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晶闸管恒流恒压模块模块的特点及应用 |
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摘要：阐述了晶闸管恒流恒压装置的主要特点及工作原理，霍尔传感器在恒流恒压模块中的及应用及优点，并由此讨论了晶闸管恒流恒压模块的部分典型应用。
关键词：闭环控制 霍尔传感器 移相控制 整流桥
1. 前言
现代化工业生产中，晶闸管以其成熟的技术、大电流高电压等特点获得了广泛的应用。在晶闸管组成的自动控制系统中，有许多是采用电流闭环控制的恒流和电压闭环控制的恒压应用。但是，目前大多数恒流恒压的晶闸管装置和产品受传感器和控制电路的制约，体积庞大，电路复杂，难于调试，控制精度低。并且由于采用了分流器和分压器进行取样，无隔离措施，控制电路的电磁干扰大，难以与计算机接口应用。使晶闸管恒流恒压设备的应用处于较困难状态。而采用晶闸管的恒流恒压设备又因其大范围的恒压（0~几百伏）、恒流（0~几百安培）的特点有很大的应用空间。我公司生产的恒流恒压智能模块很好的解决了这一应用与制造上的矛盾。
与传统的恒流恒压设备相比，恒流恒压智能模块由于采用了线性霍尔传感器、高精度的控制电路及模块化的生产技术，具有控制电路与强电完全隔离、控制精度高、体积小及使用方便等特点，必将获得大量的应用。
2． 工作原理
（1）主工作电路
恒流恒压智能模块（整流）的主电路见图1，它是一个由六只晶闸管构成的三相全控整流桥，通过控制电路改变其导通角可获得0-50V的直流电压。
图1
控制系统工作原理图如图2
图2
（1） 霍尔传感器的采用
霍尔效应式传感器是一种新型电流、电压采样器件，它的工作原理是利用霍尔元件在磁场中产生感应电压的霍尔效应，将电流、电压转换为电压信号。霍尔传感器的优点为转换系数高，有电气隔离作用，响应速度快，线性度较好，对提高整机性能有很大好处。
2．控制系统特点
（1） 采用线性霍尔传感器，实现电气隔离，提高了整机性能，使设定电压（0-10V）与输出电压与电流成较好的线性对应关系，克服了晶闸管移相角度与输出电压非线性的缺点。
（2） 电压反馈与电流反馈采用两套独立电路，互不影响，并且可通过外加电平实现自动转换。
（3） 多种保护功能，使用更加安全方便。
（4） 采用数字移相控制电路使触发更为准确可靠。
3． 恒流恒压智能模块的主要技术参数和功能
由于采用高精度的霍尔传感器和精密放大电路，模块化的产品缩短了控制电路与移相电路、主电路的信号传输距离，干扰小等特点，从而使恒流恒压模块的控制精度较高，比其他同功能产品有更大的优越性。
（1） 较高控制精度在晶闸管控制曲线上线性度较好的范围内（恒压在100V-350V，恒流约在35%-75%I（最大设定电流）），稳压精度在0.5%，稳流精度在1%之内，在线性度较差的范围内，稳压精度不大于1%，稳流精度不大于2%。
（2） 电网调整率：电网变化±20%，输出变化（调整范围内）不大于±1%。
（3） 高线性对应关系，0-10V设定与输出电流（压）成较好线性关系，非线性度不大于5%。
除恒流恒压功能外，模块还具有如下功能：
多种保护功能，过流、过热、缺相保护三种保护功能使模块应用更为安全。
采样信号输出，霍尔传感器采样信号输出，可外接电流电压显示。
禁止恒流恒压功能，如果对内部恒流恒压效果不满意，可外接控制电路，直接采用传感器采样信号。
4 ． 恒流恒压模块的应用场合
恒流恒压智能模块以其控制电路精度高，平衡性好，工作电压范围宽，抗电流冲击性能好，安装使用简单，可靠性高，体积小，免维护，有利于电源小型化等特点，可广泛应用于电动机、发电机励磁、直流屏（蓄电池充电）、激光电源、充磁设备、UPS电源等各种场合，在现代国外应用较多的“悬浮迭加”式线性电源的应用中更能体现该模块的特点。
（1） 基本应用原理图(图3) 
图3
（2）交流恒流恒压在电镀电解中的应用原理图(图4)
图4
（3）悬浮迭加式线性电源中的应用(图5)
图 5
此装置用于高精度大功率线性稳压电源，极大的降低了GTR的功耗，使效率和可靠性有很大提高，并可采用较小功率GTR，降低了成本。采用恒流恒压模块不仅提高了精度，并且使电源体积得以大幅缩小。 (end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(2/6/2007) |
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