專利名稱：一種用于智能變電站測試系統(tǒng)的功率放大系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種功率放大系統(tǒng)，具體涉及一種用于智能變電站測試系統(tǒng)的功率放大系統(tǒng)。屬于電學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
功率放大電路是一種以輸出較大功率為目的的放大電路。它一般直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，帶載能力要強(qiáng)。功率放大電路通常作為多級(jí)放大電路的輸出級(jí)，在很多電子設(shè)備中，要求放大電路的輸出級(jí)能夠帶動(dòng)某種負(fù)載，例如驅(qū)動(dòng)儀表，使指針偏轉(zhuǎn)；驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，使之發(fā)聲；或驅(qū)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等?？傊蠓糯箅娐酚凶銐虼蟮妮敵龉β?。功率放大電路一般要滿足下述條件:(I)效率要高。由于輸出功率大，因此直流電源消耗的功率也大，這就存在一個(gè)效率問題。所謂效率就是負(fù)載得到的有用信號(hào)功率和電源供給的直流功率的比值。這個(gè)比值越大，意味著效率越高。( 2 )非線性失真要小。功率放大電路是在大信號(hào)下工作，所以不可避免地會(huì)產(chǎn)生非線性失真,而且同一功放管輸出功率越大,非線性失真往往越嚴(yán)重,這就使輸出功率和非線性失真成為一對(duì)主要矛盾。但是，在不同場合下，對(duì)非線性失真的要求不同，例如，在測試系統(tǒng)和電聲設(shè)備中，這個(gè)問題顯得重要，而在工業(yè)控制系統(tǒng)等場合中，則以輸出功率為主要目的，對(duì)非線性失真的要求就降為次要問題了。(3)散熱少。在功率放大電路中,有相當(dāng)大的功率消耗在管子的集電結(jié)上,使結(jié)溫和管殼溫度升高，為了充分利用允許的管耗而使管子輸出足夠大的功率，需要放大器件的散熱少。應(yīng)用于智能變電站測試系統(tǒng)的功率放大系統(tǒng)是智能變電站測試系統(tǒng)的核心部分，其完成對(duì)基準(zhǔn)信號(hào)的功率放大，驅(qū)動(dòng)繼電保護(hù)裝置，因此要求輸出功率大，其輸出功率從100VA到幾千VA。近年來，開關(guān)功率放大器由于能量密度高、體積小等優(yōu)點(diǎn)，被大量應(yīng)用。但現(xiàn)有的開關(guān)功率放大器諧波成分高、非線性失真大，輸出的信號(hào)不足以滿足智能變電站測試系統(tǒng)的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于智能變電站測試系統(tǒng)的功率放大系統(tǒng)，該功率放大系統(tǒng)能夠?qū)斎氲幕鶞?zhǔn)信號(hào)進(jìn)行線形放大，同時(shí)輸出的功率大，能夠滿足智能變電站測試系統(tǒng)的要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:一種用于智能變電站測試系統(tǒng)的功率放大系統(tǒng)，包括輸入端和輸出端，所述輸入端連接輸入級(jí)模塊，輸入級(jí)模塊通過繼電器Jl與中間放大級(jí)模塊連接，中間放大級(jí)模塊與功率輸出級(jí)模塊連接，功率輸出級(jí)模塊通過取樣電阻RQ與輸出端連接，所述取樣電阻RQ還與輸入級(jí)模塊連接形成電流負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。所述功率放大系統(tǒng)還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路與功率輸出級(jí)模塊連接。所述輸入級(jí)模塊包括運(yùn)算放大器Ul、輸入級(jí)電阻Rl R5 ;輸入級(jí)電阻Rl的一端與所述輸入端連接，另一端接地；輸入級(jí)電阻R2的一端與所述輸入端連接，另一端與運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接；輸入級(jí)電阻R3的一端與運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，另一端與所述取樣電阻RQ的一端連接；輸入級(jí)電阻R4的一端與運(yùn)算放大器Ul的正相輸入端連接，另一端與所述取樣電阻RQ的另一端連接；輸入級(jí)電阻R5的一端與運(yùn)算放大器Ul的正相輸入端連接，另一端接地。