本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源，包括控制電路模塊、ＰＷＭ發(fā)生器、ＭＯＳＦＥＴ驅(qū)動(dòng)器和功率管、高頻變壓器、保護(hù)電路，還包括倍壓整流電路；其高頻變壓器輸出低壓端接有取樣電阻、電流測(cè)量端子及電流反饋電路；倍壓整流電路輸出端接有分壓器、電壓測(cè)量端子及電壓反饋電路。其控制電路模塊設(shè)有恒壓控制電路和恒流控制電路以及級(jí)聯(lián)的恒壓／恒流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，反饋電路的信號(hào)與設(shè)定的信號(hào)值作比較，輸入到恒流控制模塊中的誤差放大器，進(jìn)入閉環(huán)控制系統(tǒng)，確保輸出信號(hào)穩(wěn)定。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)能穩(wěn)定、可靠工作在恒壓、恒流兩種模式，內(nèi)設(shè)保護(hù)電路，保證電源工作安全。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種高壓電源，具體地是氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源。
技術(shù)介紹
供電設(shè)施測(cè)試行業(yè)對(duì)氧化鋅避雷器測(cè)試試驗(yàn)，通常采用控制箱控制倍壓筒，組成 高壓發(fā)生器，產(chǎn)生可調(diào)高壓電加在氧化鋅避雷器兩端，采用這種裝置的高壓發(fā)生器由于接 線(xiàn)復(fù)雜、質(zhì)量重、體積龐大，給測(cè)試帶來(lái)極大不便。在氧化鋅避雷器測(cè)試試驗(yàn)中，需要測(cè)試氧 化鋅避雷器在ImA泄漏電流下的參考電壓UlmA，往往需要通過(guò)人工反復(fù)調(diào)節(jié)輸出電壓并監(jiān) 視輸出電流值，逐漸得到UM，操作過(guò)程繁瑣，測(cè)試誤差大，這一過(guò)程亦可通過(guò)微處理器來(lái)半 自動(dòng)完成，但容易出現(xiàn)超調(diào)，輸出不易穩(wěn)定，甚至有失控危險(xiǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)目的在于克服上述氧化鋅避雷器測(cè)試試驗(yàn)中存在操作繁瑣、輸出信號(hào)不穩(wěn) 定、測(cè)試誤差大而提供一種能全自動(dòng)工作在恒壓、恒流兩種模式，并能夠采樣高壓電壓和電 流的氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源。本專(zhuān)利技術(shù)的目的是通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源，包括控制電路模塊、PWM發(fā)生器、MOSFET 驅(qū)動(dòng)器和功率管、高頻變壓器、保護(hù)電路，其特征是還包括倍壓整流電路；其控制電路模 塊包含恒壓控制電路和恒流控制電路以及級(jí)聯(lián)的恒壓/恒流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。所述的高頻變壓器輸出低壓端接有取樣電阻及引出的電流測(cè)量端子和電流反饋 電路；倍壓整流電路輸出端接有分壓器及引出的電壓測(cè)量端子和電壓反饋電路。恒流控制電路設(shè)有誤差放大器和電流基準(zhǔn)設(shè)置電路，誤差放大器的反相輸入端接 電流反饋電路輸出端，其同相輸入端接電流基準(zhǔn)設(shè)置電路。恒壓控制電路設(shè)有誤差放大器和電壓基準(zhǔn)設(shè)置電路，誤差放大器的反相輸入端接 電壓反饋電路輸出端，其同相輸入端接電壓基準(zhǔn)設(shè)置電路，誤差放大器與誤差放大器的輸 出端并聯(lián)接恒壓/恒流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)輸入端。所述的電流反饋電路是電壓跟隨器，其輸入信號(hào)為取樣電阻的輸出端。