帶相位檢測的高壓脈沖發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種帶相位檢測的高壓脈沖發(fā)生器,依次包括整流電路、BUCK-BOOST電路、逆變電路、升壓變壓器、全波整流電路,還包括相位檢測電路,相位檢測電路包括兩個(gè)電壓比較器和單片機(jī),標(biāo)準(zhǔn)交流波形和高壓交流輸出的波形分別輸入兩個(gè)電壓比較器,輸出帶相位信息的方波信號,方波信號輸入單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算輸出標(biāo)準(zhǔn)交流波形和高壓交流電源的波形相位差,并根據(jù)脈沖輸入的要求對脈沖發(fā)生的相位和頻率對其進(jìn)行計(jì)算,輸出相應(yīng)的控制信號到逆變電路調(diào)整相位,達(dá)到輸出滿足要求的高壓脈沖信號。系統(tǒng)可使高壓脈沖發(fā)生器形成良好的脈沖波形,并能夠?qū)崿F(xiàn)將高壓脈沖疊加于交流電壓的任意相位點(diǎn),保證發(fā)生器的精度控制。
【專利說明】帶相位檢測的高壓脈沖發(fā)生器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種檢測電路,特別涉及一種帶相位檢測的高壓脈沖發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來,在研究電介質(zhì)老化和擊穿特性的領(lǐng)域中,納秒級高壓脈沖的應(yīng)用日益突出。經(jīng)過三十多年的不斷發(fā)展,由80年代日本藏工業(yè)大學(xué)高田達(dá)雄教授提出用電聲脈沖法(PEA)由于其優(yōu)良的測試性能,已成為目前流行的對固體絕緣介質(zhì)中空間電荷分布的測量技術(shù)。該測試系統(tǒng)的工作原理為:通過對試品施加窄電脈沖,在試樣中形成脈沖電場,試樣中的分布電荷在脈沖電場的作用下產(chǎn)生一擾動Fa(t),該擾動形成相應(yīng)的聲波信號P(t),利用壓電傳感器對聲波的測量獲取相應(yīng)的空間電荷分布。通過對材料中的空間電荷分布的測量,可了解到材料中的內(nèi)部電場畸變,及其對材料的高場強(qiáng)電導(dǎo)特性和擊穿特性的影響。從PEA空間電荷測量原理可以看出,該系統(tǒng)需要一個(gè)脈沖電場的持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于聲波在試樣中的傳輸時(shí)間。目前的PEA高壓脈沖電源存在電壓低、脈沖寬度單一,不能使用于交流電場等缺陷,無法滿足電力電纜絕緣中的空間電荷測量。
[0003]高壓脈沖發(fā)生器均可實(shí)現(xiàn)脈沖寬度和脈沖幅值選擇和調(diào)節(jié),整個(gè)系統(tǒng)還帶有相位檢測功能,實(shí)現(xiàn)對交流電壓的相位檢測,并控制脈沖在不同的相位產(chǎn)生,從而使調(diào)高壓脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的高壓脈沖滿足測量的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型是針對可調(diào)高壓脈沖發(fā)生器越來越高要求的問題,提出了一種帶相位檢測的高壓脈沖發(fā)生器,實(shí)現(xiàn)相位檢測,幫助完成高壓脈沖與任意輸入的疊加,保證發(fā)生器的精度控制。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種帶相位檢測的高壓脈沖發(fā)生器,包括整流電路、BUCK-B00ST電路、逆變電路、升壓變壓器、全波整流電路、程控電路,輸入的交流電壓經(jīng)過整流電路進(jìn)行整流,通過BUCK-B00ST電路升壓后輸入逆變電路,逆變電路輸出低壓脈沖經(jīng)過升壓變壓器升壓輸出,最后進(jìn)入全波整流電路整流成高壓正脈沖,還包括相位檢測電路,相位檢測電路包括兩個(gè)電壓比較器和電片機(jī),標(biāo)準(zhǔn)交流波形和高壓交流輸出的波形分別輸入兩個(gè)電壓比較器,輸出帶相位信息的方波信號,方波信號輸入單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算輸出標(biāo)準(zhǔn)交流波形和高壓交流電源的波形相位差,相位檢測電路輸出送程控電路,程控電路輸出相應(yīng)的控制信號到逆變電路調(diào)整相位。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型高壓脈沖源中的相位檢測電路,可使高壓脈沖發(fā)生器形成良好的脈沖波形,并能夠?qū)崿F(xiàn)將高壓脈沖疊加于交流電壓的任意相位點(diǎn),保證發(fā)生器的精度控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型帶相位檢測的高壓脈沖發(fā)生器原理框圖;
