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      一種可調(diào)交變脈沖磁軛磁化電源的制作方法

      文檔序號(hào):12476827閱讀:774來源:國知局
      一種可調(diào)交變脈沖磁軛磁化電源的制作方法與工藝

      本發(fā)明涉及一種電源,尤其是一種可調(diào)交變脈沖磁軛磁化電源。



      背景技術(shù):

      在無損檢測(cè)領(lǐng)域,射線、超聲和磁粉探傷,為主要三大基本檢測(cè)手段,電磁軛探傷儀為磁粉探傷的重要手段之一。目前應(yīng)用市場(chǎng)上電磁軛探傷儀,有低壓和高壓兩種形式。低壓電磁軛探傷儀,需要配置電源變換箱,將市電AC220V高壓轉(zhuǎn)換成38-42V的低壓交流電,進(jìn)行磁軛探傷檢測(cè)。對(duì)于野外和高空作業(yè),很不方便。低壓電磁軛探傷儀,還有采用蓄電池組直流供電和永久磁鐵的方式,屬于直流形式,對(duì)表面檢測(cè)的靈敏度較差,大多不太采用。高壓電磁軛探傷儀,直接將市電AC220V作為供電電源,進(jìn)行磁軛探傷檢測(cè)。但是,對(duì)于野外和高空作業(yè),很不方便。目前應(yīng)用市場(chǎng)上,還有可充電便攜式電磁軛探傷儀,但是,必須配置相應(yīng)的磁軛探頭,方可使用。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有磁軛探傷檢測(cè)電源難以滿足野外和高空作業(yè)需求,使用很不方便。

      為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種可調(diào)交變脈沖磁軛磁化電源,包括電池組儲(chǔ)能電路、高頻逆變電路、整流濾波電路以及工頻逆變電路;電池組儲(chǔ)能電路的DC電源輸出端連接至高頻逆變電路的輸入端相連;高頻逆變電路的AC輸出端連接至整流濾波電路的輸入端;整流濾波電路的DC輸出端連接至工頻逆變電路的輸入端;工頻逆變電路設(shè)有AC輸出端。采用高頻逆變電路、整流濾波電路以及工頻逆變電路能夠?qū)㈦姵亟M儲(chǔ)能電路提供的直流電源轉(zhuǎn)換為滿足交流磁軛探傷儀磁粉探傷的工頻要求,減輕了儀器的重量,為采用正玄波逆變電源設(shè)備重量的三分之一;采用產(chǎn)生的交變脈沖作為交流磁軛探傷儀的磁化電源,節(jié)約了能源,為采用正玄波逆變電源設(shè)備能耗的五分之一到十分之一。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,高頻逆變電路包括脈寬控制調(diào)制器IC01、正向輸出控制電路、反向輸出控制電路以及變壓器T01;正向輸出控制電路的控制端連接脈寬控制調(diào)制器IC01的正向控制端,正向輸出控制電路的接地開關(guān)端連接變壓器T01初級(jí)線圈的下半部分;反向輸出控制電路的控制端連接脈寬控制調(diào)制器IC01的反向控制端,反向輸出控制電路的接地開關(guān)端連接變壓器T01初級(jí)線圈的上半部分;變壓器T01初級(jí)線圈的中間連接至電池組儲(chǔ)能電路的DC電源輸出端;變壓器的次級(jí)線圈連接至整流濾波電路的輸入端。

