Lake Shore—625 型超导磁体电源

      625 型超导磁体电源是用于高灵敏度材料研究应用的中小型超导磁体的理想电源。625 型是一种实用的替代品，可替代更大的、一应俱全的超导磁体电源和通用电源的无限适应。通过限制输出功率，Lake Shore 能够专注于满足最苛刻磁铁用户的性能要求。由此产生的 625 型提供了高精度、低噪音、安全性和便利性。

      磁性测量的精度通常定义为具有高设置分辨率和低漂移的平稳连续运行。在驱动具有挑战性的负载（例如超导磁体）的同时实现这些目标需要独特的解决方案。625 型在 5 V 的标称合规电压下提供高达 60 A 的电流，电源在真正的 4 象限操作中充当源或汇。其具有模拟控制的电流源输出架构可实现平稳运行和低漂移。模拟和数字电路的仔细混合提供了 0.1 mA 的高设置分辨率和灵活的输出编程。

      Lake Shore 为 625 型的中等 300 W 输出选择了线性输入和输出功率级。线性操作消除了与开关电源相关的辐射射频 (RF) 噪声，使 625 型能够降低其输出中的整体噪声，并噪声辐射到周围的电子设备中。

      在超导磁体系统中结合储存能量和液态冷冻剂时，绝不应该事后考虑安全性。625 型集成了多种硬件和固件保护功能，以确保磁铁和电源的安全。

      仪器用户已经开始依赖 Lake Shore 来获得便利和易用性。625 型包括方便管理超导磁体所需的功能，例如持久的开关加热器输出、计算的磁场读数、电流斜坡和失超检测。还集成了计算机接口以实现磁体系统的自动化。625 型确实是用于控制超导磁体的出色一体式解决方案。

      使用内部编程的电流变化

该图说明了实际 5 A 电流变为 8.6 H 超导磁体。显示了一个平滑的 95 mA/s 斜坡，细节区域中突出显示了最小的过冲。（使用 HP 34401 以 58.88 Hz 的速率测量输出电流监视器 — 数据乘以 10× 以获得输出电流结果。）

      输出架构

      625 型的真正 4 象限输出能力非常适合用于正负磁场的超导磁体的充电和放电循环。紧密集成的 4 象限输出模拟控制提供平滑的电流变化，输出变化的过冲非常低。625 型能够以高达 5 V 的速率对磁铁进行充电和放电。

      真正的 4 象限操作无需外部开关或操作员干预来反转电流极性，从而显着简化系统设计。通过零电流的过渡是平滑且连续的，允许用户在极性变化时轻松控制磁场。

      在静态场中，通过仔细注意模拟控制电路和布局，输出电流漂移也保持在较低水平。625 型的高稳定性和低噪音使得在许多情况下都可以在不进入持久模式的情况下运行实验。这有助于减少收集数据所需的时间。

      625 型输出架构依赖于低噪声、线性输入和输出级。与开关模式超导磁体电源相比，625 型的线性电路允许以更少的电气噪声运行。这种架构的一个主要优势是 CE 符合电磁兼容性 (EMC) 指令，包括辐射发射要求。

输出编程

625 型输出电流通过键盘或计算机接口在内部进行编程，通过模拟编程输入在外部进行编程，或者通过外部和内部设置的总和进行编程。对于更流行的内部编程，625 型集成了专有的数模转换器 (DAC)，该转换器在整个输出范围内是单调的，并提供 0.1 mA 的分辨率。

625 型产生极其平滑和连续的斜坡，几乎没有过冲。数字生成的恒定电流斜坡速率在 0.1 mA/s 和 99.999 A/s 之间变化。为确保平稳的斜坡速率，电源每秒更新高分辨率 DAC 27 次。输出 DAC 上的低通滤波器可在斜坡变化期间平滑阶跃变化。斜坡也可以由触发输入启动。

625 型的输出顺从电压可设置为 0.1 V 和 5 V 之间的值，分辨率为 100 µV。电压设置是绝对设置，因此 2 V 设置会将输出限制为更大的 +2.0 V。

输出读数

625 型提供高分辨率输出读数。输出电流读数反映了磁铁中的实际电流，分辨率为 0.1 mA。输出电压读数以 100 µV 的分辨率报告输出端子处的电压。通过绕过将电源连接到磁体的引线中的电压降，还可以使用远程电压读数来更准确地表示磁体电压。所有输出读数都可以突出显示在前面板上，并通过计算机界面读取。

保护

管理超导磁体中存储的能量需要几种不同类型的保护。625 型连续监测负载、线路电压和内部电路是否有故障迹象。超出预期工作限制的任何变化都会触发电源在故障安全模式下将输出归零。当线路断电时，输出撬棒 (SCR) 将激活并保持对磁铁的控制，以 1 V 的速率放电，直到达到零。

失超检测对于提醒用户和保护磁体系统是必要的。625 型使用一种基本且可靠的方法来检测失超。如果电流以大于操作员设置的电流阶跃限制的速率变化，则会检测到失超并将输出电流安全地设置为零。

远程禁止输入允许外部设备在发生故障时立即将输出电流设置为零。该输入通常与外部失超检测电路、第二个电源的故障输出或紧急关断按钮相连。故障输出是一个继电器触点，当故障条件发生时闭合。触点闭合向其他系统组件发出故障警报。

并联运行

如果应用需要的输出电流超过单个 625 型所能提供的电流，则可以并联两个电源以实现 120 A/5 V 操作。每个单元被编程为总输出电流的一半，独立运行，并在 60 A 运行时保持 0.1 mA 分辨率。当单元配置正确时，任何一个单元都可以检测到故障、保护自身，并发出故障输出信号，指示另一个单元自动进入正确的保护模式。

持续开关加热器输出

集成的持久开关加热器输出是一个受控的直流电流源，能够驱动大多数开关加热器。它提供 10 mA 至 125 mA 的电流，设置分辨率为 1 mA，可选择的顺从电压为 12 V 或 21 V。持久开关加热器可以驱动的最小负载为 10 Ω。持久模式操作集成到仪器固件中，以防止磁铁误操作。

接口

625 型包括 IEEE-488 和 RS-232C 计算机接口，提供对操作数据、存储参数和所有前面板操作功能的远程控制的访问。此外，625 型包括一个触发功能，用于启动输出电流斜坡。当触发器被激活时，无论是通过外部触发器还是通过计算机接口命令，电源将开始斜坡上升到新的设定点。

625 型提供两个模拟输出来监控输出电流和电压。每个输出都是被监控信号的缓冲、差分、模拟电压表示。电流监视器的灵敏度为 1 V = 10 A，而电压监视器的灵敏度为 1 V = 1 V。

显示屏和键盘

625 型包含一个 8 行 x 40 个字符的大型真空荧光显示器。输出电流、以特斯拉或高斯为单位的计算场、输出电压和远程电压感应读数可以同时显示。前面板上的五个 LED 可快速验证仪器状态，包括斜坡、合规性、故障、PSH 状态和计算机接口模式。错误情况在主显示屏上显示，并伴有蜂鸣器。状态键下提供了扩展的错误描述。

键盘按逻辑排列，将仪器的不同功能区分开来。只需按一下按钮即可访问电源的最常见功能。可以锁定键盘以锁定所有更改或仅锁定允许更改电源输出的仪器设置参数。

电流和电压设置、电流和电压读数、斜率、电压感应以及持久的开关加热器状态和仪器状态同时显示 

仪器可以设置为显示计算场以及输出场设置、电流斜率、输出电流读数、输出电流设置、输出电压设置、电压顺从性设置和远程电压感应读数。