所述中間放大級(jí)模塊為上下對(duì)稱的推挽式放大結(jié)構(gòu)。所述中間放大級(jí)模塊包括十三個(gè)中間級(jí)電阻R6 R18、兩個(gè)中間級(jí)三極管Tl和T2、兩個(gè)中間級(jí)二極管Dl D2、五個(gè)中間級(jí)電容C3 C7 ;中間級(jí)電阻R6的一端與所述繼電器Jl連接，另一端接地；中間級(jí)電阻R7的一端與所述繼電器Jl連接，另一端連接于中間級(jí)二極管Dl的負(fù)極和中間級(jí)二極管D2的正極之間；中間級(jí)電阻R8、電位器R9、中間級(jí)二極管D1、中間級(jí)二極管D2、電位器R10、中間級(jí)電阻Rll依次串聯(lián)連接，并并聯(lián)于電源兩端；中間級(jí)三極管Tl的基極連接于串聯(lián)的中間級(jí)電阻R8和電位器R9之間，中間級(jí)三極管Tl的集電極與中間級(jí)電阻R12連接，中間級(jí)三極管Tl的發(fā)射極與中間級(jí)電阻R13連接；中間級(jí)三極管T2的基極連接于串聯(lián)的中間級(jí)電阻Rll和電位器RlO之間，中間級(jí)三極管T2的集電極與中間級(jí)電阻R15連接，中間級(jí)三極管T2的發(fā)射極與中間級(jí)電阻R14連接；中間級(jí)第一電容C3連接于中間級(jí)三極管Tl的基極和集電極之間，中間級(jí)電容C4連接于中間級(jí)三極管T2的基極和集電極之間；中間級(jí)電阻R16的一端連接中間級(jí)三極管Tl的發(fā)射極，另一端串聯(lián)連接中間級(jí)電阻R17，中間級(jí)電阻R17與中間級(jí)三極管T2的發(fā)射極連接；中間級(jí)電容C5的一端連接中間級(jí)三極管TI的發(fā)射極，另一端串聯(lián)連接中間級(jí)電容C6，中間級(jí)電容C6與中間級(jí)三極管T2的發(fā)射極連接；中間級(jí)電容C7的一端與中間級(jí)電阻R18串聯(lián)，另一端接地；中間級(jí)電阻R18、中間級(jí)電阻R16和中間級(jí)電阻R17、中間級(jí)電容C5和中間級(jí)電容C6和所述取樣電阻RQ連接于第一結(jié)點(diǎn)。所述功率輸出級(jí)模塊為推挽式結(jié)構(gòu)。所述功率輸出級(jí)模塊包括并聯(lián)于電源兩端的四條對(duì)管支路，每一條對(duì)管支路包括依次串聯(lián)的輸出級(jí)電阻RK3或輸出級(jí)電阻RK4或輸出級(jí)電阻RK5或輸出級(jí)電阻RK6、對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6、對(duì)管17或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎lO和輸出級(jí)電阻RK7或輸出級(jí)電阻RK8或輸出級(jí)電阻RK9或輸出級(jí)電阻RKlO ;對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6的發(fā)射極與輸出級(jí)電阻RK3或輸出級(jí)電阻RK4或輸出級(jí)電阻RK5或輸出級(jí)電阻RK6連接，對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6的集電極與對(duì)管17或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎lO的集電極連接，對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6的基極分別與基極電阻RA3或基極電阻RA4或基極電阻RA5或基極電阻RA6的一端對(duì)應(yīng)連接，基極電阻RA3或基極電阻RA4或基極電阻RA5或基極電阻RA6的另一端均連接于所述中間級(jí)三極管Tl的集電極；對(duì)管17或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎lO的發(fā)射極與輸出級(jí)電阻RK7或輸出級(jí)電阻RK8或輸出級(jí)電阻RK9或輸出級(jí)電阻RKlO連接，對(duì)管17或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎lO的基極分別與基極電阻RA7或基極電阻RA8或基極電阻RA9或基極電阻RAlO的一端對(duì)應(yīng)連接，基極電阻RA7或基極電阻RA8或基極電阻RA9或基極電阻RAlO的另一端均連接于所述中間級(jí)三極管T2的集電極；所述對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6的集電極和對(duì)管17或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎lO的集電極均連接于所述第一結(jié)點(diǎn)。