专利名称：形状记忆合金主动控制驱动电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动电源，特别是一种形状记忆合金主动控制驱动电源，用于对 太阳能帆板振动的主动控制。
背景技术：
太阳能帆板的振动无论对帆板本身的寿命，还是对星体姿态控制都产生很大的影 响。对太阳能帆板的振动的控制主要有被动控制和主动控制两种方法，以往对帆板进行主 动控制所使用的驱动机构为压电片，随着应用的开展，发现压电片作为驱动机构有诸多弊 端，原因有如下几点(1)由于压电片的驱动力较小，因此很难在短时间内将帆板的振动降 低到要求值；(2)由于压电片在安装时需要使用胶粘剂将压电片固定在帆板表面，胶粘剂 对控制效果的影响较大，加上胶粘剂厚度难以控制，导致控制效果分散性较强。
发明内容
本发明的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种形状记忆合金主动控制 驱动电源，该电源能够利用输出的电压信号控制输出电流的强度，为记忆合金提供一个可 控的稳定的电流源，从而控制记忆合金的驱动力。本发明的技术解决方案形状记忆合金主动控制驱动电源，包括电源机箱结构和 电路部分组成，所述电路部分包括控制匹配电路9、稳压电源3、220交流电源13、单相整流 稳流控制模块1、容阻吸收模块2 ；所述单相整流稳流控制模块1由可关断晶闸管104、电流 传感器105、稳流调整控制器106、移相控制器107组成电流闭环控制系统；稳压电源3为控 制匹配电路9提供直流稳压电源，220V交流电源13为稳压电源3和单相整流稳流控制模块 1提供电能；容阻吸收模块2用于防止由与感性负载所产生高电压击穿可关断晶闸管104， 容阻吸收模块2与单相整流稳流控制模块1并联；电压信号11通过数据线输入至控制匹配 电路9，控制匹配电路9对输入的电压信号11进行电容低通滤波处理后送至单相整流稳流 控制模块1的控制信号输入端，最后控制门极可断智能晶闸管104，得到与之匹配的电流信 号12用以驱动形状记忆合金。可关断晶闸管104、电流传感器105、稳流调整控制器106、移 相控制器107组成电流闭环控制系统，连接关系如图5所示，利用移相控制器107控制可关 断晶闸管104的导通与断开时间比来控制通过可关断晶闸管104的等效电路，再通过电流 传感器105测量等效电流并输出给稳流调整控制器106作为反馈，再将经电流传感器105 测量的等效电流输出给稳流调整控制器106，通过稳流调整控制器106处理过的电流与控 制端口 108上的电流设定端口的电流比较，如果不匹配在重复上述过程，直至相匹配为止。所述容阻吸收模块2上装有四个耐压电容201和吸能电阻202 ；四个耐压电容201 与吸能电阻202串联后与单相整流稳流控制模块1并联，用于缓冲和吸收感性负载所产生 的高电压。所述单相整流稳流控制模块1与容阻吸收模块2均为三个，能够同时相互独立的 驱动三条记忆合金丝；三个独立的单相整流稳流控制模块1与容阻吸收模块2安装在电源机箱结构的底部。本发明与现有技术相比的优点在于(1)本发明采用单相整流稳流控制模块中可关断晶闸管控制电流输出，具有体积 小，输出功率大的优点；同时使用闭环系统控制输出电流强度，控制精度高；(2)本发明使用容阻能量吸收模块，使电源适用于感性负载，防止了由与感性负载 所产生高电压击穿可关断晶闸管，提高了电源的可靠性；(3)本发明使用匹配电路进行低通滤波，防止了电压信号过大烧毁电路，提高了电 源的可靠性；(4)本发明可以包含的三个通道相互独立，单相整流稳流控制模块与容阻吸收模 块能够同时为三个，因此能够同时相互独立的驱动三条记忆合金丝；(5)本发明结构简单、使用便捷、驱动功率大、操作方便、调节范围广。本发明主要 由单相整流稳流控制模块、容阻吸收模块以及相应信号输入输出接口通过电路连接而成， 结构简单。使用时只需打开开关就能得到相对应输入电压信号的电流信号。同时单相整流 稳流控制模块中门极可断智能晶闸管模块大大增加了电流信号的可调节范围。
图1为本发明的原理框图；图2为本发明装置整体结构示意图；图3为本发明的电路图；图4为本发明中单相整流稳流控制模块结构示意图；图5为本发明中单相整流稳流控制模块电路示意图；图6为本发明中容阻吸收模块结构示意图；图7为本发明中容阻吸收模块电路示意图。
