一种中子发生器的控制装置制造方法及图纸

本申请公开了一种中子发生器的控制装置，包括：输出电压为0～80V的电压生成模块、第一电感、第一电容以及能够输出占空比为50％且频率可调PWM信号的触发脉冲生成器；其中，电压生成模块的输出端与第一电感的第一端相连，第一电感的第二端分别与第一电容的第一端和中子发生器中高压变压器初级侧的中心抽头相连，第一电容的第二端接地，触发脉冲生成器的第一输出端和第二输出端分别与高压变压器初级侧除去中心抽头的另外两个抽头相连。使用该控制装置不仅可以使得中子发生器内部的高压变压器不会产生高压尖脉冲，而且，也可以显著减少中子发生器发生故障的概率。子发生器发生故障的概率。子发生器发生故障的概率。

【技术实现步骤摘要】
一种中子发生器的控制装置


[0001]本技术涉及控制工程
，特别涉及一种中子发生器的控制装置。

技术介绍

[0002]中子发生器被广泛应用于石油测井、核物理实验以及航天点火等
，在使用中子发生器时，通常需要中子发生器中的中子管产生中子才能进行相关的实验研究。请参见图1，图1为中子发生器的结构示意图。其中，中子发生器是由高压变压器、倍压电路、取样电路以及中子管所组成。由于中子管所需要的工作电压很高，所以，在实际应用中，需要在中子发生器内部填充惰性气体来增加中子发生器的内部绝缘，并防止中子发生器内部出现高压打火的现象。此外，由于中子具有很强的辐射性，所以，中子发生器的高压控制电路对于中子发生器的安全运行而言，具有极为重要的影响。
[0003]由于新中子管的产额会比较高，所以，当中子发生器内设置有新的中子管时，此时不需要向高压变压器提供很高的供电电压就可以达到相关的测试要求。但是，随着中子管的不断使用，产额逐渐降低，向高压变压器提供的电压就需要逐渐增高，此时就需要向高压变压器提供较高的供电电压才能让中子管产生中子。
[0004]在现有技术中，考虑到中子管的使用损耗，通常是采用PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)技术，向高压变压器的初级中心抽头T
‑
2提供90V的直流电压，并向高压变压器的另外两个抽头T
‑
1和T
‑
3提供频率固定、脉冲宽度随控制电压变化而变化的触发振荡脉冲来对中子发生器进行高压控制。但是，在此供电方式下，由于向高压变压器的初级中心抽头T
‑
2提供的供电电压已经达到了中子管所需供电电压的极限值，这样就极易使得中子发生器产生高压尖脉冲，并将中子发生器内的部分器件击穿，从而毁坏中子发生器。目前，针对上述问题，还没有较为有效的解决办法。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术的目的在于提供一种中子发生器的控制装置，以防止中子发生器产生高压尖脉冲，并降低中子发生器发生故障的概率。其具体方案如下：
[0006]一种中子发生器的控制装置，包括：输出电压为0～80V的电压生成模块、第一电感、第一电容以及能够输出占空比为50％且频率可调PWM信号的触发脉冲生成器；
[0007]其中，所述电压生成模块的输出端与所述第一电感的第一端相连，所述第一电感的第二端分别与所述第一电容的第一端和中子发生器中高压变压器初级侧的中心抽头相连，所述第一电容的第二端接地，所述触发脉冲生成器的第一输出端和第二输出端分别与所述高压变压器初级侧除去所述中心抽头的另外两个抽头相连。
[0008]优选的，所述触发脉冲生成器包括：电位调节器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第一NMOS管、第二NMOS管以及能够输出频率可调且相位互补的两路PWM信号的IC芯片；
[0009]其中，所述IC芯片的CT端和RT端分别与所述第二电容的第一端和所述第一电阻的
第一端相连，所述第二电容的第二端分别与所述电位调节器的控制端和输入端相连，所述电位调节器的输入端接地，所述电位调节器的输出端与所述第一电阻的第二端相连，所述IC芯片的IN+端和VREF端分别与所述第三电阻的第一端和第二端相连，所述IC芯片的IN
‑
端和COMP端分别与所述第二电阻的第一端和第二端相连，所述IC芯片的电压输入端均用于接收15V的电压，所述IC芯片的SD端、G端、CS
‑
端和CS+端均接地，所述IC芯片的第一输出端和第二输出端分别与所述第三电容的第一端和所述第四电容的第一端相连，所述第三电容的第二端分别与所述第四电阻的第一端和所述第一NMOS管的栅极相连，所述第四电容的第二端分别与所述第五电阻的第一端和所述第二NMOS管的栅极相连，所述第四电阻的第二端、所述第五电阻的第二端、所述第一NMOS管的源极和所述第二NMOS管的源极均接地，所述第一NMOS管的漏极与第一抽头相连，所述第二NMOS管的漏极与第二抽头相连；所述第一抽头和所述第二抽头均为所述高压变压器初级侧除去所述中心抽头之外的抽头。
[0010]优选的，所述IC芯片具体为LM1524。
[0011]优选的，所述电位调节器具体为能够承受大于预设温度值的贴片电位调节器。
[0012]优选的，所述电压生成模块包括：
[0013]用于生成占空比可调的PWM电路；
[0014]用于根据目标输入信号和目标电压采样信号生成目标控制信号，并利用所述目标控制信号对所述PWM电路进行控制的输入控制电路；
[0015]用于根据90V的直流输入信号和所述PWM电路的输出信号生成0～80V电压的DCDC降压电路；
[0016]用于对所述DCDC降压电路的输出电压进行采样，得到所述目标电压采样信号的输出采样电路。
[0017]优选的，所述输入控制电路包括：第一运放、第二运放、第三运放、第四运放、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第十三电阻；