所述功率輸出級(jí)模塊還包括兩個(gè)同向串聯(lián)后并聯(lián)于電源兩端的輸出級(jí)二極管D3 D4,所述兩個(gè)輸出級(jí)二極管D3 D4與中間級(jí)二極管Dl D2的設(shè)置方向相反；輸出級(jí)二極管D3的正極和輸出級(jí)二極管D4的負(fù)極連接于所述第一結(jié)點(diǎn)。所述保護(hù)電路包括第一保護(hù)電路和第二保護(hù)電路；第一保護(hù)電路包括依次串接的兩個(gè)保護(hù)電路二極管D5 D6、保護(hù)電路電阻R19、保護(hù)電路電阻R20、保護(hù)電路電阻R21和三個(gè)保護(hù)電路二極管D7 D9 ;保護(hù)電路二極管D5 D6與保護(hù)電路二極管D7 D9的設(shè)置方向相反，保護(hù)電路二極管D5的正極與電源的正極連接，保護(hù)電路二極管D9的正極與保護(hù)電路第一三極管的基極連接；四個(gè)保護(hù)電路二極管DA3 DA6，其正極均連接于保護(hù)電路電阻R20和保護(hù)電路電阻R21之間，其負(fù)極分別連接于各輸出級(jí)電阻RK3或輸出級(jí)電阻RK4或輸出級(jí)電阻RK5或輸出級(jí)電阻RK6和對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6的發(fā)射極之間；保護(hù)電路電阻R19并聯(lián)連接有光耦Gl ;保護(hù)電路三極管的發(fā)射極與電源正極連接，保護(hù)電路第一三極管的集電極與所述中間級(jí)三極管Tl的集電極連接；第二保護(hù)電路包括依次串接的兩個(gè)保護(hù)電路二極管D13 D14、保護(hù)電路電阻R24、保護(hù)電路電阻R23、保護(hù)電路電阻R22和三個(gè)保護(hù)電路二極管D12 D10，其中保護(hù)電路二極管D14 D13與保護(hù)電路二極管D12 DlO的設(shè)置方向相反，二極管D14的負(fù)極與電源的負(fù)極連接，二極管DlO的負(fù)極與一保護(hù)電路第二三極管的基極連接；四個(gè)保護(hù)電路二極管DA7 DA10，其負(fù)極均連接于保護(hù)電路電阻R23和保護(hù)電路電阻R22之間，其正極分別連接于各輸出級(jí)電阻RK7或輸出級(jí)電阻RK8或輸出級(jí)電阻RK9或輸出級(jí)電阻RKlO和對(duì)管T7或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎lO的發(fā)射極之間；保護(hù)電路電阻R24并聯(lián)有光耦G2 ;保護(hù)電路第二三極管的發(fā)射極與電源負(fù)極連接，保護(hù)電路第二三極管的集電極與所述中間級(jí)三極管T2的集電極連接。本實(shí)用新型的有益效果是，該功率放大系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸入的基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行線形放大，同時(shí)輸出的功率大，滿足了智能變電站測試系統(tǒng)的要求。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路圖；圖3是顯示了本實(shí)用新型的電流放大電路原理簡化圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的闡述，應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本實(shí)用新型，并不對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行限定。如圖1所示，本實(shí)用新型包括輸入端和輸出端，輸入端連接輸入級(jí)模塊，輸入級(jí)模塊通過繼電器Jl與中間放大級(jí)模塊連接，繼電器Jl在控制信號(hào)的作用下實(shí)現(xiàn)中間放大級(jí)模塊與輸入級(jí)模塊的連通與斷開；中間放大級(jí)模塊與功率輸出級(jí)模塊連接，功率輸出級(jí)模塊通過取樣電阻RQ與輸出端連接，取樣電阻RQ還與輸入級(jí)模塊連接形成電流負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，功率放大系統(tǒng)輸出的電流大小由取樣電阻和輸入級(jí)模塊構(gòu)成的閉環(huán)決定。