一种具有恒压恒流的放电电路制造技术

一种具有恒压恒流的放电电路，功率电感的输入端连接电源输入端，开关电路的开关控制端连接控制芯片，一个开关连接端连接功率电感的输出端，另一开关连接端接地，续流二极管的阳极连接功率电感的输出端，阴极形成电源输出端，电压采样电路的采样连接端连接电源输出端，采样输出端连接至控制芯片，电流采样电阻的一端接地，另一端与APGD激发源的输出端连接；比较反馈电路的第一比较信号输入端连接至电流采样电阻的所述另一端，第二比较信号输入端连接基准电压，反馈信号输出端连接至控制芯片。本实用新型专利技术放电电路在放电时，放电电压及电流稳定，延时小。

A Discharge Circuit with Constant Voltage and Current

A discharge circuit with constant voltage and current is designed. The input end of power inductance is connected with the input end of power supply. The switch control end of switching circuit is connected with the control chip. One switch connects the output end of power inductance, the other is grounded. The anode of continuous current diode is connected with the output end of power inductance. The cathode forms the output end of power supply. The sampling connection end of voltage sampling circuit is formed. Connect the output end of the power supply, the sampling output end is connected to the control chip, one end of the current sampling resistance is grounded, the other end is connected to the output end of the APGD excitation source; the first comparative signal input end of the comparative feedback circuit is connected to the other end of the current sampling resistance; the second comparative signal input end is connected to the reference voltage, and the output end of the feedback signal is connected to the control chip. When the discharge circuit of the utility model is discharged, the discharge voltage and current are stable and the delay is small.

【技术实现步骤摘要】
一种具有恒压恒流的放电电路
本技术涉及放电领域，更具体地说，涉及一种具有恒压恒流的放电电路。
技术介绍
改革开放以来，国民经济高速发展，但经济高速发展带来的问题也是严重的，与老百姓最密切的就是环境污染，已经严重影响人们的日常生活。在所有环境问题中，水污染是一个很棘手的问题。各地的钢铁厂、铝厂、电厂以及化肥厂等等，生产过程中会产生很多废水。这些废水往往含有重金属元素，只有很少一部分被处理，绝大部分被直接排放到河流或地下，污染了淡水、地下水及土壤，严重影响了动植物的生长和人们的健康。因此，迫切需要进行水体重金属污染的有效监控和治理。对于废水中重金属的检测，目前的方法是现场取样-将样品带回实验室-根据实验室的检测结果对排污企业进行处罚。这种方式有很多问题，比如，样品在带回实验室的途中可能会被换掉，环保部门突击或例行取样时企业可以暂停排污等等。造成这一问题的深层次原因是传统检测通常采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、原子吸收光谱(AAS)等技术。采用该技术的检测设备有很多缺点：体积和重量大、功率高、惰性气体消耗量大、测试费用昂贵等，因此无法实现现场的快速检测。本专利技术致力于解决上述问题。采用“基于常压辉光放电(APGD)激发光源”，并配备本专利技术提到的放电电路，研发出的便携式“重金属检测仪”，可以满足目前水体中常见重金属最低检出限值的要求，同时仪器的功率可以降低至30W以内。再配以锂电池，可以将仪器携带到污染现场，可以快速得到检测结果。同时，可以直接将检测设备布置到污染现场的出水点，利用无线通信技术，可以直接在环保部门的电脑上或者手机App上实时察看污染现场的水质数据，让排污企业没有任何可乘之机。本专利技术提到的放电电路，是上述便携式“重金属检测仪”的关键技术，能够实现APGD的点火和稳定放电，光谱仪可以获得稳定的测试数据。目前市场上的高压放电电路有以下两种：第一种，采用恒压电源+电阻限流的方法，原理图见图1。该电路中：高压电源的输出是恒压模式，输出电压恒定；单片机是软件可编程的芯片；APGD激发源是常压辉光放电的组件；R1和R2是限流电阻；Vadj是控制高压电源的电压。电路工作原理为：单片机接受用户指令，确定所需要的高压值，通过Vadj控制高压电源的输出；高压电源输出是恒压模式，无论负载电流是多大，输出电压都是恒定不变的；电阻R1、APGD激发源、电阻R2是串联关系，三者电阻之和决定了高压放电的电流；电流公式为：该电路结构简单，但其缺点也是明显的，主要有以下两个方面：一是输出电流不稳定：APGD激发源的特性是放电电弧，其等效电阻RAPGD不稳定，时大时小，这就造成Io是不稳定的，APGD辉光放电效果差，检测结果时好时坏；二是该电路没有漏电保护功能：高压电源经常超过1000V，尤其是在潮湿的环境下，漏电发生的概率更大，无漏电保护时，安全性不好。第二种，采用恒压电源+电流反馈的方法，原理图见图2。该电路中：高压电源的输出是恒压模式，输出电压恒定；单片机是软件可编程的芯片；APGD激发源是常压辉光放电的组件；R1和R2是限流电阻；Rcs是对输出电流进行采样的电阻；Vadj是控制高压电源的电压。电路工作原理为：单片机接受用户指令，确定所需要的电压值和电流值；通过Vadj去控制高压电源的输出；电阻Rcs采样输出电流；高压电源的输出为恒流模式，当APGD激发源的等效电阻减小时，输出电流增大，Rcs上的电压升高，单片机采样后通过内部DA转换，并与设定值进行比较，实际工作电流高于设定值，则会降低Vadj的电压，直到输出电流与设定值相等为止；当APGD激发源的等效电阻减小时，输出电流增大，也是上述反馈过程。该电路与第一种的不同之处在于增加了电流反馈电路，通过单片机检测输出电流，并通过控制输出电压的来实现恒流的目的；这一电路主要有以下问题：电流反馈环路通过单片机实现，响应时间在100us以上，实时性差，放电稳定性不好；没有漏电保护电路。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中上述两种工作方式中所提出的输出电流不稳定、实时性差以及没有漏电保护功能的技术缺陷，提供了一种具有恒压恒流的放电电路。本技术解决其技术问题，所采用的具有恒压恒流的放电电路包括：控制芯片；功率电感，输入端连接电源输入端；开关电路，开关控制端连接控制芯片以接受控制芯片的控制进行通断，其中一个开关连接端连接功率电感的输出端，另一开关连接端接地；续流二极管，阳极连接功率电感的输出端，阴极形成一电源输出端，电源输出端用于给APGD激发源的输入端提供工作电源；电压采样电路，采样连接端连接电源输出端，采样输出端连接至控制芯片；电流采样电阻，一端接地，另一端用于与APGD激发源的输出端连接；比较反馈电路，第一比较信号输入端连接至电流采样电阻的所述另一端，第二比较信号输入端连接基准电压，反馈信号输出端连接至控制芯片；控制芯片根据电压采样电路与比较反馈电路传输过来的信号大小，产生控制信号控制开关电路的通断，以分别实现电压与电流的负反馈调节。进一步地，在本技术的具有恒压恒流的放电电路中，还包括变压器以及主控电路，变压器有绕制在同一铁芯上的三个绕组，第一绕组和第二绕组相同，第一绕组串联在所述电源输出端与所述APGD激发源的输入端之间，第二绕组串联在所述APGD激发源的输出端与电流采样电阻之间，第三绕组的两个信号输出端通过整流桥电路后被主控电路接收，主控电路连接所述控制芯片以在整流桥电路传输过来的信号大于预设值时使得所述控制芯片控制开关电路做出漏电保护动作。实施本技术的具有恒压恒流的放电电路，具有以下有益效果：本技术放电电路在放电时，放电电压及电流稳定，延时小，并且进一步地具有漏电保护功能，防止APGD激发源漏电。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是现有技术中采用恒压电源+电阻限流的方法的原理图；图2是现有技术中采用恒压电源+电流反馈的方法的原理图；图3是本技术的具有恒压恒流的放电电路第一实施例的原理图；图4是本技术的具有恒压恒流的放电电路第二实施例的原理图；图5是本技术的具有恒压恒流的放电电路第三实施例的原理图；图6是本技术的具有恒压恒流的放电电路第四实施例的原理图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。参考图3，其为本技术的具有恒压恒流的放电电路第一实施例的原理图。本实施例的具有恒压恒流的放电电路包括：控制芯片11、开关电路12、电压采样电路13、电流采样电阻15、比较反馈电路16、功率电感L1以及续流二极管D3。功率电感L1的输入端连接电源输入端Vin，开关电路12的开关控制端连接控制芯片以接受控制芯片11的控制进行通断，其中一个开关连接端连接功率电感L1的输出端，另一开关连接端接地；续流二极管D3的阳极连接功率电感L1的输出端，阴极形成一电源输出端Vo，电源输出端Vo用于给APGD激发源14的输入端提供工作电源。在本实施例中，开关电路12通过MOS管实现，MOS管的G极连接控制芯片11的以接收控制信号，S极和D极中的其中一个连接功率电感L1的输出端，另一个接地。G极的控制信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有恒压恒流的放电电路，其特征在于，包括：控制芯片；功率电感，输入端连接电源输入端；开关电路，开关控制端连接控制芯片以接受控制芯片的控制进行通断，其中一个开关连接端连接功率电感的输出端，另一开关连接端接地；续流二极管，阳极连接功率电感的输出端，阴极形成一电源输出端，电源输出端用于给APGD激发源的输入端提供工作电源；电压采样电路，采样连接端连接电源输出端，采样输出端连接至控制芯片；电流采样电阻，一端接地，另一端用于与APGD激发源的输出端连接；比较反馈电路，第一比较信号输入端连接至电流采样电阻的所述另一端，第二比较信号输入端连接基准电压，反馈信号输出端连接至控制芯片。