具体实施例方式如图1、3所示，本发明驱动电源包括电源机箱结构和电路部分组成。电路部分包 括控制匹配电路9、稳压电源3、220V交流电源电源13、单相整流稳流控制模块1、容阻吸收 模块2。电压信号11通过数据线输入，作为本发明电源的输入端。控制匹配电路9对传输 进的电压信号11进行处理，包括电容低通滤波、防止电压信号过大烧毁电路。稳压电源3 为控制匹配电路9提供12V直流稳压电源，220V交流电源13为稳压电源3和单相整流稳流 控制模块1提供电能。容阻吸收模块2用于防止由与感性负载所产生高电压击穿可关断晶 闸管104，容阻吸收模块2与单相整流稳流控制模块1并联。单相整流稳流控制模块1由可关断晶闸管104、电流传感器105、稳流调整控制器 106、移相控制器107组成电流闭环控制系统，连接关系如图5所示。单相整流稳流控制模块1通过控制匹配电路9处理过的电压信号11控制门极可 断智能晶闸管，得到与之匹配的电流信号，用以驱动形状记忆合金。门极可断智能晶闸管模 块104是一种具有自断能力的晶闸管。处于断态时，如果有阳极正向电压，在其门极加上正 向触发脉冲电流后，GTO可由断态转入通态，已处于通态时，门极加上足够大的反向脉冲电 流，GTO由通态转入断态。
容阻吸收模块2用以将感性负载产生的瞬时高压吸收、转化为热能，保护电路，防 止由与感性负载所产生高电压击穿可关断晶闸管104，容阻吸收模块2与单相整流稳流控 制模块1并联，如图3所示。本发明的电路工作过程电压信号11通过数据线输入至控制匹配电路9，控制匹 配电路9对输入的电压信号11进行电容低通滤波处理后送至单相整流稳流控制模块1的 控制信号输入端，最后控制门极可断智能晶闸管104，得到与之匹配的电流信号12，用以驱 动形状记忆合金。可关断晶闸管104、电流传感器105、稳流调整控制器106、移相控制器107 组成电流闭环控制系统，连接关系如图5所示，利用移相控制器107控制可关断晶闸管104 的导通与断开时间比来控制通过可关断晶闸管104的等效电路，然后通过电流传感器105 测量等效电流并输出给稳流调整控制器106作为反馈，再将经电流传感器105测量的等效 电流输出给稳流调整控制器106，通过稳流调整控制器106处理过的电流与控制端口 108上 的电流设定端口的电流比较，如果不匹配在重复上述过程，直至相匹配为止。如图2、3所示，本发明的形状记忆合金主动控制驱动电源机械整体结构示意图， 稳压电源3和控制匹配电路9安装在电源机箱结构的侧壁。单相整流稳流控制模块1与容 阻吸收模块2可以为三个，能够同时相互独立的驱动三条记忆合金丝；三个独立的单相整 流稳流控制模块1与容阻吸收模块2安装在电源机箱结构的底部。电源机箱结构包括前置 面板，前置面板安装三个控制电压输入端11的输入端子6和三个电流输出端12的输出端 子7，每个电流输出端子对应安装一个输出通道开关8。电源输入接头5上接入220V的交 流电源13。电源机箱结构的后置面板安装散热风扇4、电源输入接头5和电源总开关10。控制电压输入端子6通过控制匹配电路9与单相整流稳流控制模块1模块电压输 入端103相连接。电流输出端子7通过所述输出通道开关8与所述的单相整流稳流控制模 块1的模块直流输出端102相连接。当所述的总开关10和输出通道开关8均接通，并且所 述的电流输出端子7接有负载时，各个输出通道输出的电流强度与所述的控制电压输入端 子6上施加的电压呈正比关系。如图3所示，电源输入接头5上接入220V的交流电源，接通所述总开关10后，所 述的单相整流稳流控制模块1的模块交流输入端101和装置供电3的交流输入端与电源输 入接头联通并接入220V的交流电源。稳压供电3输出端通过所述控制匹配电路9分别为 所述散热风扇4和单相整流稳流控制模块1的模块控制端103提供12V的直流稳压电源。如图4、5所示，分别为单相整流稳流控制模块的结构示意图和电路图，单相整流 稳流控制模块1上方有交流输入接线柱101，用来与总开关10的输出端相连接；单相整流 稳流控制模块1上方有直流接线柱的正负极，分别与电流输出端子7相连接，用于输出可 控的稳流电流；单相整流稳流控制模块1上方有模块控制端103，其与控制匹配电路9相连 接，用于对单相整流稳流控制模块1的控制电路供电，并通过与控制匹配电路9相连接的控 制电压输入端子6提供控制电压信号。如图6、7所示，分别为容阻吸收模块的结构示意图和电路图。容阻吸收模块2上 装有四个耐压电容201和吸能电阻202 ；四个耐压电容201与吸能电阻202串联后与单相 整流稳流控制模块1并联，用于缓冲和吸收感性负载所产生的高电压。当所述的电流输出 端子7接有感性负载时，由于感性负载产生的瞬时高压将由所述的耐压电容201缓冲并由 所述的吸能电阻202吸收转化成热量，从而消除瞬时高压防止单相整流稳流控制模块1中的可关断晶闸管被击穿。 本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