該功率放大系統(tǒng)還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路與功率輸出級(jí)模塊連接。當(dāng)功率放大系統(tǒng)不工作時(shí)，信號(hào)輸入點(diǎn)通過繼電器的常閉節(jié)點(diǎn)接地；當(dāng)功率放大系統(tǒng)工作時(shí)，由數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出的控制信號(hào)使繼電器動(dòng)作，從而使中間放大級(jí)模塊與輸入級(jí)模塊連通。如圖2所示，Vin表示輸入端，Vout表示輸出端，+Vcc和-Vcc分別表示電源的正極和負(fù)極。從圖2中可以看出，本實(shí)用新型的輸入級(jí)模塊中，輸入級(jí)電阻Rl和輸入級(jí)電阻R2的一端均與輸入端Vin連接，輸入級(jí)電阻Rl的另一端接地；輸入級(jí)電阻R2的另一端與運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接；輸入級(jí)電阻R3的一端與運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，另一端與取樣電阻RQ的一端連接；輸入級(jí)電阻R4的一端與運(yùn)算放大器Ul的正相輸入端連接，另一端與取樣電阻RQ的另一端連接；輸入級(jí)電阻R5的一端與運(yùn)算放大器Ul的正相輸入端連接，另一端接地。本實(shí)用新型的中間放大級(jí)模塊包括:十三個(gè)中間級(jí)電阻R6 R18、兩個(gè)中間級(jí)三極管Tl T2、兩個(gè)中間級(jí)二極管Dl D2、五個(gè)中間級(jí)電容C3 C7 ;從圖2中可以很明顯地看出，該中間放大級(jí)模塊是上下對(duì)稱互補(bǔ)的推挽式放大結(jié)構(gòu)。中間級(jí)電阻R6的一端與所述繼電器Jl連接，另一端接地；中間級(jí)電阻R7的一端與所述繼電器Jl連接，另一端連接于中間級(jí)二極管Dl的負(fù)極和中間級(jí)二極管D2的正極之間；中間級(jí)電阻R8、電位器R9、中間級(jí)二極管D1、中間級(jí)二極管D2、電位器R10、中間級(jí)電阻Rll依次串聯(lián)連接，并并聯(lián)于電源兩端；中間級(jí)三極管Tl的基極連接于串聯(lián)的中間級(jí)電阻R8和電位器R9之間，中間級(jí)三極管Tl的集電極與中間級(jí)電阻R12連接，中間級(jí)三極管Tl的發(fā)射極與中間級(jí)電阻R13連接；中間級(jí)三極管T2的基極連接于串聯(lián)的中間級(jí)電阻Rll和電位器RlO之間，中間級(jí)三極管T2的集電極與中間級(jí)電阻R15連接，中間級(jí)三極管T2的發(fā)射極與中間級(jí)電阻R14連接；中間級(jí)第一電容C3連接于中間級(jí)三極管Tl的基極和集電極之間，中間級(jí)電容C4連接于中間級(jí)三極管T2的基極和集電極之間；中間級(jí)電阻R16的一端連接中間級(jí)三極管Tl的發(fā)射極，另一端串聯(lián)連接中間級(jí)電阻R17，中間級(jí)電阻R17與中間級(jí)三極管T2的發(fā)射極連接；中間級(jí)電容C5的一端連接中間級(jí)三極管Tl的發(fā)射極，另一端串聯(lián)連接中間級(jí)電容C6，中間級(jí)電容C6與中間級(jí)三極管T2的發(fā)射極連接；中間級(jí)電容C7的一端與中間級(jí)電阻R18串聯(lián)，另一端接地；中間級(jí)電阻R18、中間級(jí)電阻R16和中間級(jí)電阻R17、中間級(jí)電容C5和中間級(jí)電容C6和所述取樣電阻RQ連接于第一結(jié)點(diǎn)(即同一結(jié)點(diǎn))。本實(shí)用新型的功率輸出級(jí)模塊包括并聯(lián)于電源兩端的四條對(duì)管支路，其中每一對(duì)管支路包括依次串接的輸出級(jí)電阻RK3 (或輸出級(jí)電阻RK4、輸出級(jí)電阻RK5、輸出級(jí)電阻RK6)、對(duì)管T3 (或?qū)躎4、對(duì)管T5、對(duì)管T6)、對(duì)管17 (或?qū)躎8、對(duì)管T9、對(duì)管T10)和輸出級(jí)電阻RK7 (或輸出級(jí)電阻RK8、輸出級(jí)電阻RK9、輸出級(jí)電阻RK10)，其中對(duì)管T3 (或?qū)躎4、對(duì)管T5、對(duì)管T6)的發(fā)射極與輸出級(jí)電阻RK3 (或輸出級(jí)電阻RK4、輸出級(jí)電阻RK5、輸出級(jí)電阻RK6)連接，對(duì)管T3 (或?qū)躎4、對(duì)管T5、對(duì)管T6)的集電極與對(duì)管17 (或?qū)躎8、對(duì)管T9、對(duì)管T10)的集電極連接，對(duì)管T3 (或?qū)躎4、對(duì)管T5、對(duì)管T6)的基極分別與基極電阻RA3 (或基極電阻RA4、基極電阻RA5、基極電阻RA6)的一端對(duì)應(yīng)連接，各基極電阻RA3 RA6的另一端均連接于中間級(jí)三極管Tl的集電極；對(duì)管17(或?qū)躎8、對(duì)管T9、對(duì)管T10)的發(fā)射極與輸出級(jí)電阻RK7 (或輸出級(jí)電阻RK8、輸出級(jí)電阻RK9、輸出級(jí)電阻RK10)連接，對(duì)管17 (或?qū)躎8、對(duì)管T9、對(duì)管TlO)的基極分別與基極電阻RA7 (或基極電阻RA8、基極電阻RA9、基極電阻RAlO )的一端對(duì)應(yīng)連接，各基極電阻RA7、基極電阻RA8、基極電阻RA9和基極電阻RAlO的另一端均連接于所述中間級(jí)三極管T2的集電極；兩個(gè)同向串聯(lián)后并聯(lián)于電源兩端的輸出級(jí)二極管D3 D4，輸出級(jí)二極管D3 D4與中間級(jí)二極管Dl D2的設(shè)置方向相反；各對(duì)管T3 T6的集電極、各對(duì)管T7 TlO的集電極、輸出級(jí)二極管D3的正極和輸出級(jí)二極管D4的負(fù)極均連接于第一結(jié)點(diǎn)。該功率放大系統(tǒng)還具有保護(hù)電路，保護(hù)電路也是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，保護(hù)電路包括第一保護(hù)電路和第二保護(hù)電路，其中:第一保護(hù)電路包括依次串接的兩個(gè)保護(hù)電路二極管D5 D6、保護(hù)電路電阻R19、保護(hù)電路電阻R20、保護(hù)電路電阻R21和三個(gè)保護(hù)電路二極管D7 D9 ;保護(hù)電路二極管D5 D6與保護(hù)電路二極管D7 D9的設(shè)置方向相反，保護(hù)電路二極管D5的正極與電源的正極+Vcc連接，保護(hù)電路二極管D9的正極與保護(hù)電路第一三極管的基極連接；四個(gè)保護(hù)電路二極管DA3 DA6，其正極均連接于保護(hù)電路電阻R20和保護(hù)電路電阻R21之間，其負(fù)極分別連接于各輸出級(jí)電阻RK3或輸出級(jí)電阻RK4或輸出級(jí)電阻RK5或輸出級(jí)電阻RK6和對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6的發(fā)射極之間；保護(hù)電路電阻R19并聯(lián)連接有光耦Gl ；保護(hù)電路三極管的發(fā)射極與電源正極連接，保護(hù)電路第一三極管的集電極與所述中間級(jí)三極管Tl的集電極連接；第二保護(hù)電路包括依次串接的兩個(gè)保護(hù)電路二極管D13 D14、保護(hù)電路電阻R24、保護(hù)電路電阻R23、保護(hù)電路電阻R22和三個(gè)保護(hù)電路二極管D12 D10，其中保護(hù)電路二極管D14 D13與保護(hù)電路二極管D12 DlO的設(shè)置方向相反，保護(hù)電路二極管D14的負(fù)極與電源的負(fù)極-Vcc連接，保護(hù)電路二極管DlO的負(fù)極與一保護(hù)電路第二三極管的基極連接；四個(gè)保護(hù)電路二極管DA7 DA10，其負(fù)極均連接于保護(hù)電路電阻R23和保護(hù)電路電阻R22之間，其正極分別連接于各輸出級(jí)電阻RK7或輸出級(jí)電阻RK8或輸出級(jí)電阻RK9或輸出級(jí)電阻RKlO和對(duì)管T7或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎lO的發(fā)射極之間；保護(hù)電路電阻R24并聯(lián)有光耦G2 ;保護(hù)電路第二三極管的發(fā)射極與電源負(fù)極連接，保護(hù)電路第二三極管的集電極與所述中間級(jí)三極管T2的集電極連接。圖3顯示了該功率放大系統(tǒng)中電流放大電路原理簡化圖。根據(jù)運(yùn)算放大器Ul的虛短、虛斷概念，可得輸出電流的大小由取樣電阻RQ和輸入級(jí)模塊構(gòu)成的閉環(huán)所決定。取樣電阻RQ的精度對(duì)整個(gè)電路的放大倍數(shù)起到至關(guān)重要的作用。對(duì)于中間放大級(jí)模塊，在一周期內(nèi)，中間級(jí)三極管Tl、T2均導(dǎo)通半周。中間級(jí)二極管Dl D2以及電阻R8 Rll為中間級(jí)三極管Tl T2提供靜態(tài)偏置電壓。