间断供电开关电源组合式恒电位仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及应用于阴极保护的电子设备领域，特别是涉及一种间断供电开关电源组合式恒电位仪。
【背景技术】
[0002]材料在加工、存放、运输和服役工程中都会遭受腐蚀，其中材料在服役过程中遭受到的腐蚀最为严重。腐蚀的材料会严重威胁结构物的服役安全性，同时也给国民经济带来了严重的损失。因此，为了抑制或延缓材料的腐蚀，现有一般采用外加电流阴极保护的方法实现对材料的保护，并广泛应用于海港工程、埋地管道和舰船等方面。恒电位仪是实现外加电流阴极保护的最重要设备，其与被保护对象构成闭环调节，通过参比电极测量通电点电位，作为取样信号与控制信号进行比较，实现控制并调节极化电流输出，从而对被保护对象注入电子使被保护对象产生阴极极化，由此抑制或延缓被保护对象的腐蚀。
[0003]传统恒电位仪产品为了保证被保护对象的电位得以保持在设定的控制电位上，其电路都是采用连续输出电流的方式进行设计。这样一来，恒电位仪在工作过程中需要不断地输出电流才能够实现对被保护对象的保护，不仅耗能多，而且不利于保护环境。不仅如此，对于逆变式直流电源设计的恒电位仪，元件多且高压开关管处于高频高压下，造成设备可靠性降低，维修困难。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种间断供电开关电源组合式恒电位仪。通过采用多组开关电源组合提供直流电源，使设备的重量和体积进一步减小；各个开关电源同步工作，且相互独立，降低维修难度及维修费用；除开关电源之外的其它电子元件均处于低频下工作，提高了恒电位仪的可靠性；并根据阴极保护的要求设置保护电位，使阴极电位负于设定的保护电位时，输出电流断开，阴极电位正移；使阴极电位正于保护电位时，输出电流导通，阴极电位负移，从而保证被保护对象获得恒定的保护电位的同时，有效地降低能源消耗，保护环境。
[0005]为了克服传统恒电位仪的上述缺陷，本实用新型提供了一种采用间断供电开关电源组合式恒电位仪，采用多组开关电源组合技术，使设备的重量和体积得到进一步减小；并且各开关电源同步工作，且相互独立，维修时只需针对出现故障的开关电源进行更换，维修简单、费用低廉；除开关电源之外的其他电子元件均处于低频环境下工作，提高了恒电位仪的可靠性；并根据阴极保护的要求设置保护电位，使阴极电位负于设定的保护电位时，输出电流断开，阴极电位正移；使阴极电位正于保护电位时，输出电流导通，阴极电位负移，从而保证被保护对象获得恒定的保护电位的同时，有效地降低能源消耗，保护环境。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种间断供电开关电源组合式恒电位仪，其包括
[0007]阴极电位控制电路，用于实时监控并测量阴极电位，产生一反馈电压，并对所述反馈电压与预设的给定电压进行处理得到一通断信号；
[0008]开关电源电路，用于产生极化电流；
[0009]通断开关电路，用于接通或切断所述开关电源电路，实现极化电流的输出或切断；
[0010]以及通断驱动电路，用于接收所述阴极电位控制电路的所述通断信号，并根据所述通断信号控制通断开关电路的导通或断开。
[0011]所述反馈电压为一预设的参比电极与外部阴极保护负载的阴极之间的电位差；所述给定电压为所述参比电极与外部阴极保护负载的阴极保护电位之间的电位差。
[0012]所述反馈电压负于或等于给定电压时，所述阴极电位控制电路输出低电平通断信号至通断驱动电路，通断驱动电路关闭，所述通断开关电路断开，极化电流切断；所述反馈电压正于给定电压时，所述阴极电位控制电路输出高电平通断信号至通断驱动电路，通断驱动电路开启并驱动所述通断开关电路导通，开关电源电路的极化电流通过通断开关电路输出至所述外部阴极保护负载。