      采用正向輸出控制電路和反向輸出控制電路能夠?qū)崿F(xiàn)電流的正反向控制,從而使得變壓器放大形成上半周期電流和下半周期電流,使得變壓器做的很小很輕,減輕儀器重量,方便野外、高空攜帶使用。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,正向輸出控制電路包括二極管D04、三極管VT04、場(chǎng)效應(yīng)管VT05以及電阻R13;二極管D04的正極、三極管VT04的基極以及電阻R13的一端均連接至脈寬控制調(diào)制器IC01的正向控制端;二極管D04的負(fù)極連接至三極管VT04的發(fā)射極以及場(chǎng)效應(yīng)管VT05的柵極;三極管VT04的集電極、電阻R13的另一端以及場(chǎng)效應(yīng)管VT05的源極均接地;場(chǎng)效應(yīng)管VT05的漏極連接至T01初級(jí)線圈的下半部分。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,反向輸出控制電路包括二極管D03、三極管VT02、場(chǎng)效應(yīng)管VT03以及電阻R12;二極管D03的正極、三極管VT02的基極以及電阻R12的一端均連接至脈寬控制調(diào)制器IC01的反向控制端;二極管D03的負(fù)極連接至三極管VT02的發(fā)射極以及場(chǎng)效應(yīng)管VT03的柵極;三極管VT02的集電極、電阻R12的另一端以及場(chǎng)效應(yīng)管VT03的源極均接地;場(chǎng)效應(yīng)管VT03的漏極連接至T01初級(jí)線圈的上半部分。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,整流濾波電路包括全波橋式整流電路和RC濾波電路;RC濾波電路串接在全波橋式整流電路的電壓輸出端上。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,工頻逆變電路包括脈寬控制調(diào)制器IC02、正向回路控制電路、正向接地開關(guān)電路、反向回路控制電路以及反向接地開關(guān)電路;正向回路控制電路和反向回路控制電路的電源輸入端均連接至整流濾波電路的輸出端;正向回路控制電路和反向接地開關(guān)電路的控制端連接至脈寬控制調(diào)制器IC02的正向控制端;反向回路控制電路和正向接地開關(guān)電路的控制端連接至脈寬控制調(diào)制器IC02的反向控制端;正向回路控制電路的電源輸出端連接至負(fù)載正端;反向回路控制電路的電源輸出端連接至負(fù)載負(fù)端;負(fù)載正端經(jīng)過反向接地開關(guān)電路后接地;負(fù)載負(fù)端經(jīng)過正向接地開關(guān)電路后接地。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,反向回路控制電路包括電阻R20、電阻R22、電阻R23、三極管VT06、電阻R24、電容C12、二極管D11、電阻R25以及場(chǎng)效應(yīng)管VT07;電阻R20的一端連接至脈寬控制調(diào)制器IC02的反向控制端;電阻R20的另一端連接至電阻R22的一端以及三極管VT06的基極;三極管VT06的發(fā)射極以及電阻R22的另一端接地;三極管VT06的集電極連接至電阻R23的一端以及電阻R24的一端;電阻R23的另一端連接至電容C12的一端;電阻R24的另一端連接至二極管D11的負(fù)極、電阻R25的一端以及場(chǎng)效應(yīng)管VT07的柵極;電容C12的另一端連接至二極管D11的正極電阻R25另一端、場(chǎng)效應(yīng)管VT07的源極以及負(fù)載負(fù)端;場(chǎng)效應(yīng)管VT07的漏極連接至整流濾波電路的輸出端。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,正向回路控制電路包括電阻R30、電阻R32、電阻R33、三極管VT06、電阻R34、電容C15、二極管D14、電阻R35以及場(chǎng)效應(yīng)管VT10;電阻R30的一端連接至脈寬控制調(diào)制器IC02的反向控制端;電阻R30的另一端連接至電阻R32的一端以及三極管VT06的基極;三極管VT09的發(fā)射極以及電阻R32的另一端接地;三極管VT09的集電極連接至電阻R33的一端以及電阻R34的一端;電阻R33的另一端連接至電容C15的一端;電阻R34的另一端連接至二極管D14的負(fù)極、電阻R35的一端以及場(chǎng)效應(yīng)管VT10的柵極;電容C15的另一端連接至二極管D14的正極電阻R35另一端、場(chǎng)效應(yīng)管VT10的源極以及負(fù)載正端;場(chǎng)效應(yīng)管VT10的漏極連接至整流濾波電路的輸出端。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,正向接地開關(guān)電路包括二極管D12、電阻R26以及場(chǎng)效應(yīng)管VT08;二極管D12的負(fù)極連接至電阻R26的一端以及脈寬控制調(diào)制器IC02的反向控制端;二極管D12的正極連接至電阻R26的另一端以及場(chǎng)效應(yīng)管VT08的柵極;場(chǎng)效應(yīng)管VT08的漏極連接至負(fù)載負(fù)端;場(chǎng)效應(yīng)管VT08的源極接地。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,反向接地開關(guān)電路包括二極管D15、電阻R36以及場(chǎng)效應(yīng)管VT11;二極管D15的負(fù)極連接至電阻R36的一端以及脈寬控制調(diào)制器IC02的反向控制端;二極管D15的正極連接至電阻R36的另一端以及場(chǎng)效應(yīng)管VT11的柵極;場(chǎng)效應(yīng)管VT11的漏極連接至負(fù)載負(fù)端;場(chǎng)效應(yīng)管VT11的源極接地。