[0008]圖2為本實(shí)用新型相位檢測電路圖;
[0009]圖3為本實(shí)用新型相位檢測時(shí)序分析圖;
[0010]圖4為本實(shí)用新型相位為60°時(shí)相位疊加的波形圖;
[0011]圖5為本實(shí)用新型相位為30°時(shí)相位疊加的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示帶相位檢測的高壓脈沖發(fā)生器原理框圖。帶相位檢測的高壓脈沖發(fā)生器包括整流電路、BUCK-B00ST電路、逆變電路、升壓變壓器、全波整流電路、程控電路、和相位檢測電路。首先將輸入的交流電壓經(jīng)過整流電路進(jìn)行整流,然后通過BUCK-B00ST電路進(jìn)行升壓,并通過控制輸出取樣電路(這里的取樣電路是整個(gè)高壓脈沖源的控制端)對輸出電壓進(jìn)行控制,接著進(jìn)入逆變電路,利用相位檢測電路通過對高壓交流電源的輸出波形的相位檢測,并根據(jù)脈沖輸入的要求對脈沖發(fā)生的相位和頻率對其進(jìn)行計(jì)算,輸出相應(yīng)的控制信號到逆變電路,逆變電路輸出低壓脈沖輸入到升壓變壓器進(jìn)行升壓,最后利用整流電路將脈沖整流成高壓正脈沖。
[0013]為了使該高壓脈沖源能夠使用于交流高壓下的空間電荷測量,這就需要對高壓脈沖的形成時(shí)間進(jìn)行控制,使高壓脈沖能夠疊加于交流高壓的不同相位。整個(gè)控制電路包含了相位控制電路、驅(qū)動電路等,下面對于相位檢測電路進(jìn)行分析。本實(shí)用新型的相位檢測電路采用兩個(gè)電壓比較器來實(shí)現(xiàn),如圖2所示其相位檢測電路圖和時(shí)序分析圖,Un為標(biāo)準(zhǔn)交流波形,Ui2為被測波形,即高壓交流輸出的波形,分別經(jīng)過電壓比較器輸出帶相位信息的方波Utll和Utl2,輸入到單片機(jī)內(nèi),以上升沿方式啟動,即高壓交流源的波形,計(jì)算出被測波形和標(biāo)準(zhǔn)波形啟動計(jì)時(shí)之間時(shí)間差,將該時(shí)間與角頻率相乘,即為兩個(gè)信號之間的相位差。時(shí)序分析圖中ΛΦ為被測信號和標(biāo)準(zhǔn)信號之間的相位差。
[0014]對輸入相位進(jìn)行處理,計(jì)算出發(fā)送脈沖的時(shí)間,控制高壓脈沖源高壓開關(guān)導(dǎo)通,從而使高壓脈沖疊加在交流高壓相應(yīng)的相位上,實(shí)現(xiàn)對交流高壓不同相位處的高壓脈沖疊加。
[0015]基于上述討論和仿真分析研制了一臺n】s級高壓脈沖發(fā)生器,用帶寬200MHz的MS03024型數(shù)字示波器和阻容分壓器(分壓比1:10000)對疊加脈沖的波形進(jìn)行了測量,相位為60°時(shí)和30°時(shí)相位疊加的波形如圖4、5所示。
【權(quán)利要求】
1.一種帶相位檢測的高壓脈沖發(fā)生器,包括整流電路、BUCK-BOOST電路、逆變電路、升壓變壓器、全波整流電路、程控電路,輸入的交流電壓經(jīng)過整流電路進(jìn)行整流,通過BUCK-B00ST電路升壓后輸入逆變電路,逆變電路輸出低壓脈沖經(jīng)過升壓變壓器升壓輸出,最后進(jìn)入全波整流電路整流成高壓正脈沖,其特征在于,還包括相位檢測電路,相位檢測電路包括兩個(gè)電壓比較器和單片機(jī),標(biāo)準(zhǔn)交流波形和高壓交流輸出的波形分別輸入兩個(gè)電壓比較器,輸出帶相位信息的方波信號,方波信號輸入單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算輸出標(biāo)準(zhǔn)交流波形和高壓交流電源的波形相位差,相位檢測電路輸出送程控電路,程控電路輸出相應(yīng)的控制信號到逆變電路調(diào)整相位。
【文檔編號】H02M9/06GK204131426SQ201320784073
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】朱文滔, 羅向源 申請人:廣東電網(wǎng)公司佛山供電局