[0013]所述开关电源电路包括多个开关电源，以及所述通断开关电路包括分别与多个开关电源对应且相互独立的多个电子开关；所述多个开关电源的负输出端子共地，并形成一用于接入所述外部阴极保护负载的阴极的负极总输出端子；所述多个电子开关的第一端子分别与其对应的开关电源的正输出端子电连接，其第二端子分别电连接于所述通断驱动电路的其中一输出端子，其第三端子共同电连接于所述通断驱动电路的另一输出端子，并形成一用于接入所述外部阴极保护负载的阳极的正极总输出端子。
[0014]所述恒电位仪输出的额定电流In与所述开关电源电路的开关电源数量η和每个开关电源输出的电流I之间的关系满足In = ηΧΙ。
[0015]每个电子开关为功率型MOSFET场效应管。
[0016]所述阴极电位控制电路包括依次连接的第一级运算放大电路和第二级运算放大电路；所述第一级运算放大电路其中一输入端子与所述负极总输出端子电连接，另一输入端子与预设的参比电极电连接；所述第二级运算放大电路其中一输入端子接入所述给定电压，另一输入端子与第一级运算放大电路的输出端子电连接。
[0017]所述通断驱动电路包括三极管型光电耦合器和三极管驱动电路；所述三极管型光电親合器的电源输入端子接入工作电源，其电信号输入端子与所述第二级运算放大电路输出端子电连接，其发射极输出端子通过一 RC并联电路其基极输出端子电连接，并形成一通断信号输出端子。所述三极管驱动电路包括三极管、第一基极电阻、第二基极电阻和集电极电阻；所述三极管基极通过所述第一基极电阻与所述三极管型光电耦合器的集电极输出端子电连接；所述第二基极电阻一端电连接于三极管基极与第一基极电阻之间，另一端通过所述集电极电阻与三极管集电极电连接，且所述第二基极电阻与集电极电阻之间接入偏置电源；所述三极管集电极与集电极电阻之间引出一通断驱动端子，其发射极与所述通断信号输出端子电连接。
[0018]所述多个功率型MOSFET场效应管的栅极分别通过一电阻与所述通断驱动端子电连接，所述多个功率型MOSFET场效应管的漏极分别与其对应的开关电源的正输出端子电连接，所述多个功率型MOSFET场效应管的源极共同电连接于所述三极管的发射极，并形成所述用于接入外部阴极保护负载的阳极的正极总输出端子。
[0019]所述负极总输出端子与所述正极总输出端子之间连接有一二极管，且所述负极总输出端子与所述正极总输出端子分别与该二极管的输入端子和输出端子电连接。
[0020]通过上述技术方案，本实用新型间断供电开关电源组合式恒电位仪通过采用多组开关电源组合提供直流电源，使设备的重量和体积进一步减小；通过将分别与多组开关电源一一对应的多个功率型MOSFET场效应管作为控制开关电源的极化电流输出或断开的电子开关，使得各个开关电源同步工作，且相互独立，维修时，只需针对出现故障的开关电源进行更换即可，降低了维修难度及维修费用；除开关电源之外的其它电子元件均处于低频环境工作，提高了恒电位仪的可靠性；并根据阴极保护的要求设置保护电位，使阴极电位负于设定的保护电位时，输出电流断开，阴极电位正移；使阴极电位正于保护电位时，输出电流导通，阴极电位负移，从而保证被保护对象获得恒定的保护电位的同时，有效地降低能源消耗，保护环境。
[0021]为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型间断供电开关电源组合式恒电位仪的电路框图；
[0023]图2是本实用新型间断供电开关电源组合式恒电位仪的电路结构原理图；
[0024]图3是本实用新型间断供电开关电源组合式恒电位仪接入外部阴极保护负载时的电路框图。
【具体实施方式】
[0025]请同时参阅图1和图2，本实用新型间断供电开关电源组合式恒电位仪包括阴极电位控制电路1、通断驱动电路2、通断开关电路3和开关电源电路4。
[0026]所述阴极电位控制电路I用于实时监控并测量外部阴极保护负载的阴极电位，产生一反馈电压，并对所述反馈电压与预设的给定电压进行处理得到一通断信号。在本实用新型中，所述反馈电压为一预设的参比电极与外部阴极保护负载的阴极之间的电位差；所述给定电压为所述参比电极与外部阴极保护负载的阴极保护电位之间的电