一种磁场线圈驱动装置，其设置电流调整电路用于对输入的电流设置信号进行幅度调整；比例积分电路用于对输入的设置电流和实际电流进行对比并输出误差信号；光耦开关电路用于接收主控制器电流开关模块下传的开关信号，以控制供电电源电路的工作状态；供电电源电路用于为电压电流转换电路提供电源电压；电压电流转换电路接收比例积分电路输出的误差信号并产生相应的电流输出至负载线圈；电流采集监视电路用于对输出至负载线圈的实际电流进行采样并以负反馈的方式将采样电流输入比例积分电路。本实用新型专利技术可以实现冷原子光钟磁光阱线圈的磁场控制，有效地提高了磁场线圈的开关速度，满足原子冷却对磁光阱的磁场精确时序控制。制。制。
【技术实现步骤摘要】
一种磁场线圈驱动装置
[0001]本技术涉及一种磁场线圈驱动装置，特别涉及一种基于模拟电路的磁场线圈驱动装置，属于磁场线圈电流驱动电路
技术介绍
[0002]目前，在原子冷却和调控实验中，需要对磁光阱的磁场进行精确的时序控制，以达到分级冷却原子的目的。比如锶原子二级冷却过程中，要将461nm、689nm激光、磁光阱磁场在很短时间内同步关断或开启，通常需要将关断或开启时间控制在2ms以内。对于磁场线圈驱动装置来说，当快速开启或关断电流时会产生明显的电磁感应现象，致使能量回流或阻碍电流增加，这就导致磁场的开关时间受到限制。
技术实现思路
[0003]本技术目的在于提供一种磁场线圈驱动装置，解决磁场的开关时间受到限制，难以满足原子冷却对磁光阱的磁场进行精确的时序控制问题。
[0004]本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种磁场线圈驱动装置，包括设置电流调整电路、比例积分电路、电压电流转换电路、光耦开关电路、供电电源电路和电流采集监视电路；
[0005]所述设置电流调整电路的输入端与主控制器的电流设置模块相连，所述设置电流调整电路的输出端和所述比例积分电路的输入端相连，所述设置电流调整电路用于对输入的电流设置信号进行幅度调整；
[0006]所述比例积分电路的输出端和所述电压电流转换电路的输入端相连，所述比例积分电路用于对输入的设置电流和实际电流进行对比并输出误差信号至电压电流转换电路；
[0007]所述光耦开关电路的输入端与主控制器电流开关模块相连，所述光耦开关电路的输出端和所述供电电源电路的输入端相连，所述光耦开关电路用于接收主控制器电流开关模块下传的开关信号，以控制所述供电电源电路的工作状态；
[0008]所述供电电源电路的输出端和所述电压电流转换电路的输入端相连，所述供电电源电路用于为所述电压电流转换电路提供电源电压；
[0009]所述电压电流转换电路的输出端和所述电流采集监视电路的输入端相连，所述电流采集监视电路的输出端和所述比例积分电路的输入端相连；所述电压电流转换电路接收比例积分电路的误差信号并产生相应的电流输出至负载线圈；所述电流采集监视电路用于对输出至负载线圈的实际电流进行采样并以负反馈的方式将采样电流输入所述比例积分电路。
[0010]作为磁场线圈驱动装置的优选方案，所述光耦开关电路包括光电耦合器U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；所述供电电源电路包括电源模块U1、钽电解电容C1、钽电解电容C4、瓷片电容C2、瓷片电容C3、瓷片电容C4、瓷片电容C5和瓷片电容C6；
[0011]所述电阻R2连接在主控制器电流设置模块与光电耦合器U3的二极管正极输入端
之间，所述电阻R1连接在电源电压与光电耦合器U3的二极管正极输入端之间，所述电阻R4并联在光电耦合器U3发射极输出引脚与地之间，所述光电耦合器U3的二极管负极输入端接地，所述电阻R3连接在光电耦合器U3的集电极与电源模块U1的INH引脚之间，所述电阻R4连接在光电耦合器的发射极与地之间；
[0012]所述瓷片电容C6并联在电源模块U1的INH引脚与地之间，所述钽电解电容C1并联在+28V电源电压与地之间，所述瓷片电容C2并联在电源模块U1的输入电源正引脚与输入电源地引脚之间，所述电源模块U1的电源输出引脚V+与S+相连，所述电源模块U1的CASE1引脚、CASE2引脚连接至地，所述电源模块U1的输出电源回线OUT C与S
‑
相连；
[0013]所述钽电解电容C4、瓷片电容C5并联在电源模块U1输出电源正引脚与输出电源地引脚、共模电感U2的2引脚与4引脚之间，所述瓷片电容C3并联在共模电感的1引脚与3引脚之间，所述共模电感U2的3引脚连接至地，所述共模电感U2的1引脚输出电压供给所述电压电流转换电路。
[0014]作为磁场线圈驱动装置的优选方案，所述设置电流调整电路包括运算放大器IC1D、电阻R14、电阻R15和瓷片电容C8；所述比例积分电路包括运算放大器IC1A、运算放大器IC1B、运算放大器IC1C、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12和瓷片电容C7；所述电压电流转换电路包括NMOS管Q1、二极管D1、精密采样电阻R18、电阻R13和电阻R5；