      本發(fā)明的有益效果在于:(1)采用高頻逆變電路、整流濾波電路以及工頻逆變電路能夠?qū)㈦姵亟M儲(chǔ)能電路提供的直流電源轉(zhuǎn)換為滿足交流磁軛探傷儀磁粉探傷的工頻要求,減輕了儀器的重量,為采用正玄波逆變電源設(shè)備重量的三分之一;(2)采用產(chǎn)生的交變脈沖作為交流磁軛探傷儀的磁化電源,節(jié)約了能源,為采用正玄波逆變電源設(shè)備能耗的五分之一到十分之一。

      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)明的高頻逆變電路結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖3為本發(fā)明的工頻逆變電路結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖4為本發(fā)明的交變脈沖交流電示意圖;

      圖5為本發(fā)明的整體電路結(jié)構(gòu)原理圖;

      圖6為TL494CN芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

      具體實(shí)施方式

      如圖1-5所示,本發(fā)明提供了一種可調(diào)交變脈沖磁軛磁化電源,包括電池組儲(chǔ)能電路、高頻逆變電路、整流濾波電路以及工頻逆變電路;電池組儲(chǔ)能電路的DC電源輸出端連接至高頻逆變電路的輸入端相連;高頻逆變電路的AC輸出端連接至整流濾波電路的輸入端;整流濾波電路的DC輸出端連接至工頻逆變電路的輸入端;工頻逆變電路設(shè)有AC輸出端。采用高頻逆變電路、整流濾波電路以及工頻逆變電路能夠?qū)㈦姵亟M儲(chǔ)能電路提供的直流電源轉(zhuǎn)換為滿足交流磁軛探傷儀磁粉探傷的工頻要求,減輕了儀器的重量,為采用正玄波逆變電源設(shè)備重量的三分之一;采用產(chǎn)生的交變脈沖作為交流磁軛探傷儀的磁化電源,節(jié)約了能源,為采用正玄波逆變電源設(shè)備能耗的五分之一到十分之一。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,高頻逆變電路包括脈寬控制調(diào)制器IC01、正向輸出控制電路、反向輸出控制電路以及變壓器T01;正向輸出控制電路的控制端連接脈寬控制調(diào)制器IC01的正向控制端,正向輸出控制電路的接地開關(guān)端連接變壓器T01初級(jí)線圈的下半部分;反向輸出控制電路的控制端連接脈寬控制調(diào)制器IC01的反向控制端,反向輸出控制電路的接地開關(guān)端連接變壓器T01初級(jí)線圈的上半部分;變壓器T01初級(jí)線圈的中間連接至電池組儲(chǔ)能電路的DC電源輸出端;變壓器的次級(jí)線圈連接至整流濾波電路的輸入端。

