[发明专利]量子电压标准装置中热功率的主动平衡控制装置及方法

权利要求书

1.一种量子电压标准装置中热功率的主动平衡控制装置，所述量子电压标准装置包括量子超导芯片，其特征在于，该主动平衡控制装置包括真空罩、制冷单元、温度监测单元、热平衡单元和热连接部件，

所述真空罩收容所述量子超导芯片、制冷单元、温度监测单元、热平衡单元和热连接部件；

所述制冷单元用于向所述真空罩内提供定量冷量；

所述温度监测单元用于监测所述真空罩内的环境温度；

所述热平衡单元用于平衡所述真空罩内的温度变化，其进一步包括热平衡驱动和热平衡部件，

所述热平衡驱动设置在所述真空罩外部，为所述热平衡部件提供电流，并控制量子超导芯片的驱动电流；所述热平衡部件为串联布置的量子电功率耗散元件组，均匀分布在所述量子超导芯片四周，用于为所述真空罩内提供热量，以平衡所述真空罩内的温度变化；

所述热连接部件作为所述真空罩内的热传导媒介，分别与所述制冷单元、热平衡单元和量子超导芯片连接。

2.根据权利要求1所述的一种量子电压标准装置中热功率的主动平衡控制装置，其特征在于，所述制冷单元包括工作冷头、压缩机及制冷机，

所述压缩机及制冷机设置在所述真空罩外部，所述制冷机与设置在所述真空罩内部的工作冷头连接，通过所述工作冷头向所述真空罩内部提供定量冷量。

3.根据权利要求2所述的一种量子电压标准装置中热功率的主动平衡控制装置，其特征在于，所述工作冷头与所述热连接部件固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种量子电压标准装置中热功率的主动平衡控制装置，其特征在于，所述温度监测单元包括温度监视器和多个温度传感器，

所述温度监视器用于显示所述温度传感器所测温度；所述多个温度传感器均匀布置在所述量子超导芯片和所述热连接部件四周。

5.根据权利要求1所述的一种量子电压标准装置中热功率的主动平衡控制装置，其特征在于，所述热平衡驱动单元为所述平衡部件提供的电流为直流电，所述直流电的最大功率不小于所述量子超导芯片的最大激励功率。

6.根据权利要求1所述的一种量子电压标准装置中热功率的主动平衡控制装置，其特征在于，所述热平衡驱动的功率分为7档，分别为0mW、5mW、15mW、25mW、35mW、45mW、195mW。

7.根据权利要求2所述的一种量子电压标准装置中热功率的主动平衡控制装置，其特征在于，所述热连接部件包括无氧铜桥式热沉、超薄银镀层和铍青铜弹簧夹具，

所述无氧铜热沉一侧与所述工作冷头连接；另一侧镀有所述超薄银镀层，并通过所述铍青铜弹簧夹具与所述量子超导芯片固定连接。

8.一种基于权利要求1-7中任一项所述的一种量子电压标准装置中热功率的主动平衡控制装置的主动平衡控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

将量子系统中的量子超导芯片布置在主动平衡控制装置中；

启动所述主动平衡控制装置的制冷单元向和热平衡单元，将所述主动平衡控制装置内温度控制在设定温度；

通过所述热平衡单元控制微波驱动源启动并控制热平衡驱动降档；

通过所述热平衡单元控制多路电信号驱动源启动依次启动，并配合所述多路电信号驱动源的启动进行依次降档。