[实用新型]直流程序升温仪

说明书

本实用新型涉及真空技术，具体地说是一种直流程序升温仪。

目前，在真空系统中，作程序升温的装置有两类，一类是交流程序升温仪，另一类是直流程序升温仪。其中：直流程序升温仪的特点之一是输出程序控制的直流低电压、大电流，达几安培至几十安培。由于输出直流电流较大，目前直流程序升温仪的电流控制电路大多采用多级复合晶体管并联电路，其驱动电路比较复杂，器件较多，一般要采用2～3个晶体管驱动电流控制电路中复合晶体管的1级，所以体积较大，费用较高，另外还给安装、维修带来不便。

为了解决上述不足，本实用新型的目的是提供一种结构简单、价格低廉、运行可靠的直流程序升温仪。

本实用新型的目的是这样实现的：由光电隔离放大器、模拟放大器、光电耦合器、电流调整器、主直流电源、辅助直流电源组成，其中：光电隔离放大器以计算机D/A端口0～10V的控制电压为输入信号，其输出信号经模拟放大器至光电耦合驱动器，光电耦合器输出端的电压信号驱动电流调整器，所述电流调整器由主直流电源输出的直流电流控制，其输出端的直流电流送入电炉，辅助直流电源提供一个高于主电源的直流电压，加到光电耦合器的输出端，以有效控制电流调整器，电炉中被加热元件的采样信号为模拟放大器输入端比较信号；

所述光电隔离放大器采用光电耦合器，PC计算机D/A接口输出的0～10V的模拟控制电压接光电耦合器一个输入端，其输出端送入模拟放大器中的差分放大器同相端；所述模拟放大器由差分放大器和晶体管串联构成，光电隔离放大器的输出信号接差分放大器同相端，载有电炉中被加热元件信号的第十三电阻接差分放大器负相端；差分放大器输出端至一晶体管基极；所述光电耦合器为光电耦合元件其输入信号来自模拟放大器中的晶体管，其一个输出端接绝缘栅双极晶体管的栅极；10伏交流电压经主直流电源的第一桥式整流器及并联其输出端的第一电阻、第二电容整流后，将直流电压送入绝缘栅双极晶体管的集电极；15伏交流电压经辅助直流电源的第二桥式整流器整流后输出一个0～20V的控制电压加在绝缘栅双极晶体管的栅极；所述电流调整器采用绝缘栅双极晶体管，其发射极至电炉中被加热元件；在模拟放大器中的差分放大器同相端与光电隔离放大器中的的光电耦合器之间设手动/自动开关。

本实用新型的工作原理是：

加热器中的热电耦将检测出的实际温度信号经前置放大器放大后反馈到PC计算机，计算机将程序输出的温度信号与实际检测的温度信号相比较，经过数学转换后由D/A口输出0～10V的模拟信号，形成一个闭环控制。

本实用新型具有如下优点：

1.结构简单，运行可靠。所述绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate BipolorTransistor，缩写IGBT)属大功率元件，既具有场效应管的电压控制特性，又具有双极晶体管的低饱和电压的特点，所以只用一个光电耦合器就能驱动，即可实现对直流低电压、大电流的控制，采用本实用新型无需选用多级复合晶体管并联电路，简化了驱动电路，器件较少。

2.价格低廉。与现有技术中同类设备相比，本实用新型成本低，如进口日本同类设备花销约2～3万美元，而本实用新型则大约为8千人民币。

3.安装、维修方便。采用实用新型无需特殊维护。

图1为本实用新型电路框图。

图2为本实用新型电路原理图。

图3为本实用新型一个实施例结构示意图。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例

如图1～2所示，由光电隔离放大器1、模拟放大器2、光电耦合器3、电流调整器4、主直流电源5、辅助直流电源6组成，其中：光电隔离放大器1以计算机D/A端口0～10V的控制电压为输入信号，其输出信号经模拟放大器2至光电耦合器3，光电耦合器3输出端的电压信号驱动电流调整器4，所述电流调整器4由主直流电源5输出的直流电流控制，其输出端的直流电流送入电炉7，辅助直流电源6根据负载功率大小提供一个高于主电源5的直流电压，加到光电耦合器3的输出端，以有效控制电流调整器4；电炉7中被加热元件的采样信号为模拟放大器2输入端比较信号，这样计算机输出的程序温度信号与实际温度信号相比较，产生的差值信号送入电流放大器形成闭环控制。

所述光电隔离放大器1采用光电耦合器U3，PC计算机D/A接口输出的0～10V的模拟控制电压接光电耦合器U3一个输入端，另一个输入端经第六电阻R6接地，其输出端经第七电阻R7和第十一电阻R11分压后送入模拟放大器2中的差分放大器U2同相端。