      采用正向輸出控制電路和反向輸出控制電路能夠?qū)崿F(xiàn)電流的正反向控制,從而使得變壓器放大形成上半周期電流和下半周期電流,使得變壓器做的很小很輕,減輕儀器重量,方便野外、高空攜帶使用。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,正向輸出控制電路包括二極管D04、三極管VT04、場(chǎng)效應(yīng)管VT05以及電阻R13;二極管D04的正極、三極管VT04的基極以及電阻R13的一端均連接至脈寬控制調(diào)制器IC01的正向控制端;二極管D04的負(fù)極連接至三極管VT04的發(fā)射極以及場(chǎng)效應(yīng)管VT05的柵極;三極管VT04的集電極、電阻R13的另一端以及場(chǎng)效應(yīng)管VT05的源極均接地;場(chǎng)效應(yīng)管VT05的漏極連接至T01初級(jí)線圈的下半部分。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,反向輸出控制電路包括二極管D03、三極管VT02、場(chǎng)效應(yīng)管VT03以及電阻R12;二極管D03的正極、三極管VT02的基極以及電阻R12的一端均連接至脈寬控制調(diào)制器IC01的反向控制端;二極管D03的負(fù)極連接至三極管VT02的發(fā)射極以及場(chǎng)效應(yīng)管VT03的柵極;三極管VT02的集電極、電阻R12的另一端以及場(chǎng)效應(yīng)管VT03的源極均接地;場(chǎng)效應(yīng)管VT03的漏極連接至T01初級(jí)線圈的上半部分。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,整流濾波電路包括全波橋式整流電路和RC濾波電路;RC濾波電路串接在全波橋式整流電路的電壓輸出端上。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,工頻逆變電路包括脈寬控制調(diào)制器IC02、正向回路控制電路、正向接地開關(guān)電路、反向回路控制電路以及反向接地開關(guān)電路;正向回路控制電路和反向回路控制電路的電源輸入端均連接至整流濾波電路的輸出端;正向回路控制電路和反向接地開關(guān)電路的控制端連接至脈寬控制調(diào)制器IC02的正向控制端;反向回路控制電路和正向接地開關(guān)電路的控制端連接至脈寬控制調(diào)制器IC02的反向控制端;正向回路控制電路的電源輸出端連接至負(fù)載正端;反向回路控制電路的電源輸出端連接至負(fù)載負(fù)端;負(fù)載正端經(jīng)過反向接地開關(guān)電路后接地;負(fù)載負(fù)端經(jīng)過正向接地開關(guān)電路后接地。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,反向回路控制電路包括電阻R20、電阻R22、電阻R23、三極管VT06、電阻R24、電容C12、二極管D11、電阻R25以及場(chǎng)效應(yīng)管VT07;電阻R20的一端連接至脈寬控制調(diào)制器IC02的反向控制端;電阻R20的另一端連接至電阻R22的一端以及三極管VT06的基極;三極管VT06的發(fā)射極以及電阻R22的另一端接地;三極管VT06的集電極連接至電阻R23的一端以及電阻R24的一端;電阻R23的另一端連接至電容C12的一端;電阻R24的另一端連接至二極管D11的負(fù)極、電阻R25的一端以及場(chǎng)效應(yīng)管VT07的柵極;電容C12的另一端連接至二極管D11的正極電阻R25另一端、場(chǎng)效應(yīng)管VT07的源極以及負(fù)載負(fù)端;場(chǎng)效應(yīng)管VT07的漏極連接至整流濾波電路的輸出端。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,正向回路控制電路包括電阻R30、電阻R32、電阻R33、三極管VT06、電阻R34、電容C15、二極管D14、電阻R35以及場(chǎng)效應(yīng)管VT10;電阻R30的一端連接至脈寬控制調(diào)制器IC02的反向控制端;電阻R30的另一端連接至電阻R32的一端以及三極管VT06的基極;三極管VT09的發(fā)射極以及電阻R32的另一端接地;三極管VT09的集電極連接至電阻R33的一端以及電阻R34的一端;電阻R33的另一端連接至電容C15的一端;電阻R34的另一端連接至二極管D14的負(fù)極、電阻R35的一端以及場(chǎng)效應(yīng)管VT10的柵極;電容C15的另一端連接至二極管D14的正極電阻R35另一端、場(chǎng)效應(yīng)管VT10的源極以及負(fù)載正端;場(chǎng)效應(yīng)管VT10的漏極連接至整流濾波電路的輸出端。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,正向接地開關(guān)電路包括二極管D12、電阻R26以及場(chǎng)效應(yīng)管VT08;二極管D12的負(fù)極連接至電阻R26的一端以及脈寬控制調(diào)制器IC02的反向控制端;二極管D12的正極連接至電阻R26的另一端以及場(chǎng)效應(yīng)管VT08的柵極;場(chǎng)效應(yīng)管VT08的漏極連接至負(fù)載負(fù)端;場(chǎng)效應(yīng)管VT08的源極接地。

      作為本發(fā)明的進(jìn)一步限定方案,反向接地開關(guān)電路包括二極管D15、電阻R36以及場(chǎng)效應(yīng)管VT11;二極管D15的負(fù)極連接至電阻R36的一端以及脈寬控制調(diào)制器IC02的反向控制端;二極管D15的正極連接至電阻R36的另一端以及場(chǎng)效應(yīng)管VT11的柵極;場(chǎng)效應(yīng)管VT11的漏極連接至負(fù)載負(fù)端;場(chǎng)效應(yīng)管VT11的源極接地。

      本發(fā)明的提供的可調(diào)交變脈沖磁軛磁化電源,采用交變脈沖形式的交流電,作為高壓電磁軛探傷儀的磁化電源,通過改變脈沖的寬度,來調(diào)節(jié)磁化強(qiáng)度的大小。經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)、測(cè)試、認(rèn)證,可調(diào)交變脈沖磁化電源完全達(dá)到交流磁化電源的磁化檢測(cè)效果,表面切向磁場(chǎng)強(qiáng)度、靈敏度試片、提升力等指標(biāo)均達(dá)到國家、國際磁粉檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求。而電源設(shè)備的重量為原來的三分之一到五分之一,能耗為原來正玄波供電的五分之一到十分之一。大大減低了勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約了能源。對(duì)于電磁軛等小功率的便攜式探傷儀,可調(diào)交變脈沖磁化電源,內(nèi)部配置電池儲(chǔ)能器,形成一個(gè)整體,便于攜帶。通過改變脈沖的寬度,可配置任何品牌、任何規(guī)格的電磁軛、馬蹄探頭,如:韓國的MY-2、美國的Y-1、上海磁海的MY-6等等。