权利要求
1.形状记忆合金主动控制驱动电源，包括电源机箱结构和电路部分组成，其特征在于 所述电路部分包括控制匹配电路(9)、稳压电源C3)、220交流电源(13)、单相整流稳流控制 模块(1)、容阻吸收模块⑵；所述单相整流稳流控制模块⑴由可关断晶闸管(104)、电流 传感器(105)、稳流调整控制器(106)和移相控制器(107)组成电流闭环控制系统；稳压电 源C3)为控制匹配电路(9)提供直流稳压电源，220交流电源(1 为稳压电源C3)和单相 整流稳流控制模块(1)提供电能；容阻吸收模块(2)用于防止由与感性负载所产生高电压 击穿可关断晶闸管(104)，容阻吸收模块(2)与单相整流稳流控制模块(1)并联；电压信号 (11)通过数据线输入至控制匹配电路(9)，控制匹配电路(9)对输入的电压信号(11)进行 电容低通滤波处理后送至单相整流稳流控制模块(1)中控制端口(108)上的控制信号输入 端口，控制门极可断智能晶闸管(104)，得到与之匹配的电流信号(12)用以驱动形状记忆 合金；可关断晶闸管(104)、电流传感器(105)、稳流调整控制器(106)、移相控制器(107) 组成电流闭环控制系统连接关系，利用移相控制器(107)控制可关断晶闸管(104)的导通 与断开时间比来控制通过可关断晶闸管(104)的等效电路，再通过电流传感器(105)测量 等效电流并输出给稳流调整控制器(106)作为反馈，再将经电流传感器(105)测量的等效 电流输出给稳流调整控制器(106)，通过稳流调整控制器(106)处理过的电流与控制端口 (108)上的电流设定端口的电流比较，如果不匹配再重复上述过程，直至相匹配为止。
2.根据权利要求1所述形状记忆合金主动控制驱动电源，其特征在于所述容阻吸收 模块⑵上装有四个耐压电容(201)和吸能电阻(202)；四个耐压电容(201)与吸能电阻 (202)串联后与单相整流稳流控制模块(1)并联，用于缓冲和吸收感性负载所产生的高电 压。
3.根据权利要求1所述形状记忆合金主动控制驱动电源，其特征在于所述单相整流 稳流控制模块(1)与容阻吸收模块( 为三个，能够同时相互独立的驱动三条记忆合金丝； 三个独立的单相整流稳流控制模块(1)与容阻吸收模块(2)安装在电源机箱结构的底部。
4.根据权利要求1所述形状记忆合金主动控制驱动电源，其特征在于所述稳压电源 (3)和控制匹配电路(9)安装在电源机箱结构的侧壁。
5.根据权利要求1所述形状记忆合金主动控制驱动电源，其特征在于所述的电源机 箱结构包括前置面板，所述前置面板安装三个控制电压输入端子和三个电流输出端子，每 个电流输出端子对应安装一个输出通道开关。
6.根据权利要求1所述形状记忆合金主动控制驱动电源，其特征在于所述电源机箱 结构的后置面板安装散热风扇、电源输入接头和电源总开关。
全文摘要
一种形状记忆合金主动控制驱动电源。使用稳流调整控制器、可关断晶闸管与电流传感器组成的闭环控制系统，通过连续采样电脑端数模转换卡输出较弱的电压信号控制输出到记忆合金上的电流，最终达到使电脑端的电压信号与输出的电流强度呈一一对应关系的目的。本驱动电源每个机箱有三个通道，能够同时相互独立的驱动三条记忆合金丝。为了使电源能够适应感性负载，每个通道均配备了一个容阻吸收模块以防止感性负载所产生的高电压击穿可关断晶闸管。本发明结构简单、使用便捷、驱动功率大、操作方便、调节范围广。
文档编号F03G7/06GK102111079SQ20111005237
公开日2011年6月29日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者吴大方, 杨嘉陵, 王静涛, 赵寿根, 邱志平, 黎康, 龙伦 申请人:北京航空航天大学