專利名稱：直流電源試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流電源，尤其涉及一種直流電源試驗裝置，適用于各變電站及電廠，屬于電力應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
繼電保護(hù)檢驗規(guī)程要求保護(hù)裝置檢驗的整組試驗應(yīng)在80%額定電壓下進(jìn)行，目前市場上沒有連續(xù)可調(diào)的便攜式直流電源試驗裝置。常規(guī)的繼電保護(hù)試驗儀雖然有直流輸出，但功率太小，一般只有250W左右，不能滿足現(xiàn)場整組試驗的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種直流電源試驗裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)場繼電保護(hù)裝置調(diào)試無專用80%試驗電源的問題，而且本實(shí)用新型電壓
穩(wěn)定，可靠性高。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下交流電輸入到交流輸入濾波電路，交流輸入濾波電路使電源與電網(wǎng)電磁兼容；交流輸入濾波電路濾波后將交流電輸入整流電路，整流電路整流后變成高壓直流；整流電路將高壓直流輸入到功率因數(shù)校正(PFC)電路，PFC電路校正后變成穩(wěn)壓直流；穩(wěn)壓直流電壓輸入到全橋移相諧振電路，變壓器工作在高頻狀態(tài)，全橋移相諧振電路調(diào)整變壓器的脈寬占空比使輸出穩(wěn)壓；變壓器次級經(jīng)過整流濾波電路后輸出到電源外部。所述的全橋移相諧振電路通過相控倍頻電路分別控制兩路完整的移相全橋主轉(zhuǎn)換回路，達(dá)到倍頻；通過動態(tài)調(diào)整電路來調(diào)整兩個移相全橋主轉(zhuǎn)換回路的負(fù)載電流，達(dá)到均流輸出同步協(xié)調(diào)。所述的相控倍頻電路用UC3875芯片做為移相軟開關(guān)主控芯片，UC3875芯片發(fā)出轉(zhuǎn)換電路的基頻PWM信號，死區(qū)可控可調(diào)的倍頻電路將PWM信號分頻出相差的相角可調(diào)的兩路PWM信號，兩路PWM信號分別控制兩路移相主電路開關(guān)管，達(dá)到有序轉(zhuǎn)換；動態(tài)調(diào)整電路是通過主轉(zhuǎn)換變壓器的輔助繞組，采樣主變壓器的動態(tài)電流比例變化，通過運(yùn)放反饋控制均流電流的動態(tài)調(diào)整，影響倍頻電路的死區(qū)調(diào)整，從而達(dá)到動態(tài)調(diào)節(jié)回路負(fù)載。所述的全橋移相諧振電路的移相式零電壓軟開關(guān)變換器的LR由外加諧振電感和變壓器的漏感組成，CR由變壓器的寄生電容和外加電容組成；移相式零電壓軟開關(guān)管變換器中每只開關(guān)管具有相同寬度的驅(qū)動脈沖，通過移相錯位控制有源時間，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)效果如下1、直流20V-255V連續(xù)可調(diào)；大電流(5-10A)輸出長時間帶載；可以自由調(diào)節(jié)保護(hù)、控制直流，調(diào)節(jié)量程為0%—120%，模擬出相關(guān)繼電保護(hù)裝置及二次回路的過壓、欠壓狀態(tài)，以滿足試驗要求。2、采用相控倍頻電路及移相式零電壓軟開關(guān)變換器技術(shù)，穩(wěn)壓性能好，[0012]帶沖擊負(fù)載時保證電壓波動低于；極大地減小了功率器件的開關(guān)損耗，有效地提高了效率，減少裝置的重量和體積；具有基本電路簡單，控制簡潔，故障點(diǎn)少，可控穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。3、采用雙路全橋變換模式，提高轉(zhuǎn)換變壓器的使用效率，而且雙路全橋變換在低壓輸出和高壓輸出時可以相互平衡和動態(tài)調(diào)節(jié)，有效改善了單全橋模式下的占空比丟失引起的輸出電壓不穩(wěn)和控制系統(tǒng)相位裕度不夠造成系統(tǒng)工作不穩(wěn)定等問題。有效地彌補(bǔ)了相控電路在輸入寬范圍和負(fù)載變化大的情況下對滯后管的零電壓開通不理想的情況。