      本發(fā)明的脈寬控制調(diào)制器IC01和脈寬控制調(diào)制器IC02由二片電壓型脈寬調(diào)制(PWM)控制電路TL494CN雙極型線性集成電路組成。所述電池組儲(chǔ)能電路由6節(jié)鋰電池組成,3串2并,構(gòu)成9.6—12.6V直流電源供電。所述高頻逆變電路將9.6—12.6V直流電源逆變高頻高壓電源(約50KHz,220V。)。所述整流濾波電路將高頻高壓電源整流濾波為直流高壓電源(約300V)。所述工頻逆變電路將直流高壓電源逆變?yōu)楣ゎl50Hz的交變脈沖交流電,作為高壓電磁軛探傷儀的磁化電源。

      TL494CN是單片雙極型線性集成電路,包含了脈寬調(diào)制型開關(guān)電源的所有控制部分。它內(nèi)部包括有5V參考電源、兩個(gè)誤差放大器、觸發(fā)器、輸出控制電路、脈寬調(diào)制比較器,死區(qū)時(shí)間比較器和一個(gè)振蕩器。它的開關(guān)工作頻率為1.0KHZ至300KHZ,輸出電壓可達(dá)40V,工作溫度范圍為0-70℃。

      TL494CN的特點(diǎn)在于:(1)內(nèi)部經(jīng)過修調(diào)的5V基準(zhǔn)電壓源精度達(dá)到1%;(2)未相連的輸出晶體管具有200mA的陷電流和灌電流能力;(3)輸出控制以適應(yīng)推挽輸出和單端輸出;(4)通過死區(qū)時(shí)間控制可調(diào)整占空比周期;(5)完整得PWM控制線路;(6)片上振蕩器可進(jìn)行主從型工作;(7)內(nèi)部控制線路可禁止雙脈沖出現(xiàn)在任何一個(gè)輸出端。

      TL494CN的功能描述:(1)振蕩器的振蕩(開關(guān))頻率由外接的定時(shí)電阻(RT)和定時(shí)電容(CT)決定,鋸齒波的幅度與誤差放大器的輸出電壓由脈寬調(diào)制(PWM)比較器進(jìn)行比較,PWM比較器的輸出送到脈沖驅(qū)動(dòng)觸發(fā)器和輸出控制邏輯;(2)誤差電壓由誤差放大器產(chǎn)生,誤差放大器將輸出電壓和5V內(nèi)部參考源之間的電壓差放大,第二個(gè)誤差放大器通常用來完成電流限制功能,;(3)輸出控制邏輯(13腳)用來選擇輸出功率管是推挽輸出還是單端輸出;(4)死區(qū)時(shí)間控制用來防止兩個(gè)輸出晶體管的通態(tài)交疊,如果死區(qū)時(shí)間控制(4腳)接地,死區(qū)時(shí)間約占總周期的3-5%;(5)可以用外接電阻和電容來改善誤差放大器的頻響,這些外接元件通常接在補(bǔ)償端(3腳)和誤差放大器的反向輸入端(2腳或15腳))之間;(6)兩個(gè)或更多的TL494CN的開關(guān)頻率能夠進(jìn)行同步(主從方式),充電電流由主片來提供,放電電流由所有的從片來完成,僅主片需要定時(shí)電阻RT。

      電池組儲(chǔ)能電路由6節(jié)鋰電池組成,3串2并,構(gòu)成9.6—12.6V直流電源E01,對(duì)可調(diào)交變脈沖磁軛磁化電源直流供電。DCIN為通用充電接口,外接DC12.6V/2A充電器對(duì)電池組E01充電。

      如圖5所示為本發(fā)明的整體電路結(jié)構(gòu)示意圖,具體各個(gè)組成電路詳細(xì)描述如下:

      高頻逆變電路為直流電源E01到220V/50KHZ交流電部分,主要由附圖5中TL494CN芯片IC01、控制晶體三極管VT02、VT04、場(chǎng)效應(yīng)管VT03、VT05和變壓器T01等組成,共同完成推挽逆變電路。IC01的5腳外接電容C05和6腳外接電阻R10為脈寬調(diào)制器的定時(shí)元件,脈寬調(diào)制頻率為F=1.1/(C05×R10)=1.1/(0.047*4.3)KHZ,約為50KHZ,即IC01控制VT02、VT03、VT04、VT05工作在50KHZ的頻率。

