專利名稱：氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓電源，具體地是氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源。
背景技術(shù)：
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1mA泄漏電流下的參考電壓U1mA，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U^A,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)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型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。
本實(shí)用新型的目的是通過(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，本實(shí)用新型的有益效果是-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；
3、 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 罪；
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。


圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖2是倍壓整流電路示意圖3是本實(shí)用新型閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖4是閉環(huán)控制系統(tǒng)采樣示意圖中1一為誤差放大器，2—高頻變壓器，10—電流控制模塊，11一電壓控制模塊，12
一恒壓/恒流轉(zhuǎn)換開關(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)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明具體實(shí)施方式
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。
參見圖1，本實(shí)用新型電路原理框圖中，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)施例中可以釆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ffi/恒流轉(zhuǎn)換開 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H/恒流轉(zhuǎn)換開關(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窗恒壓信號(hào)在控制電路的作用下保持穩(wěn)定、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，使本實(shí)用新型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所示為本實(shí)用新型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)y(t)經(jīng)開環(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。
由于本實(shí)用新型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，使用本實(shí)用新型高壓電源，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1、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分壓器及引出的電壓測(cè)量端子和電壓反饋電路。
3、 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，其特征是恒流控制電路(10)設(shè)有誤差放大器(101)和電流基準(zhǔn)設(shè)置電路(102)，誤差放大器(101)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(102)。
4、 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，其特征是恒壓控制電路(11)設(shè)有誤差放大器(103)和電壓基準(zhǔn)設(shè)置電路(104)，誤差放大器(103)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(104)，誤差放大 器(101)與誤差放大器(103)的輸出端并聯(lián)接恒壓/恒流轉(zhuǎn)換開關(guān)(12)輸入端。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用高壓電源，其特征是電 流反饋電路是電壓跟隨器(32)，其輸入信號(hào)為取樣電阻(21)的輸出端。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的氧化鋅避雷器直流特性試驗(yàn)用髙壓電源，其特征是電 壓反饋電路是電壓跟隨器(33)，其輸入信號(hào)為倍壓整流電路的輸出電壓經(jīng)分壓器(31) 分壓信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型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。本實(shí)用新型能穩(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。
文檔編號(hào)G01R31/00GK201408231SQ200920085690
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
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