4、通過倍頻相控單元，控制直流變換的相位變化，動態(tài)調(diào)整兩路相控電路的負(fù)載平衡，達(dá)到直流倍頻變換，使整機(jī)的PWM開關(guān)頻率提高了一倍，而對應(yīng)于每個相控全橋變換電路而言，它們的工作頻率都是基本頻率；有兩個相互動態(tài)調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)，可以做到寬范圍輸出時系統(tǒng)的穩(wěn)定性和輸出電壓的穩(wěn)壓特性。5、電壓穩(wěn)定度高，源變化率< 0.1%，負(fù)載變化率< 0.5% ；可靠性和效率高，滿載效率>88% ；功率因數(shù)>0. 99;自然冷卻；交流輸入范圍寬，可靠的輸入過欠壓保護(hù)，工作電壓170 260V，允許輸入電壓150 450V ；輸入電壓AC, DC兼容，即可輸入交流電壓， 也可輸入直流電壓；多種保護(hù)功能，輸出過載保護(hù)(限流);輸出短路保護(hù)(限流);輸出過壓保護(hù)(關(guān)斷)；輸入欠壓保護(hù)(關(guān)斷、自動恢復(fù))；輸入過壓保護(hù)(關(guān)斷、自動恢復(fù))；輸入浪涌電壓保護(hù)。熱保護(hù)功能，當(dāng)電源過熱時，機(jī)內(nèi)風(fēng)扇啟動，對電源散熱。6、可作為繼電保護(hù)裝置全檢的80%電壓試驗電源，也可作為基建、技改新投設(shè)備調(diào)試時繼電保護(hù)裝置的工作、調(diào)試電源，還可廣泛應(yīng)用于電力直流系統(tǒng)、工控、通信、科研等領(lǐng)域。在繼電保護(hù)現(xiàn)場調(diào)試工作中的具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。

圖1為本實(shí)用新型的電路原理示意框圖。圖2為本實(shí)用新型的移相式零電壓軟開關(guān)變換器電路示意圖。圖3為本實(shí)用新型的移相式零電壓軟開關(guān)變換器驅(qū)動波形示意圖。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型參照附圖，結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)行詳細(xì)描述如下。 實(shí)施例如1圖所示，交流電輸入到交流輸入濾波電路，交流輸入濾波電路使電源與電網(wǎng)電磁兼容；交流輸入濾波電路濾波后將交流電輸入整流電路，整流電路整流后變成高壓直流；整流電路將高壓直流輸入到功率因數(shù)校正(PFC)電路，PFC電路校正后變成380V穩(wěn)壓直流；380V直流電壓輸入到全橋移相諧振電路，變壓器工作在高頻狀態(tài)，全橋移相諧振電路調(diào)整變壓器的脈寬占空比使輸出穩(wěn)壓；變壓器次級經(jīng)過整流濾波電路后輸出到電源外部。通過相控倍頻電路分別控制兩路完整的移相全橋主轉(zhuǎn)換回路，而通過相控技術(shù)讓兩路主回路依次有序諧振工作，達(dá)到倍頻的目的。同時，通過動態(tài)調(diào)整電路來調(diào)整兩個回路的負(fù)載電流，達(dá)到均流輸出同步協(xié)調(diào)工作的目的。如圖2所示，圖中LR由兩部分組成，一是外加諧振電感；二是變壓器的漏感，CR由變壓器的寄生電容和外加電容組成。移相式零電壓軟開關(guān)管變換器中每只開關(guān)管具有相同寬度的驅(qū)動脈沖，通過移相錯位控制有源時間，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。當(dāng)一個開關(guān)管關(guān)斷時，變壓器的初級電流給關(guān)斷的開關(guān)管的并聯(lián)電容充電，同時使同一橋臂即將開通的開關(guān)管的并聯(lián)電容放電，當(dāng)關(guān)斷的開關(guān)管并聯(lián)電容充到電源電壓時，即將開通的開關(guān)管反并聯(lián)二極管自然導(dǎo)通，這時開通開關(guān)管，則該管就是零電壓開通。