      IC01正向輸出時(shí),IC01內(nèi)置三極管VT1工作在放大狀態(tài),VT2工作在截止?fàn)顟B(tài),如圖6所示。此時(shí)IC01的9腳外圍晶體三極管VT04截止,晶體二極管D04導(dǎo)通,因此場(chǎng)效應(yīng)管VT05柵極電壓達(dá)到一定值,VT05為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)直流電經(jīng)變壓器T01初級(jí)線圈下半部分通過VT05接地,經(jīng)過變壓器放大形成下半周期電流。當(dāng)IC01內(nèi)置三極管VT1工作在截止?fàn)顟B(tài)時(shí),VT2仍工作在截止?fàn)顟B(tài)。IC01的9腳外圍晶體三極管VT04飽和導(dǎo)通,晶體二極管D04截止,場(chǎng)效應(yīng)管VT05柵極為低電平,VT05因柵極無正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)。

      IC01反向輸出時(shí),IC01內(nèi)置三極管VT1工作在截止?fàn)顟B(tài),VT2工作在放大狀態(tài)。此時(shí)IC01的10腳外圍晶體三極管VT02截止,晶體二極管D03導(dǎo)通,因此場(chǎng)效應(yīng)管VT03柵極電壓達(dá)到一定值,VT03為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)直流電經(jīng)變壓器T01初級(jí)線圈上半部分通過VT03接地,經(jīng)過變壓器放大形成上半周期電流。當(dāng)IC01內(nèi)置三極管VT2工作在截止?fàn)顟B(tài)時(shí),IC01的10腳外圍晶體三極管VT02飽和導(dǎo)通,晶體二極管D03截止,場(chǎng)效應(yīng)管VT03柵極為低電平,VT03因柵極無正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài)。

      附圖5中TL494CN芯片IC01的死區(qū)時(shí)間控制4腳接地,死區(qū)時(shí)間約占總周期的3-5%。因此,經(jīng)變壓器初級(jí)線圈的電流相當(dāng)于E01/50KHZ的方波交流電,變壓器次級(jí)輸出為220V/50KHZ方波交流電。

      將E01直流電逆變?yōu)?2V/50KHZ方波交流電,這樣可以將變壓器做的很小很輕,減輕儀器重量。人耳能聽見的最高頻率為20KHZ,高頻逆變工作在50KHZ,噪聲低。

      整流濾波部分由附圖5中晶體二極管VD05、VD06、VD07、VD08、電容C06、電阻R14等組成。晶體二極管VD05、VD06、VD07、VD08構(gòu)成全波橋式整流電路,電容C06、電阻R14構(gòu)成濾波電路。將220V/50KHZ交流電整流濾波為約300V的直流電,滿足工頻逆變部分大功率場(chǎng)效應(yīng)管VT07、VT08、VT10、VT11的正常工作。

      工頻逆變部分為300V直流電源到幅值300V/50HZ交變脈沖交流電部分,主要由附圖5中TL494CN芯片IC02、控制晶體三極管VT06、VT09、場(chǎng)效應(yīng)管VT07、VT08、VT10、VT11等組成,共同完成推挽逆變電路。

      IC02的5腳外接電容C09和6腳外接電阻R15為脈寬調(diào)制器的定時(shí)元件,脈寬調(diào)制頻率為F=1.1/(C09×R15)KHZ=1.1/(0.1×220)KHZ=50HZ,即IC1控制VT07、VT08、VT10、VT11工作在50HZ的頻率。

      IC02正向輸出時(shí),IC02內(nèi)置三極管VT1工作在放大狀態(tài),VT2工作在截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí),IC02的8腳外圍晶體三極管VT09截止,場(chǎng)效應(yīng)管VT10柵極電壓達(dá)到一定值,VT10為飽和導(dǎo)通狀態(tài),場(chǎng)效應(yīng)管VT11截止。同時(shí),IC02的11腳外圍晶體三極管VT06飽和導(dǎo)通,場(chǎng)效應(yīng)管VT07截止,場(chǎng)效應(yīng)管VT08柵極電壓達(dá)到一定值,VT08為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。此時(shí)300V直流電經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管VT10、負(fù)載RL01、場(chǎng)效應(yīng)管VT08接地,構(gòu)成回路,在負(fù)載RL01上構(gòu)成下半周期電流。當(dāng)IC02內(nèi)置三極管VT1工作在截止?fàn)顟B(tài)時(shí),VT2仍工作在截止?fàn)顟B(tài)。IC02的8腳外圍晶體三極管VT09飽和導(dǎo)通,場(chǎng)效應(yīng)管VT10截止,場(chǎng)效應(yīng)管VT11飽和導(dǎo)通。由于場(chǎng)效應(yīng)管VT07截止,VT08為飽和導(dǎo)通狀態(tài),構(gòu)不成回路狀態(tài)。