[0015]所述电阻R14连接在主控制器电流设置模块与运算放大器IC1D的同向输入引脚之间，所述瓷片电容C8连接在运算放大器IC1D的同向输入端与地之间，所述运算放大器IC1D的反向输入端与输出端相连，所述电阻R15连接在运算放大器IC1D的输出端与运算放大器IC1A同向输入端；所述电阻R13连接在电源电压与NMOS管Q1的漏极之间，所述精密采样电阻R18串联在NMOS管Q1的源极与二极管D1正极之间，所述电阻R5连接在二极管D1负极与地之间，所述电阻R11连接在运算放大器IC1A的输出端与NMOS管Q1的栅极之间，所述运算放大器IC1B的同向端连接在精密采样电阻R18的电流输入端，所述电阻R7连接在运算放大器IC1B的反向输入端与输出端之间，所述电阻R9串联在运算放大器IC1B的输出端与运算放大器IC1A的反向输入引脚之间，所述运算放大器IC1C的同向端连接在精密采样电阻R18的输出端，所述电阻R12连接在运算放大器IC1C的反向端与输出端之间，所述电阻R10串联在运算放大器IC1C的输出端与运算放大器IC1A的同向端之间，所述电阻R8并联在运算放大器IC1A的反向端与地之间，所述瓷片电容C7并联在运算放大器IC1A的反向端与输出端。
[0016]作为磁场线圈驱动装置的优选方案，所述电流采集监视电路包括运算放大器IC2、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24和电阻R25；所述电阻R21串联在运算放大器IC1B的输出端与运算放大器IC2A的反向输入端，所述电阻R20连接在运算放大器IC2A的反向输入端与输出端之间，所述电阻R24串联在运算放大器IC1C的输出端与运算放大器IC2A的同向输入端，所述电阻R25并联在运算放大器IC2A的同向输入端与地之间，所述电阻R23串联在运算放大器IC2A的输出端与运算放大器IC2B的同向输入端，运算放大器IC2B的反向端与输出端相连，所述电阻R22连接在运算放大器IC2B的输出端与主控制器电流监视模块之间。
[0017]本技术具有设置电流调整电路、比例积分电路、电压电流转换电路、光耦开关电路、供电电源电路和电流采集监视电路；设置电流调整电路的输入端与主控制器的电流设置模块相连，设置电流调整电路的输出端和比例积分电路的输入端相连，设置电流调整
电路用于对输入的电流设置信号进行幅度调整；比例积分电路的输出端和电压电流转换电路的输入端相连，比例积分电路用于对输入的设置电流和实际电流进行对比并输出误差信号至电压电流转换电路；光耦开关电路的输入端与主控制器电流开关模块相连，光耦开关电路的输出端和供电电源电路的输入端相连，光耦开关电路用于接收主控制器电流开关模块下传的开关信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁场线圈驱动装置，其特征在于，包括设置电流调整电路(1)、比例积分电路(2)、电压电流转换电路(3)、光耦开关电路(4)、供电电源电路(5)和电流采集监视电路(6)；所述设置电流调整电路(1)的输入端与主控制器的电流设置模块相连，所述设置电流调整电路(1)的输出端和所述比例积分电路(2)的输入端相连，所述设置电流调整电路(1)用于对输入的电流设置信号进行幅度调整；所述比例积分电路(2)的输出端和所述电压电流转换电路(3)的输入端相连，所述比例积分电路(2)用于对输入的设置电流和实际电流进行对比并输出误差信号至电压电流转换电路(3)；所述光耦开关电路(4)的输入端与主控制器电流开关模块相连，所述光耦开关电路(4)的输出端和所述供电电源电路(5)的输入端相连，所述光耦开关电路(4)用于接收主控制器电流开关模块下传的开关信号，以控制所述供电电源电路(5)的工作状态；所述供电电源电路(5)的输出端和所述电压电流转换电路(3)的输入端相连，所述供电电源电路(5)用于为所述电压电流转换电路(3)提供电源电压；所述电压电流转换电路(3)的输出端和所述电流采集监视电路(6)的输入端相连，所述电流采集监视电路(6)的输出端和所述比例积分电路(2)的输入端相连；所述电压电流转换电路(3)接收比例积分电路的误差信号并产生相应的电流输出至负载线圈；所述电流采集监视电路(6)用于对输出至负载线圈的实际电流进行采样并以负反馈的方式将采样电流输入所述比例积分电路(2)。2.根据权利要求1所述的一种磁场线圈驱动装置，其特征在于，所述光耦开关电路(4)包括光电耦合器U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4；所述供电电源电路(5)包括电源模块U1、钽电解电容C1、钽电解电容C4、瓷片电容C2、瓷片电容C3、瓷片电容C4、瓷片电容C5和瓷片电容C6；所述电阻R2连接在主控制器电流设置模块与光电耦合器U3的二极管正极输入端之间，所述电阻R1连接在电源电压与光电耦合器U3的二极管正极输入端之间，所述电阻R4并联在光电耦合器U3发射极输出引脚与地之间，所述光电耦合器U3的二极管负极输入端接地，所述电阻R3连接在光电耦合器U3的集电极与电源模块U1的INH引脚之间，所述电阻R4连接在光电耦合器的发射极与地之间；所述瓷片电容C6并联在电源模块U1的INH引脚与地之间，所述钽电解电容C1并联在+28V电源电压与地之间，所述瓷片电容C2并联在电源模块U1的输入电源正引脚与输入电源地引脚之间，所述电源模块U1的电源输出引脚V+与S+相连，所述电源模块U1的CASE1引脚、CASE2引脚连接至地，所述电源模块U1的输出电源回线OUT C与S
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相连；所述钽电解电容C4、瓷片电容C5并联在电源模块U1输出电源正引脚...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘云，邹宏新，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：新型
国别省市：
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