所述的電壓反饋電路是電壓跟隨器，其輸入信號(hào)為倍壓整流電路的輸出電壓經(jīng)分 壓器的分壓信號(hào)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果是1、倍壓整流電路的控制電路模塊有恒流控制電路和恒壓控制電路，以及級(jí)聯(lián)的恒 壓/恒流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，控制電路模塊根據(jù)接收到的信號(hào)計(jì)算分析并選擇恒壓/恒流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)， 從而選擇電路工作在恒流模式或恒壓模式，使高壓電源具有穩(wěn)定的恒流輸出和恒壓輸出的 功能；2、倍壓整流模塊的輸出電壓，經(jīng)串聯(lián)阻抗器分壓，輸入到電壓反饋電路，作為誤差 放大器的反相輸入，其閉環(huán)控制系統(tǒng)確保輸出恒壓信號(hào)穩(wěn)定、工作可靠；33、高頻變壓器的輸出端與接地端之間串有取樣電阻，采集的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流 值輸入到電流反饋電路，作為誤差放大器的反相輸入，其閉環(huán)控制系統(tǒng)確保輸出恒流信號(hào)穩(wěn)定、可靠；4、所述電壓反饋電路和電流反饋電路采用電壓跟隨器，反饋信號(hào)精確；5、電路中設(shè)有保護(hù)電路，能有效地限制過(guò)電流，實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)，保證電源的安全。附圖說(shuō)明圖1是本專(zhuān)利技術(shù)的電路原理框圖；圖2是倍壓整流電路示意圖；圖3是本專(zhuān)利技術(shù)閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖；圖4是閉環(huán)控制系統(tǒng)采樣示意圖；圖中1-為誤差放大器，2-高頻變壓器，10-電流控制模塊，11-電壓控制模塊， 12-恒壓/恒流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，101-誤差放大器，103-誤差放大器，21-取樣電阻，31-分壓器， 32-電壓跟隨器，33-電壓跟隨器。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明具體實(shí)施例方式如圖1中所示，氧化鋅避雷器直流特性試 驗(yàn)用高壓電源包括控制電路模塊1、PWM發(fā)生器、MOSFET驅(qū)動(dòng)器和功率管、高頻變壓器2、保 護(hù)電路、倍壓整流電路。參見(jiàn)圖1，本專(zhuān)利技術(shù)電路原理框圖中，高頻變壓器2輸出低壓端于接地端之間串有取 樣電阻21、電流測(cè)量端子及電流反饋電路，電流測(cè)量端子測(cè)量取樣電阻上電壓大小，轉(zhuǎn)化為 電流值，經(jīng)過(guò)反饋電路進(jìn)入控制電路模塊1。在倍壓整流電路輸出端接有分壓器31，實(shí)施例中可以采用串連電阻的方式分壓， 還可以通過(guò)串連電容分壓，以及其他常用分壓器的分壓方式。分壓器31引線(xiàn)接電壓測(cè)量端 子和電壓反饋電路，電壓測(cè)量端子測(cè)量分壓器分壓值經(jīng)過(guò)反饋電路進(jìn)入控制電路模塊1。其控制電路模塊1包含恒壓控制電路10和恒流控制電路11以及級(jí)聯(lián)的恒壓/恒 流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)12。恒壓控制電路10包括設(shè)定電壓電路、電壓反饋電路和誤差放大器101，設(shè)定電壓 電路設(shè)置的電壓值接入誤差放大器101的同向輸入端，電壓反饋電路反饋的電壓信號(hào)來(lái)自 于倍壓整流電路輸出端分壓器31的分壓信號(hào)，接入誤差放大器的反向輸入端。恒流控制電路11包括設(shè)定電流電路、電流反饋電路和誤差放大器102，設(shè)定電流 電路設(shè)置的電流值接入誤差放大器101的同向輸入端，電流反饋電路的反饋電流信號(hào)來(lái)自 于高頻變壓器低壓輸出側(cè)與接地端指間傳來(lái)的取樣電阻上的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成電流信號(hào)，接 入誤差放大器的反向輸入端。控制電路模塊根據(jù)接收到的信號(hào)計(jì)算分析并選擇恒壓/恒流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，空載升壓 自動(dòng)為恒壓限壓，負(fù)載過(guò)大或短路自動(dòng)為恒流限流，從而選擇電路工作在恒流模式或恒壓 模式，使高壓電源具有恒流輸出和恒壓輸出的功能，由于輸出端的反饋電路作為輸入端誤 差放大器的比較信號(hào)，確保高壓電源輸出恒流/恒壓信號(hào)在控制電路的作用下保持穩(wěn)定、4精確，具有很好的穩(wěn)定效果。在高頻變壓器和PWM發(fā)生器之間串有保護(hù)電路，確保輸入端發(fā)生短路故障時(shí)，起 過(guò)流保護(hù)作用，保證電路工作在安全狀態(tài)。