      IC02反向輸出時(shí),IC02內(nèi)置三極管VT1工作在截止?fàn)顟B(tài),VT2工作在放大狀態(tài)。此時(shí),IC02的8腳外圍晶體三極管VT09飽和導(dǎo)通,場(chǎng)效應(yīng)管VT10截止,場(chǎng)效應(yīng)管VT11飽和導(dǎo)通。同時(shí),IC02的11腳外圍晶體三極管VT06截止,場(chǎng)效應(yīng)管VT07飽和導(dǎo)通,場(chǎng)效應(yīng)管VT08截止。此時(shí)300V直流電經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管VT07、負(fù)載RL01、場(chǎng)效應(yīng)管VT11接地,構(gòu)成回路,在負(fù)載RL01上構(gòu)成上半周期電流。當(dāng)IC02內(nèi)置三極管VT1工作在截止?fàn)顟B(tài)時(shí),VT2也工作在截止?fàn)顟B(tài)。IC02的11腳外圍晶體三極管VT06飽和導(dǎo)通,場(chǎng)效應(yīng)管VT07截止,場(chǎng)效應(yīng)管VT08飽和導(dǎo)通。由于場(chǎng)效應(yīng)管VT10截止,VT11為飽和導(dǎo)通狀態(tài),構(gòu)不成回路狀態(tài)。

      附圖5中TL494CN芯片IC02的死區(qū)時(shí)間控制4腳電位由電位器RP01和電阻R18控制,調(diào)節(jié)電位器RP01,即可調(diào)節(jié)IC02第4腳的電位,即可調(diào)節(jié)IC02的死區(qū)時(shí)間,即可調(diào)節(jié)輸出波形的脈沖寬度。

      另外本發(fā)明的整體電路結(jié)構(gòu)還保護(hù)各個(gè)保護(hù)外圍輔助電路如下:

      1、附圖5中IC01的15腳外圍電路R02、C02組成上電軟啟動(dòng)電路,上電時(shí)電容C02兩端的電壓由0V逐步升高,當(dāng)C02端電壓達(dá)到5V以上時(shí),允許IC01內(nèi)部的脈寬調(diào)制電路開始工作。當(dāng)電源斷電后,C02通過電阻R02放電,保證下次上電時(shí)軟啟動(dòng)電路能正常工作。

      2、IC01的15腳外圍電路的R01、R02、RT01組成的過熱保護(hù)電路,RT01為正溫度系數(shù)熱敏電阻,當(dāng)電路工作異常的時(shí)候,MOS功率管VT03或VT05的溫度升高,熱敏電阻RT01的阻值增大,IC01的15腳電位下降,當(dāng)達(dá)到一定數(shù)值時(shí),IC01內(nèi)部比較器2的輸出將由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平,IC01的3腳也隨即轉(zhuǎn)為高電平狀態(tài),致使芯片內(nèi)部的PWM比較器、或門、或非門輸出均發(fā)生翻轉(zhuǎn),IC01內(nèi)置功率管輸出三極管VT1和三極管VT2均轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài),晶體三極管VT02、VT04將因基極為低電平而飽和導(dǎo)通,場(chǎng)效應(yīng)管VT03和VT05因柵極無正偏壓而處于截止?fàn)顟B(tài),逆變電源電路停止工作。

      3、IC01的1腳外圍電路的ZD01、R07、D01、C04、R08構(gòu)成E01輸入電源過壓保護(hù)電路。穩(wěn)壓管ZD01的穩(wěn)壓值決定了保護(hù)電路的啟動(dòng)門限電壓值,D01、04、R08還組成保護(hù)狀態(tài)維持電路,只要發(fā)生瞬間的輸入電壓過壓現(xiàn)象,保護(hù)電路就會(huì)啟動(dòng)并維持一段時(shí)間,以確保后級(jí)功率輸出管的安全。