靜態(tài)時(shí)，中間級(jí)三極管Tl T2工作在微導(dǎo)通狀態(tài)，調(diào)整電位器R9 RlO的大小可以改變中間級(jí)三極管Tl T2的靜態(tài)工作點(diǎn)，進(jìn)而改變動(dòng)態(tài)時(shí)電路的輸出波形。電阻R13 R17為射級(jí)偏置電阻，用于提高電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定性。電容C5 C6為旁路電容，用于增大電路的交流負(fù)反饋，提高電路帶感性負(fù)載的能力。電容C3 C4分別放置在兩個(gè)中間級(jí)三極管Tl T2的基極和集電極之間，用于抑制電路聞?lì)l自激和提聞電路帶感性負(fù)載的能力。電阻R12和電阻R15上的靜態(tài)電壓為中間級(jí)三極管提供偏置，使其處于微導(dǎo)通狀態(tài)。電阻R18和電容C7為輸出端的阻抗補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，用于防止電路產(chǎn)生自激和提高電路帶感性負(fù)載的能力。對(duì)于輸出級(jí)模塊，四對(duì)大功率的對(duì)管T3 TlO作推挽輸出實(shí)現(xiàn)，RA3 RAlO為基極電阻，RK3 RKlO為取樣電阻，為保護(hù)電路提供基準(zhǔn)電壓。二極管D3 D4用于保護(hù)對(duì)管不被反向電流擊穿。對(duì)于保護(hù)電路，RK3 RK6為取樣電阻，電阻上的電壓決定保護(hù)電路動(dòng)作與否。正常情況下，流過電阻RK3 RK6的電流較小，則二極管DA3 DA6的負(fù)極電位高于正極電位，管子不導(dǎo)通，則二極管D5、二極管D6、光耦Gl上沒有電流流過，光耦Gl不發(fā)送保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。發(fā)生故障時(shí)，流過電阻RK3 RK6的電流增大，當(dāng)電阻RK3 RK6上的電壓大于3V時(shí)，二極管DA3 DA6的負(fù)極電位低于正極電位，管子導(dǎo)通，則二極管D5、二極管D6、光耦Gl上有電流流過，光耦Gl發(fā)送保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于智能變電站測試系統(tǒng)的功率放大系統(tǒng)，包括輸入端和輸出端，其特征在于，所述輸入端連接輸入級(jí)模塊，輸入級(jí)模塊通過繼電器Jl與中間放大級(jí)模塊連接，中間放大級(jí)模塊與功率輸出級(jí)模塊連接，功率輸出級(jí)模塊通過取樣電阻RQ與輸出端連接，所述取樣電阻RQ還與輸入級(jí)模塊連接形成電流負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率放大系統(tǒng)，其特征在于，還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路與功率輸出級(jí)模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率放大系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入級(jí)模塊包括運(yùn)算放大器Ul、輸入級(jí)電阻Rl R5 ;輸入級(jí)電阻Rl的一端與所述輸入端連接，另一端接地；輸入級(jí)電阻R2的一端與所述輸入端連接，另一端與運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接；輸入級(jí)電阻R3的一端與運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，另一端與所述取樣電阻RQ的一端連接；輸入級(jí)電阻R4的一端與運(yùn)算放大器Ul的正相輸入端連接，另一端與所述取樣電阻RQ的另一端連接；輸入級(jí)電阻R5的一端與運(yùn)算放大器Ul的正相輸入端連接，另一端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率放大系統(tǒng)，其特征在于，所述中間放大級(jí)模塊為上下對(duì)稱的推挽式放大結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率放大系統(tǒng)，其特征在于，所述中間放大級(jí)模塊包括十三個(gè)中間級(jí)電阻R6 Rl8、兩個(gè)中間級(jí)三極管TI和T2、兩個(gè)中間級(jí)二極管DI和D2、五個(gè)中間級(jí)電容C3 C7 ;中間級(jí)電阻R6的一端與所述繼電器Jl連接，另一端接地；中間級(jí)電阻R7的一端與所述繼電器Jl連接，另一端連接于中間級(jí)二極管Dl的負(fù)極和中間級(jí)二極管D2的正極之間；中間級(jí)電阻R8、電位器R9、中間級(jí)二極管D1、中間級(jí)二極管D2、電位器RlO、中間級(jí)電阻Rll依次串聯(lián)連接，且并聯(lián)于電源兩端；中間級(jí)三極管Tl的基極連接于串聯(lián)的中間級(jí)電阻R8和電位器R9之間，中間級(jí)三極管Tl的集電極與中間級(jí)電阻R12連接，中間級(jí)三極管Tl的發(fā)射極與中間級(jí)電阻R13連接；中間級(jí)三極管T2的基極連接于串聯(lián)的中間級(jí)電阻Rll和電位器RlO之間，中間級(jí)三極管T2的集電極與中間級(jí)電阻R15連接，中間級(jí)三極管T2的發(fā)射極與中間級(jí)電阻R14連接；中間級(jí)第一電容C3連接于中間級(jí)三極管Tl的基極和集電極之間，中間級(jí) 電容C4連接于中間級(jí)三極管T2的基極和集電極之間；中間級(jí)電阻R16的一端連接中間級(jí)三極管Tl的發(fā)射極，另一端串聯(lián)連接中間級(jí)電阻R17，中間級(jí)電阻R17與中間級(jí)三極管T2的發(fā)射極連接；中間級(jí)電容C5的一端連接中間級(jí)三極管Tl的發(fā)射極，另一端串聯(lián)連接中間級(jí)電容C6，中間級(jí)電容C6與中間級(jí)三極管T2的發(fā)射極連接；中間級(jí)電容C7的一端與中間級(jí)電阻R18串聯(lián)，另一端接地；中間級(jí)電阻R18、中間級(jí)電阻R16和中間級(jí)電阻R17、中間級(jí)電容C5和中間級(jí)電容C6和所述取樣電阻RQ連接于第一結(jié)點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率放大系統(tǒng)，其特征在于，所述功率輸出級(jí)模塊為推挽式結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種功率放大系統(tǒng)，其特征在于，所述功率輸出級(jí)模塊包括并聯(lián)于電源兩端的四條對(duì)管支路，每一條對(duì)管支路包括依次串聯(lián)的輸出級(jí)電阻RK3或輸出級(jí)電阻RK4或輸出級(jí)電阻RK5或輸出級(jí)電阻RK6、對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6、對(duì)管T7或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎lO和輸出級(jí)電阻RK7或輸出級(jí)電阻RK8或輸出級(jí)電阻RK9或輸出級(jí)電阻RKlO ;對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6的發(fā)射極與輸出級(jí)電阻RK3或輸出級(jí)電阻RK4或輸出級(jí)電阻RK5或輸出級(jí)電阻RK6連接，對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6的集電極與對(duì)管T7或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎lO的集電極連接，對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6的基極分別與基極電阻RA3或基極電阻RA4或基極電阻RA5或基極電阻RA6的一端對(duì)應(yīng)連接，基極電阻RA3或基極電阻RA4或基極電阻RA5或基極電阻RA6的另一端均連接于所述中間級(jí)三極管Tl的集電極；對(duì)管T7或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎IO的發(fā)射極與輸出級(jí)電阻RK7或輸出級(jí)電阻RK8或輸出級(jí)電阻RK9或輸出級(jí)電阻RKIO連接，對(duì)管T7或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎lO的基極分別與基極電阻RA7或輸出級(jí)電阻RA8或輸出級(jí)電阻RA9或輸出級(jí)電阻RA 