如圖2所示，使本專(zhuān)利技術(shù)氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源的倍壓整流電路示 意圖，整流后的直流電壓經(jīng)分壓器取樣送入控制模塊的反饋端，控制模塊在設(shè)定電路和反 饋信號(hào)的共同作用下，經(jīng)誤差放大器放大后輸出一直流信號(hào)給PWM發(fā)生器控制端，實(shí)現(xiàn)直 流輸出電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減小了干擾信號(hào)對(duì)控制電路的影響。圖3所示為本專(zhuān)利技術(shù)氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源的閉環(huán)控制系統(tǒng)方框 圖，系統(tǒng)設(shè)定電壓電流值與系統(tǒng)輸出反饋信號(hào)比較，通過(guò)誤差放大器放大信號(hào)，PWM電路調(diào) 整開(kāi)關(guān)管的占空比改變整流輸出信號(hào)，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的值，達(dá)到恒流輸出。系統(tǒng)采樣示意圖如圖4所示，圖中r(t)為設(shè)定信號(hào)值，e(t)為誤差放大器輸出信 號(hào)，經(jīng)采樣器Ts采樣后變成離散信號(hào)e * (t)，離散信號(hào)e* (t)經(jīng)開(kāi)環(huán)脈沖傳遞函數(shù)G(S) 輸出信號(hào)y(t)反饋進(jìn)入誤差放大器的反相輸入端比較放大，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于本專(zhuān)利技術(shù)氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源采用閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)了輸出信 號(hào)的自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，提高了電源的穩(wěn)定性、紋波電壓及可靠性等技術(shù)指標(biāo)。實(shí)踐證明，在氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)裝置中，使用本專(zhuān)利技術(shù)高壓電源，能穩(wěn)定工 作在恒壓、恒流兩種模式，并能夠采樣氧化鋅避雷器泄漏電流和泄漏電流下的參考電壓，有 效解決了以往在做氧化鋅避雷器測(cè)試試驗(yàn)時(shí)存在不方便取電源問(wèn)題，減少以往測(cè)試中操作 中的工作量，避免了操作繁瑣、輸出信號(hào)不穩(wěn)定、測(cè)試誤差大。權(quán)利要求氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源，包括控制電路模塊(1)、PWM發(fā)生器、MOSFET驅(qū)動(dòng)器和功率管、高頻變壓器(2)、保護(hù)電路，其特征是還包括倍壓整流電路；其控制電路模塊(1)包含恒壓控制電路(10)和恒流控制電路(11)以及級(jí)聯(lián)的恒壓/恒流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(12)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源，其特征是高頻變 壓器(2)輸出低壓端接有取樣電阻(21)及引出的電流測(cè)量端子和電流反饋電路；倍壓整流 電路輸出端接有本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源，包括控制電路模塊（１）、ＰＷＭ發(fā)生器、ＭＯＳＦＥＴ驅(qū)動(dòng)器和功率管、高頻變壓器（２）、保護(hù)電路，其特征是：還包括倍壓整流電路；其控制電路模塊（１）包含恒壓控制電路（１０）和恒流控制電路（１１）以及級(jí)聯(lián)的恒壓／恒流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（１２）。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：汪泓，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：武漢特試特電氣有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：83[中國(guó)|武漢]
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