      4、IC01的3腳外圍電路的C03、R07時(shí)構(gòu)成上電軟啟動(dòng)時(shí)間維持以及電路保護(hù)狀態(tài)維持的關(guān)鍵性電路。實(shí)際上不管是電路軟啟動(dòng)的控制還是保護(hù)電路的啟動(dòng)控制,其最終結(jié)果均反映在IC01的的3腳的電平狀態(tài)上。當(dāng)電路上電或保護(hù)電路啟動(dòng)時(shí),IC01的3腳為高電平,對(duì)電容C03沿R07支路進(jìn)行充電。當(dāng)導(dǎo)致保護(hù)電路啟動(dòng)的誘因消失后,C03通過R07支路進(jìn)行放電,因放電所需時(shí)間較長(zhǎng),故電路的保護(hù)狀態(tài)仍得以維持一段時(shí)間。

      5、當(dāng)IC01的3腳為高電平時(shí),將沿R11、D02支路對(duì)電容C08進(jìn)行充電,同時(shí)將電容C08兩端的電壓提供給IC2的4腳,使IC02的4腳保持為高電平狀態(tài)。當(dāng)IC02的4腳為高電平時(shí),將抬高IC02芯片內(nèi)死區(qū)時(shí)間比較器同相輸入端的電位,使該比較器輸出保持為恒定高電平,經(jīng)或門、或非門后使內(nèi)置的三極管VT1和三極管VT2均截止,逆變電源電路停止工作。

      6、當(dāng)IC01的3腳為高電平時(shí),晶體三極管VT01飽和導(dǎo)通,LED02點(diǎn)亮,LED01熄滅。當(dāng)IC01的3腳回復(fù)為低電平時(shí),晶體三極管VT01截止,LED02熄滅,LED01點(diǎn)亮。晶體三極管VT01、發(fā)光管LED01、LED02、電阻R03、R04、R05等構(gòu)成設(shè)備的狀態(tài)指示電路。

      7、R15、R16、R17構(gòu)成直流300V閉環(huán)控制電路,直流300V經(jīng)R16、R17分壓,通過電阻R15送至IC01的1腳。當(dāng)整流濾波后的直流電壓升高時(shí),IC01的1腳的電位升高,IC01的內(nèi)部比較器1輸出高電平,通過IC01內(nèi)部比較器控制輸出,脈寬減小,以使輸出電壓下降,達(dá)到閉環(huán)控制穩(wěn)壓的目的。

      8、R38、R339、R29、C14、DZ02等組成輸出端的過壓保護(hù)電路,當(dāng)輸出電壓過高時(shí),將導(dǎo)致穩(wěn)壓管ZD02擊穿,使IC02的4腳的對(duì)地電壓上升,芯片IC02內(nèi)的保護(hù)電路動(dòng)作,切斷輸出。

      9、R37、VT05、R27、R28、C13、D09等組成輸出端的過流、短路保護(hù)電路,當(dāng)輸出過流或短路時(shí),電阻R37是電位上升,晶體三極管VT05截止,IC02的4腳的對(duì)地電壓上升,芯片IC02內(nèi)的保護(hù)電路動(dòng)作,切斷輸出。

      10、SA01、XS01構(gòu)成負(fù)載連接檢測(cè)電路,當(dāng)負(fù)載插座未時(shí),控制電路無電壓輸入,電源開關(guān)SA01無效,逆變電源電路不工作。只有連接負(fù)載插座時(shí),電源開關(guān)SA01控制逆變電源電路的狀態(tài)。

      本發(fā)明的可調(diào)交變脈沖磁軛磁化電源配置磁軛探頭實(shí)例:

      1、美國的Y-1電磁軛探頭:

      直接連接市電AC220V時(shí),靈敏度試片15/50清晰顯示,提升力為45N,電流為1A,功耗為220W。

      連接可調(diào)交變脈沖磁化電源,靈敏度試片15/50清晰顯示,提升力為45N,電池組電壓為12.6V(鋰電池3串),電池組電流為2.5A,功耗為31.5W。

      2、韓國的MY-2電磁軛探頭:

      直接連接市電AC220V時(shí),靈敏度試片15/50清晰顯示,提升力為65N,電流為2.26A,功耗為497W。

      連接可調(diào)交變脈沖磁化電源,靈敏度試片15/50清晰顯示,提升力為65N,電池組電壓為12.6V(鋰電池3串),電池組電流為4.5A,功耗為56.7W。

      3、上海磁海的MY-6電磁軛探頭:

      直接連接市電AC220V時(shí),靈敏度試片15/50清晰顯示,提升力為60N,電流為2.2A,功耗為484W。

      連接可調(diào)交變脈沖磁化電源,靈敏度試片15/50清晰顯示,提升力為60N,電池組電壓為12.6V(鋰電池3串),電池組電流為4.1A,功耗為51.7W。

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