【技术特征摘要】
1.一种具有恒压恒流的放电电路，其特征在于，包括：控制芯片；功率电感，输入端连接电源输入端；开关电路，开关控制端连接控制芯片以接受控制芯片的控制进行通断，其中一个开关连接端连接功率电感的输出端，另一开关连接端接地；续流二极管，阳极连接功率电感的输出端，阴极形成一电源输出端，电源输出端用于给APGD激发源的输入端提供工作电源；电压采样电路，采样连接端连接电源输出端，采样输出端连接至控制芯片；电流采样电阻，一端接地，另一端用于与APGD激发源的输出端连接；比较反馈电路，第一比较信号输入端连接至电流采样电阻的所述另一端，第二比较信号输入端连接基准电压，反馈信号输出端连接至控制芯片。2.根据权利要求1所述的具有恒压恒流的放电电路，其特征在于，还包括：所述开关电路通过MOS管实现，MOS管的G极连接控制芯片的以接收控制信号，S极和D极中的其中一个连接功率电感的输出端，另一个接地。3.根据权利要求1所述的具有恒压恒流的放电电路，其特征在于，在所述APGD激发源的输入端与电源输出端之间、所述APGD激发源的输出端和电流采样电阻之间分别连接有限流电阻。4.根据权利要求1所述的具有恒压恒流的放电电路，其特征在于，所述电压采样电路包括串联的第一电阻和第二电阻，第一电阻的其中一端作为所述采样连接端，另一端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端接地，第一电阻与第二电阻的连接处形成所述采样输出端。5.根据权利要求1所述的具有恒压恒流的放电电路，其特征在于，还包括变压器以及主...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱振利，杨春，陈湛，郑洪涛，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：湖北,42