10的一端對(duì)應(yīng)連接，基極電阻RA7或基極電阻RA8或基極電阻RA9或基極電阻RAlO的另一端均連接于所述中間級(jí)三極管T2的集電極；所述對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6的集電極和對(duì)管17或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎lO的集電極均連接于所述第一結(jié)點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種功率放大系統(tǒng)，其特征在于，所述功率輸出級(jí)模塊還包括兩個(gè)同向串聯(lián)后并聯(lián)于電源兩端的輸出級(jí)二極管D3 D4，所述兩個(gè)輸出級(jí)二極管D3 D4與中間級(jí)二極管Dl D2的設(shè)置方向相反；輸出級(jí)二極管D3的正極和輸出級(jí)二極管D4的負(fù)極連接于所述第一結(jié)點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種功率放大系統(tǒng)，其特征在于，所述保護(hù)電路包括第一保護(hù)電路和第二保護(hù)電路； 第一保護(hù)電路包括依次串接的兩個(gè)保護(hù)電路二極管D5 D6、保護(hù)電路電阻R19、保護(hù)電路電阻R20、保護(hù)電路電阻R21和三個(gè)保護(hù)電路二極管D7 D9 ;保護(hù)電路二極管D5 D6與保護(hù)電路二極管D7 D9的設(shè)置方向相反，保護(hù)電路二極管D5的正極與電源的正極連接，保護(hù)電路二極管D9的正極與保護(hù)電路第一三極管的基極連接；四個(gè)保護(hù)電路二極管DA3 DA6，其正極均連接于保護(hù)電路電阻R20和保護(hù)電路電阻R21之間，其負(fù)極分別連接于各輸出級(jí)電阻RK3或輸出級(jí)電阻RK4或輸出級(jí)電阻RK5或輸出級(jí)電阻RK6和對(duì)管T3或?qū)躎4或?qū)躎5或?qū)躎6的發(fā)射極之間；保護(hù)電路電阻R19并聯(lián)連接有光耦Gl ;保護(hù)電路三極管的發(fā)射極與電源正極連接，保護(hù)電路第一三極管的集電極與所述中間級(jí)三極管Tl的集電極連接； 第二保護(hù)電路包括依次 串接的兩個(gè)保護(hù)電路二極管D13 D14、保護(hù)電路電阻R24、保護(hù)電路電阻R23、保護(hù)電路電阻R22和三個(gè)保護(hù)電路二極管D12 D10，其中保護(hù)電路二極管D14 D13與保護(hù)電路二極管D12 DlO的設(shè)置方向相反，保護(hù)電路二極管D14的負(fù)極與電源的負(fù)極連接，保護(hù)電路二極管DlO的負(fù)極與一保護(hù)電路第二三極管的基極連接；四個(gè)保護(hù)電路二極管DA7 DA10，其負(fù)極均連接于保護(hù)電路電阻R23和保護(hù)電路電阻R22之間，其正極分別連接于各輸出級(jí)電阻RK7或輸出級(jí)電阻RK8或輸出級(jí)電阻RK9或輸出級(jí)電阻RKlO和對(duì)管17或?qū)躎8或?qū)躎9或?qū)躎lO的發(fā)射極之間；保護(hù)電路電阻R24并聯(lián)有光耦G2 ;保護(hù)電路第二三極管的發(fā)射極與電源負(fù)極連接，保護(hù)電路第二三極管的集電極與所述中間級(jí)三極管T2的集電極連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于智能變電站測試系統(tǒng)的功率放大系統(tǒng)，該功率放大系統(tǒng)能夠?qū)斎氲幕鶞?zhǔn)信號(hào)進(jìn)行線形放大，同時(shí)輸出的功率大，能夠滿足智能變電站測試系統(tǒng)的要求。本實(shí)用新型包括輸入端和輸出端，輸入端連接輸入級(jí)模塊，輸入級(jí)模塊通過繼電器J1與中間放大級(jí)模塊連接，繼電器J1在控制信號(hào)的作用下實(shí)現(xiàn)中間放大級(jí)模塊與輸入級(jí)模塊的連通與斷開；中間放大級(jí)模塊與功率輸出級(jí)模塊連接，功率輸出級(jí)模塊通過取樣電阻RQ與輸出端連接，取樣電阻RQ還與輸入級(jí)模塊連接形成電流負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。功率放大系統(tǒng)輸出的電流大小由取樣電阻和輸入級(jí)模塊構(gòu)成的閉環(huán)決定。
文檔編號(hào)H03F3/30GK202940777SQ20122069625
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者苗培青, 劉延華, 井雨剛, 孫運(yùn)濤, 唐新建, 王永波 申請(qǐng)人:山東電力集團(tuán)公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司