本发明专利技术公开了一种应用于反应性仪的程控高压电源装置，所述装置包括：微控制器、输入模块、DA转换模块、高压采样模块、高压模块、滤波模块、所述输入模块、所述DA转换模块、所述高压采样模块均与所述微控制器连接，所述DA转换模块与所述高压模块连接，所述高压模块与所述滤波模块连接，所述滤波模块与所述高压采样模块连接；其中，微控制器基于输入模块的输入参数生成控制信号，微控制器输出控制信号，经过DA转换后输出控制电压，高压模块根据控制电压输出高压信号，高压信号经过滤波模块后进行高压输出，实现了装置具备两个工作模式，降低了反应性仪的使用要求，输出高精度低纹波的高压电源，能够直接应用于反应性仪的技术效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高压电源控制领域，具体地，涉及一种应用于反应性仪的程控高压电源装置。
技术介绍
反应性是指示核反应堆内部中子有效增值系数Keff对临界值的相对偏离量，是反应堆物理启动时表征反应堆运行情况的重要参数。它的准确测量对于反应堆的安全运行和发挥其经济效益有着重要的意义。反应性仪是直接测量反应堆反应性的唯一设备，也是核电站物理启动的关键设备。反应性仪通常是通过测量电离室探测器输出的电流信号计算反应性值。这些电离室探测器布置在反应堆压力容器外，工作时需要外部提供高压电源。经过调研，现有反应性仪通常是没有配置高压电源的，关于应用于反应性仪的高压电源只有一篇公开发表文献(反应堆物理试验用便携式数字反应性仪的研制，核电子学与探测技术，2010年5月，638页)。该文献中的高压电源采用了手动调节的方式，不能通过程序进行控制。综上所述，本申请专利技术人在实现本申请实施例中专利技术技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：在现有技术中，现有的反应性配置的高压电源存在只能就地手动调节高压输出，限制了反应性仪的使用环境的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种应用于反应性仪的程控高压电源装置，解决了现有的反应性配置的高压电源存在只能就地手动调节高压输出，限制了反应性仪的使用环境的技术问题，实现了装置能够程控调节高压，输出装置具备就地设置和远程设置两个工作模式，降低了反应性仪的使用要求，输出高精度低纹波的高压电源，能够直接应用于反应性仪的技术效果。相比于手动调节高压的方式，程控调节高压增加了数字部分的处理电路，这部分电路影响了高压输出的纹波。另外，不同于一般的高压电源，反应性仪测量的电离室探测器输出信号十分微弱，对高压电源输出的纹波提出了严格的要求。为解决上述技术问题，本申请实施例提供了应用于反应性仪的程控高压电源装置包括：微控制器、LED显示电路、USB通讯电路、DA转换电路、就地设置电路、高压采样电路、高压模块电路、滤波电路和电源电路等功能模块，同时包括按键、指示灯、电源开关和电源模块等部件。程控高压电源的“程控”体现在微控制器输出控制信号，经过DA转换后输出控制电压，高压模块根据控制电压输出高压信号。微控制器的控制信号既可以读取就地设置的结果，又可以通过USB通讯接收远程设置的参数。装置的各功能模块电路及部件间的具体功能如下：微控制器具备A/D转换、串口通讯和数字量输入输出等功能。微控制器通过A/D端口与就地设置电路的电位器和高压采用电路连接，分别采集就地设置采样值和高压输出采样值。微控制器通过串口与LED显示电路、USB通讯电路和DA转换电路连接，分别实现发送高压输出值至显示、与反应性仪的工控机间数据交互和控制信号输出至DA转换的功能。微控制器通过I/O端口读取装置按键的状态和驱动装置状态指示灯。LED显示电路包括两组3位的7段LED数码管，通过MAX7219控制驱动，MAX7219接收微控制器送出的数据，驱动数码管显示当前高压输出值。USB通讯电路实现串口与USB通讯的转换，实现程控高压电源装置与反应性仪的工控机间数据交互。DA转换电路接收微控制器的控制信号，输出控制电压至高压模块，控制高压模块的输出值。就地设置采用电位器调节设置电压。高压采样电路是采用电阻分压，将高压输出的采样值降低到A/D可采集的范围。高压模块电路是两个集成的模块，分别输出正高压和负高压，该模块接收DA转换输出的控制电压，调节高压输出。滤波电路采用电感和电容组成的LC滤波电路，降低高压输出的纹波。电源电路使用三端稳压器，将电源模块输出的直流电压转换为其他电压值的电源。按键用于选择高压电源装置的工作模式，分为就地设置和远程设置。指示灯用于指示高压机箱输出高压的状态。电源开关可控制交流电源和高压模块的供电电源。电源模块将220V交流转换为5V、15V和-15V的直流电。程控高压电源装置的软件运行在微控制器中，按顺序循环执行读取设置值、输出控制值、读取高压采样值、发送设备信息、发送显示数据等功能。软件中使用了一个中断，该中断在串口接收数据时产生，在中断中校验数据，校验成功则保存设置结果，失败则更改设备信息的对应数据。结合装置的硬件配置及软件流程描述高压输出的方法，包括以下步骤：(a)首先装置上电时，初始化数据；(b)通过I/O端口查询按键状态，确定工作模式；(c)判断步骤(b)按键是否按下，如果否，则工作模式为远程设置模式，读取远程设置值；(d)计算高压调节的控制信号值；(e)将控制信号通过串口输出至DA转换电路；(f)通过AD采集读取高压采样值；(g)通过I/O端口驱动指数灯；(h)通过串口将设备信息发送至USB通讯电路；(i)通过串口将高压输出值发送至LED显示电路；(c1)判断步骤(b)按键是否按下，如果是，则工作模式为就地设置模式，通过AD采集读取就地设置采样值；(c2)计算就地设置值，然后进入步骤(d)。