11、12時(shí)電路中的電容放電電流方向示 意圖；
[0023] 附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：
[0024]1 :直流電源；
[0025] 2:可調(diào)電阻；
[0026] 3 :線(xiàn)圈；
[0027] 4:線(xiàn)圈阻抗；
[0028] 5:儲(chǔ)能電容器；
[0029] 6?14:可控開(kāi)關(guān)。
[0030] 虛線(xiàn)箭頭表示電流方向。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面通過(guò)實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案、優(yōu)點(diǎn)做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0032](實(shí)施例一）
[0033] 根據(jù)圖1和圖2所示，在設(shè)定可調(diào)電阻2的阻值后，雙H橋電路通電，線(xiàn)圈3通電 后電流方向如圖5所示，即雙H橋電路開(kāi)關(guān)6、9閉合，開(kāi)關(guān)7、8、10、11、12、13、14斷開(kāi)，線(xiàn) 圈3于該方向通電持續(xù)h時(shí)間產(chǎn)生恒磁場(chǎng)；其中t^應(yīng)滿(mǎn)足t> 5t，因電感電流只需經(jīng)歷 5t (t為RL電路時(shí)間常數(shù)其值為t=L/R)時(shí)間就已超過(guò)最大值的99%，趨于穩(wěn)態(tài)，故取 、> 5t，線(xiàn)圈3通過(guò)的電流達(dá)到最大并且已經(jīng)穩(wěn)定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于開(kāi)關(guān)時(shí)序控制和化c振蕩產(chǎn)生磁場(chǎng)的節(jié)能控制電路，其特征在于；所述基 于開(kāi)關(guān)時(shí)序控制和化C振蕩產(chǎn)生磁場(chǎng)的節(jié)能控制電路，包括直流電源，用于提供穩(wěn)壓電源； 可調(diào)電阻，用于調(diào)節(jié)通過(guò)線(xiàn)圈的電流大??；線(xiàn)圈，主要用于產(chǎn)生磁場(chǎng)；電容器，用于存儲(chǔ)線(xiàn) 圈斷電所釋放的能量，W及用于和帶阻抗線(xiàn)圈形成RLC振蕩。 所述可調(diào)電阻，用于根據(jù)所需磁場(chǎng)強(qiáng)度調(diào)整通過(guò)所述線(xiàn)圈的電流大??； 開(kāi)關(guān)6、7、8、9,用于根據(jù)所述開(kāi)關(guān)的ON/OFF組合，生成通過(guò)所述線(xiàn)圈3產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流 波形； 開(kāi)關(guān)10、11、12、13、14,用于根據(jù)所述開(kāi)關(guān)的ON/OFF組合，產(chǎn)生所述化C振蕩； 所述開(kāi)關(guān)控制部分根據(jù)信號(hào)源產(chǎn)生的所述同步信號(hào)S1同步控制開(kāi)關(guān)狀態(tài)的定時(shí)轉(zhuǎn) 換。
2. 如權(quán)利要求書(shū)1所述的基于開(kāi)關(guān)時(shí)序控制和化C衰減振蕩產(chǎn)生磁場(chǎng)的節(jié)能控制電 路，其特征在于，所述信號(hào)源產(chǎn)生PWM波信號(hào)（S1)經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)控制部分控制所述開(kāi)關(guān)的狀態(tài)， 完成開(kāi)關(guān)的時(shí)序控制。
3. 如權(quán)利要求書(shū)1、2所述的磁場(chǎng)節(jié)能控制電路，其特征在于，通過(guò)開(kāi)關(guān)時(shí)序控制，所述 雙H橋電路開(kāi)關(guān)6、9斷開(kāi)開(kāi)關(guān)7、8閉合或者開(kāi)關(guān)6、9閉合開(kāi)關(guān)7、8斷開(kāi)，使通過(guò)所述線(xiàn)圈 3的電流換向，從而使所述線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)換向，產(chǎn)生不同類(lèi)型的磁場(chǎng)。
4. 如權(quán)利要求書(shū)3所述的磁場(chǎng)節(jié)能控制電路，其特征在于，當(dāng)主電路斷電，所述開(kāi)關(guān)6、 7、8、9斷開(kāi)，同時(shí)所述開(kāi)關(guān)11、12、14閉合或者開(kāi)關(guān)10、13、14閉合，在所述化C振蕩電路中， 經(jīng)過(guò)1/4振蕩周期時(shí)間，斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)10、11、12、13、14中所閉合的開(kāi)關(guān)，所述線(xiàn)圈3斷電 時(shí)所釋放的能量將會(huì)W電能的形式存儲(chǔ)到電容器中。
5. 如權(quán)利要求書(shū)4所述的磁場(chǎng)節(jié)能控制電路，其特征在于，當(dāng)所述電容器中存儲(chǔ)的電 能被再利用時(shí)，閉合所述開(kāi)關(guān)9、10、13、14,所述開(kāi)關(guān)6、7、8、11、12保持?jǐn)嚅_(kāi)；或者閉合所述 開(kāi)關(guān)7、11、12、14，所述開(kāi)關(guān)6、8、9、10、13保持?jǐn)嚅_(kāi)，形成所述化(：振蕩，經(jīng)過(guò)1/4振蕩周期 時(shí)間，斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)10、13、14或者斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)11、12、14,所述電容器中所存儲(chǔ)的電能經(jīng) 過(guò)所述化C振蕩釋放到線(xiàn)圈中從而產(chǎn)生磁場(chǎng)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種基于開(kāi)關(guān)時(shí)序控制和RLC振蕩產(chǎn)生磁場(chǎng)的節(jié)能控制電路。該控制電路包括電源、雙H橋電路、電容和線(xiàn)圈組成的RLC振蕩電路、信號(hào)源部分和開(kāi)關(guān)控制部分。通過(guò)調(diào)節(jié)線(xiàn)圈3的電流以產(chǎn)生不同類(lèi)型的磁場(chǎng)。信號(hào)源通過(guò)產(chǎn)生同步信號(hào)S1同步控制H橋電路中開(kāi)關(guān)6至14的ON/OFF組合，使直流電源形成向線(xiàn)圈3提供所需要的電流波形，從而使線(xiàn)圈產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)。本發(fā)明通過(guò)使用直流電源使線(xiàn)圈的電流在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到產(chǎn)生所需磁場(chǎng)強(qiáng)度的電流強(qiáng)度，提高了電流利用率；通過(guò)利用開(kāi)關(guān)時(shí)序控制和電容線(xiàn)圈充放電使斷電后線(xiàn)圈釋放的能量轉(zhuǎn)換成為電能存儲(chǔ)到電容器中以便被再利用，從而避免了線(xiàn)圈斷電后所釋放的能量轉(zhuǎn)化成為熱能造成能量損失和線(xiàn)圈發(fā)熱。
【IPC分類(lèi)】H02P13-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104617840
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510053311
【發(fā)明人】熊慧, 鹿文龍, 劉近貞
【申請(qǐng)人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日