而開關(guān)管在關(guān)斷時，由于它有并聯(lián)電容，這樣開關(guān)管是零電壓關(guān)斷，因此在這種移相式控制方式下，開關(guān)管是在零電壓下開關(guān)的，其驅(qū)動波形如圖3所示圖中陰影部分為傳輸能量的有源時間，固定SA、SB 的相位，移動SD、SC的相位，即可達(dá)到調(diào)整有源時間的目的，這樣SD (SC)開通時，SA (SB) 未導(dǎo)通，沒有電流流過，SD (SC)沒有開通損耗，僅SA (SB)有；SD (SC)關(guān)斷時，SA (SB)未關(guān)斷，SA (SB)漏源極無電壓變化，沒有開通損耗，僅SD (SC)有開通損耗。相控倍頻電路是用UC3875芯片做為移相軟開關(guān)主控芯片，通過UC3875發(fā)出轉(zhuǎn)換電路的基頻PWM信號，死區(qū)可控可調(diào)的倍頻電路，將PWM分頻出兩路PWM信號，相差的相角可調(diào)。然后通過這兩路PWM信號分別控制兩路移相主電路開關(guān)管，達(dá)到有序轉(zhuǎn)換的目的。而動態(tài)調(diào)整電路是通過主轉(zhuǎn)換變壓器的輔助繞組，采樣主變壓器的動態(tài)電流比例變化，通過運(yùn)放反饋控制均流電流的動態(tài)調(diào)整，影響倍頻電路的死區(qū)調(diào)整，從而達(dá)到動態(tài)調(diào)節(jié)回路負(fù)載的目的。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)力要求為準(zhǔn)，不受具體實(shí)施例所限制。
權(quán)利要求1.直流電源試驗裝置，其特征在于交流電輸入到交流輸入濾波電路，交流輸入濾波電路使電源與電網(wǎng)電磁兼容；交流輸入濾波電路濾波后將交流電輸入整流電路，整流電路整流后變成高壓直流；整流電路將高壓直流輸入到功率因數(shù)校正(PFC)電路，PFC電路校正后變成穩(wěn)壓直流；穩(wěn)壓直流電壓輸入到全橋移相諧振電路，變壓器工作在高頻狀態(tài)，全橋移相諧振電路調(diào)整變壓器的脈寬占空比使輸出穩(wěn)壓；變壓器次級經(jīng)過整流濾波電路后輸出到電源外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源試驗裝置，其特征在于所述的全橋移相諧振電路通過相控倍頻電路分別控制兩路完整的移相全橋主轉(zhuǎn)換回路，達(dá)到倍頻；通過動態(tài)調(diào)整電路來調(diào)整兩個移相全橋主轉(zhuǎn)換回路的負(fù)載電流，達(dá)到均流輸出同步協(xié)調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流電源試驗裝置，其特征在于所述的相控倍頻電路用 UC3875芯片做為移相軟開關(guān)主控芯片，UC3875芯片發(fā)出轉(zhuǎn)換電路的基頻PWM信號，死區(qū)可控可調(diào)的倍頻電路將PWM信號分頻出相差的相角可調(diào)的兩路PWM信號，兩路PWM信號分別控制兩路移相主電路開關(guān)管，達(dá)到有序轉(zhuǎn)換；動態(tài)調(diào)整電路是通過主轉(zhuǎn)換變壓器的輔助繞組，采樣主變壓器的動態(tài)電流比例變化，通過運(yùn)放反饋控制均流電流的動態(tài)調(diào)整，影響倍頻電路的死區(qū)調(diào)整，從而達(dá)到動態(tài)調(diào)節(jié)回路負(fù)載。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電源試驗裝置，其特征在于所述的全橋移相諧振電路的移相式零電壓軟開關(guān)變換器的LR由外加諧振電感和變壓器的漏感組成，CR由變壓器的寄生電容和外加電容組成；移相式零電壓軟開關(guān)管變換器中每只開關(guān)管具有相同寬度的驅(qū)動脈沖，通過移相錯位控制有源時間，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種直流電源試驗裝置；包括交流輸入濾波電路、整流電路、PFC電路、移相全橋諧振軟開關(guān)變換電路及輸出整流濾波電路；本實(shí)用新型可以自由調(diào)節(jié)保護(hù)、控制直流，調(diào)節(jié)量程為0%—120%，模擬出相關(guān)繼電保護(hù)裝置及二次回路的過壓、欠壓狀態(tài)，以滿足試驗要求。
文檔編號G01R1/30GK202102092SQ20112019880
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者劉磊, 李偉, 李壯, 聶穎, 趙宏利 申請人:遼寧省電力有限公司撫順供電公司