[0018]其中，所述第一运放的正输入端分别与所述第六电阻的第一端和所述第七电阻的第一端相连，所述第六电阻的第二端用于接收12V的电压，所述第七电阻的第二端接地，所述第一运放的负输入端分别与所述第一运放的输出端和所述第八电阻的第一端相连，所述第八电阻的第二端分别与所述第九电阻的第一端和所述第三运放的正输入端相连，所述第二运放的负输入端分别与所述第二运放的输出端和所述第十电阻的第一端相连，所述第十电阻的第二端分别与所述第三运放的负输入端和所述第十一电阻的第一端相连，所述第十一电阻的第二端分别与所述第三运放的输出端和所述第十二电阻的第一端相连，所述第九电阻的第二端分别与所述第四运放的负输入端和所述第四运放的输出端相连，所述第四运放的正输入端与所述第十三电阻的第一端相连；
[0019]相应的，所述第二运放的正输入端用于接收所述目标输入信号，所述第十三电阻的第二端用于接收所述目标电压采样信号，所述第十二电阻的第二端用于输出所述目标控制信号。
[0020]优选的，所述PWM电路包括：PWM芯片、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第五电容、第六电容和第七电容；
[0021]其中，所述PWM芯片的CMP端分别与所述第十四电阻的第一端和所述第五电容的第一端相连，所述第十四电阻的第二端分别与所述第五电容的第二端和所述PWM芯片的VFB端
相连，所述PWM芯片的VREF端分别与所述第十五电阻的第一端和所述第六电容的第一端相连，所述第十五电阻的第二端分别与所述PWM芯片的RT/CT端和所述第七电容的第一端相连，所述第七电容的第二端和所述第六电容的第二端均接地，所述PWM芯片的ISEN端与所述第十六电阻的第一端相连，所述第十六电阻的第二端接地，所述PWM芯片的VDD端用于接收12V的电压；
[0022]相应的，所述PWM芯片的DRV端为所述PWM电路的输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中子发生器的控制装置，其特征在于，包括：输出电压为0～80V的电压生成模块、第一电感、第一电容以及能够输出占空比为50％且频率可调PWM信号的触发脉冲生成器；其中，所述电压生成模块的输出端与所述第一电感的第一端相连，所述第一电感的第二端分别与所述第一电容的第一端和中子发生器中高压变压器初级侧的中心抽头相连，所述第一电容的第二端接地，所述触发脉冲生成器的第一输出端和第二输出端分别与所述高压变压器初级侧除去所述中心抽头的另外两个抽头相连。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述触发脉冲生成器包括：电位调节器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第一NMOS管、第二NMOS管以及能够输出频率可调且相位互补的两路PWM信号的IC芯片；其中，所述IC芯片的CT端和RT端分别与所述第二电容的第一端和所述第一电阻的第一端相连，所述第二电容的第二端分别与所述电位调节器的控制端和输入端相连，所述电位调节器的输入端接地，所述电位调节器的输出端与所述第一电阻的第二端相连，所述IC芯片的IN+端和VREF端分别与所述第三电阻的第一端和第二端相连，所述IC芯片的IN
‑
端和COMP端分别与所述第二电阻的第一端和第二端相连，所述IC芯片的电压输入端均用于接收15V的电压，所述IC芯片的SD端、G端、CS
‑
端和CS+端均接地，所述IC芯片的第一输出端和第二输出端分别与所述第三电容的第一端和所述第四电容的第一端相连，所述第三电容的第二端分别与所述第四电阻的第一端和所述第一NMOS管的栅极相连，所述第四电容的第二端分别与所述第五电阻的第一端和所述第二NMOS管的栅极相连，所述第四电阻的第二端、所述第五电阻的第二端、所述第一NMOS管的源极和所述第二NMOS管的源极均接地，所述第一NMOS管的漏极与第一抽头相连，所述第二NMOS管的漏极与第二抽头相连；所述第一抽头和所述第二抽头均为所述高压变压器初级侧除去所述中心抽头之外的抽头。3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述IC芯片具体为LM1524。4.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述电位调节器具体为能够承受大于预设温度值的贴片电位调节器。5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述电压生成模块包括：用于生成占空比可调的PWM电路；用于根据目标输入信号和目标电压采样信号生成目标控制信号，并利用所述目标控制信号对所述PWM电路进行控制的输入控制电路；用于根据90V的直流输入信号和所述PWM电路的输出信号生成0～80V电压的DCDC降压电路；用于对所述DCDC降压电路的输出电压进行采样，得到所述目标电压采样信号的输出采样电路。6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述输入控制电路包括：第一运放、第二运放、第三运放、第四运放、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第十三电阻；其中，所述第一运放的正输入端分别与所述第六电阻的第一端和所述第七电阻的第一端相连，所述第六电阻的第二端用于接收12V的电压，所述第七电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：安国胜，李旭华，王勇，蔡霞，南婷婷，史册，王新玲，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，
类型：新型
国别省市：