同时，本装置在硬件设计上考虑了信号隔离和滤波，程序设计上减少微控制器的动作。这些措施降低数字电路对高压输出的影响，实现了高精度低纹波的高压电源装置。按照上述实现方法，本专利技术的程控高压电源装置的主要技术指标：正高压输出范围0V～500V；负高压输出范围-500V～0V；输出误差小于±2V；输出纹波有效值小于10mV。本程控高压电源装置通过微控制器汇总两种设置方式，降低了高压模块的控制复杂程度。程控高压电源装置的使用方法包括以下步骤：(A)首先打开电源，选择工作模式，通过前面板按键选择就地设置和远程设置；(B)如果为就地设置模式，旋转相应的电位器旋钮，LED实时显示当前高压输出值，根据需求电压值确定；(C)如果为远程设置模式，装置接收远程设置的通讯数据，用户可在反应性仪的人机交互界面中执行设置操作。与现有技术相比，本装置在反应性仪中配置了一个程控高压电源装置，该装置具备就地设置和远程设置两个工作模式，降低了反应性仪的使用要求。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：由于采用了将应用于反应性仪的程控高压电源装置设计为包括：微控制器、输入模块、DA转换模块、高压采样模块、高压模块、滤波模块、所述输入模块、所述DA转换模块、所述高压采样模块均与所述微控制器连接，所述DA转换模块与所述高压模块连接，所述高压模块与所述滤波模块连接，所述滤波模块与所述高压采样模块连接；其中，微控制器基于输入模块的输入参数生成控制信号，微控制器输出控制信号，经过DA转换后输出控制电压，高压模块根据控制电压输出高压信号，高压信号经过滤波模块后进行高压输出的技术方案，所以，有效解决了现有的反应性配置的高压电源存在只能就地手动调节高压输出，限制了反应性仪的使用环境的技术问题，进而实现了装置能够程控调节高压输出，装置具备就地设置和远程设置两个工作模式，降低了反应性仪的使用要求，输出高精度低纹波的高压电源，能够直接应用于反应性仪的技术效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定；图1是本申请中应用于反应性仪的程控高压电源装置的组成示意图；图2是本申请中装置控制流程示意图；图3是本申请中中断流程示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种应用于反应性仪的程控高压电源本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用于反应性仪的程控高压电源装置，其特征在于，所述装置用于向反应性仪所测量的中子探测器提供工作电源，所述装置包括：微控制器、输入模块、DA转换模块、高压采样模块、高压模块、滤波模块、所述输入模块、所述DA转换模块、所述高压采样模块均与所述微控制器连接，所述DA转换模块与所述高压模块连接，所述高压模块与所述滤波模块连接，所述滤波模块与所述高压采样模块连接；其中，微控制器基于输入模块的输入参数生成控制信号，微控制器输出控制信号，经过DA转换后输出控制电压，高压模块根据控制电压输出高压信号，高压信号经过滤波模块后进行高压输出。
【技术特征摘要】
1.一种应用于反应性仪的程控高压电源装置，其特征在于，所述装置用于向反应性仪所测量的中子探测器提供工作电源，所述装置包括：微控制器、输入模块、DA转换模块、高压采样模块、高压模块、滤波模块、所述输入模块、所述DA转换模块、所述高压采样模块均与所述微控制器连接，所述DA转换模块与所述高压模块连接，所述高压模块与所述滤波模块连接，所述滤波模块与所述高压采样模块连接；其中，微控制器基于输入模块的输入参数生成控制信号，微控制器输出控制信号，经过DA转换后输出控制电压，高压模块根据控制电压输出高压信号，高压信号经过滤波模块后进行高压输出。2.根据权利要求1所述的应用于反应性仪的程控高压电源装置，其特征在于，所述输入模块包括USB通讯模块和就地设置电路，微控制器基于USB通讯模块接收的参数或就地设置电路传输的设置参数生成控制信号；所述装置还包括LED显示模块、按键、指示灯、电源电路，所述LED显示模块、所述按键、所述指示灯均与所述微控制器连接。3.根据权利要求2所述的应用于反应性仪的程控高压电源装置，其特征在于，所述电源电路包括：电源、电源开关、电源模块，所述电源模块与所述电源开关连接，所述电源开关与所述电源连接。4.根据权利要求2所述的应用于反应性仪的程控高压电源装置，其特征在于，微控制器通过A/D端口与就地设置电路的电位器和高压采样模块均连接，分别采集就地设置采样值和高压输出采样值；微控制器通过串口与LED显示模块、USB通讯模块和DA转换模块均连接，微控制器发送高压输出值至LED显示模块进行显示，微控制器通过USB通讯模块与反应性仪的工控机间数据进行交互，微控制器将控制信号输出至DA转换模块，微控制器通过I/O端口读取按键状态和驱动装置状态指示灯。5.根据权利要求2所述的应用于反应性仪的程控高压电源装置，其特征在于，LED显示模块包括两组3位的7段LED数码管，通过MAX7219控制驱动，MAX7219接收微控制器送出的数据，驱动数码管显示当前高压输出值。6.根据权利要求3所述的应用...
【专利技术属性】
技术研发人员：高志宇，朱宏亮，李昆，包超，曾少立，青先国，刘艳阳，叶刘锁，孙暖，徐舒，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川;51
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