高壓核相儀的檢測保護電路

    1教學(xué)試驗電源的特點

    作為學(xué)校教學(xué)用的實驗電源是電源技術(shù)中的一個很重要的分支。近年來，開關(guān)電源、線性穩(wěn)壓電源發(fā)展很快，但教學(xué)用試驗電源卻由于各種原因沒能得到更新，仍然是傳統(tǒng)的電源。從而在性能、應(yīng)用上都受到限制。特別是電壓和電流的檢測方法存在著三個問題：測量方法與手段、測量顯示與精度、過載保護與顯示方式。這些因素制約了教學(xué)用試驗電源的開發(fā)，影響了實驗電源的發(fā)展。做為學(xué)校用實驗電源（特別是中專、技校、職專）應(yīng)具有下述特點：

    （1）高可靠性由于學(xué)生實驗負載的不確定性和操作者不留神可能帶來的各種短路事故，所以要求電源必須具備很好的過載、短路、過熱、過壓保護，使電源的**性得以保障；

    （2）中精度高精度的電源對只具有一般實驗要求的大中專學(xué)校實驗室來說是一種浪費，同時高精度必定高價位，很不適應(yīng)學(xué)校的使用；

    （3）優(yōu)示性在教學(xué)用實驗電源中進行電壓、電流檢測顯示常用單表法，即用轉(zhuǎn)換開關(guān)切換電壓、電流顯示檢測結(jié)果，一表兩用；在**的電源中，采用了兩表法來同時顯示電壓和電流的檢測結(jié)果，這種產(chǎn)品價格高、體積大。學(xué)生在進行試驗時，往往是在空載狀態(tài)下調(diào)節(jié)選擇符合要求的輸出電壓值，在實驗過程中，接入負載后應(yīng)即時顯示工作電流，當出現(xiàn)過載、短路時給以聲、光報警并加以保護；

    （4）低價位電源是學(xué)生做電子實驗的能源泵，是一個必須的教學(xué)設(shè)備。電源要保證為教學(xué)所用，并且價格低廉，可以通過降低實驗儀用電源的高精度來補償。采用新技術(shù)、新材料、新電路是降低成本的根本途徑。

    2高壓核相儀的檢測保護電路

    （1）教學(xué)用實驗電源的輸出電壓可調(diào)性與電源功耗的矛盾

    教學(xué)用實驗電源為了減小噪聲，降低成本大都采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路形式。其工作框圖如圖1所示，其穩(wěn)壓電路功耗Pc=I0(Ui－Uo)。由于教學(xué)用電源的Uo必須是可調(diào)型，這樣在低電壓、大電流的輸出狀態(tài)下，穩(wěn)壓電路的功耗增加，工作性能下降，**受到影響。所以減少功耗應(yīng)盡可能地同步改變輸入電壓Ui，采用多抽頭的電源變壓器是一種理想的方法。這里介紹一種橋式整流—全波整流轉(zhuǎn)換電路，可采用通用的全波整流變壓器，電路如圖2所示。K1可是雙刀雙擲開關(guān)，也可用繼電器構(gòu)成自動控制，當變壓器中心抽頭接地時（K1如圖2中所擲位置），為全波整流型，輸出電壓U1=1.2Ui，當變壓器中的抽頭不接地時，為橋式整流型，輸出電壓U1=2×1.2Ui，采用橋式整流—全波轉(zhuǎn)換無需專用變壓器，即可方便地擴大輸出電壓的范圍。

圖1串聯(lián)型穩(wěn)壓電源

圖2整流電路轉(zhuǎn)換原理

（2）輸出電壓、電流的測量和保護

    實驗電源必須具有優(yōu)良的可示性，高壓核相儀的檢測保護電路，和完善的保護功能才能為學(xué)生所用，以往電源的輸出電壓、電流測量有兩表法和單表復(fù)用法，兩表法成本高、體積大；單表復(fù)用法由于手工轉(zhuǎn)換使用不方便。為此我們采用美國美信公司生產(chǎn)的MAX471集成電路，設(shè)計了單表復(fù)用轉(zhuǎn)換電路，如圖3所示。它主要依據(jù)學(xué)生實驗電源操作程序，先空載調(diào)整輸出電源，接入負載即時顯示電流，來進行工作的。