[发明专利]一种超大电流源

说明书

技术领域

本发明涉及一种超大电流源。

背景技术

在直流输电系统、变频调速装置、UPS电源、高精度直流焊机、精细电解电镀、数控机床、加速器运行、医疗成像、精细冶炼、光伏产业等各种需要超大电流源的领域中，电流源能够高精度稳定输出超大电流，是设备安全可靠运行、产品高质量产出、获得各种更精确数据的根本保证。

目前，提供超大电流的电流源的方式通常有两种：1、交流电直接加上大规格的晶闸管，通过控制晶闸管的导通角实现超大电流的精确稳定输出；2、交流电通过整流二极管变为脉动直流电，然后电能经过开关管供给负载，通过控制开关管的开通和关断时间提供超大电流的精确稳定输出。

然而，以上两种实现方式都受到半导体器件规格的制约，具体理由如下：

首先，在方式1中，由于晶闸管的本身特性，开通和关断时间完全依赖交流电的周期。同样在方式2中，当开关管的电流容量达到满足需要的容量时，开关管的开通和关断速度降到8KHz以下。这样的开关控制速度会在电流中引入较低频率的纹波，滤除这些频率成分需要很大时间常数的LC滤波器，因此，增加了电流源的体积，限制了此类电流源的应用场合。

其次，当需要额定电流超出单只半导体器件的容量时，需要并联时用半导体开关器。并联的开关器件对驱动电路提出了更高的要求，需要元件增多、电路更加复杂，才能满足开关管的驱动要求。而元件增多、电路更加复杂直接导致了整个系统的稳定性能下降，限制了此类电流源及电源的使用范围。

再次，以上两种方式的电流源都是以整机形式实现电流输出，一旦故障就需要全部停机，直到全部检修完成才能重新开机使用；并且整机体积巨大，往往需要多人协同维修，对维修维护人员要求较高。凡此种种，严重制约了此类电源在不间断供电场合的使用。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种高稳定性、高精度、低纹波的超大电流源，以运用电源模块并联的形式，实现超大电流的高品质输出。

本发明所述的一种超大电流源，其包括：

一变压器；

至少一个与所述变压器连接的AC/DC模块，其用于将通过所述变压器提供的交流电能转换为直流电能；以及

多个用于将所述直流电能转换为直流电流并将其提供至一负载的DC/DC模块，每个所述DC/DC模块具有与所述AC/DC模块连接的正输入端和负输入端以及与所述负载连接的正输出端和负输出端，并包括：

一MOSFET开关管，其漏极与所述正输入端连接；

一续流二极管，其负极与所述MOSFET开关管的源极连接，其正极与所述负输入端连接；

一续流电感，其一端与所述MOSFET开关管的源极连接；

一高频滤波单元，其一端连接在所述续流电感的另一端与所述正输出端之间，其另一端连接在所述负输入端与负输出端之间；

一电流采样传感器，其测量所述正输出端输出的所述直流电流，并将其转换为相应的电压信号；

一与所述电流采样传感器连接的AD采样单元，其接收所述电压信号，并将其转换为数字信号；以及

一与所述AD采样单元连接的控制卡，其接收所述数字信号并对其进行PID计算后，向所述MOSFET开关管的栅极输出PWM控制信号。

在上述的超大电流源中，包括一个同时与多个所述DC/DC模块连接的所述AC/DC模块。

在上述的超大电流源中，包括多个分别与各个所述DC/DC模块连接的所述AC/DC模块。

在上述的超大电流源中，所述多个DC/DC模块配置为相互传递用于触发所述控制卡输出所述PWM控制信号的同步触发信号。

在上述的超大电流源中，所述电流采样传感器为隔离式电流传感器。

在上述的超大电流源中，所述高频滤波单元包括并联连接的滤波电容以及滤波电阻。

在上述的超大电流源中，所述AC/DC模块包括依次连接在所述变压器与DC/DC模块之间的半导体整流单元以及滤波电路。

在上述的超大电流源中，所述半导体整流单元包括：半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路、不控整流电路、半控整流电路或全控整流电路。

在上述的超大电流源中，所述滤波电路包括：单体电容或电容组。