本發(fā)明涉及電力電纜測試，尤其涉及一種超低頻高壓發(fā)生器驅(qū)動電路及工作方法。

背景技術(shù)：

1、在電力系統(tǒng)的檢測和維護(hù)中，高壓發(fā)生器是進(jìn)行電力電纜耐壓測試等工作的關(guān)鍵設(shè)備。傳統(tǒng)采用工頻的測試方式，由于其頻率特性，使得測試儀器往往體積龐大且重量過重。隨著技術(shù)的發(fā)展，超低頻高壓發(fā)生器逐漸得到應(yīng)用，其替代工頻在一定程度上減少了測試儀器的重量和體積。然而，即便如此，現(xiàn)有技術(shù)下同等容量的超低頻高壓發(fā)生器仍然存在諸多不足。例如，常見的80kv/50ma的超低頻測試儀器重量可達(dá)100kg，且體積較大。這種笨重的特性給設(shè)備的運輸、安裝以及現(xiàn)場操作都帶來了極大的不便，限制了其在一些特定環(huán)境或需要頻繁移動場景下的應(yīng)用。為了克服這些問題，一種疊層式高壓發(fā)生器的新結(jié)構(gòu)被提出，這種新結(jié)構(gòu)可以將設(shè)備重量降低到30kg左右，體積也大大減小。

2、然而這種新型的疊層式高壓發(fā)生器需要一種與之相匹配的驅(qū)動電路。現(xiàn)有的驅(qū)動電路在結(jié)構(gòu)和性能上無法滿足疊層式高壓發(fā)生器的特殊需求，主要體現(xiàn)在波形輸出、功率轉(zhuǎn)換效率以及體積等方面。首先對于超低頻高壓發(fā)生器在不同測試需求下需要輸出多種波形的要求，現(xiàn)有的驅(qū)動電路難以實現(xiàn)靈活的波形控制和輸出，其次現(xiàn)有驅(qū)動電路無法在滿足超低頻高壓輸出的同時實現(xiàn)高效的功率轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致能源浪費或無法滿足一些對功率要求較高的測試場景，并且現(xiàn)有驅(qū)動電路自身的結(jié)構(gòu)和設(shè)計無法與疊層式高壓發(fā)生器的小型化和輕量化特點相匹配，無法進(jìn)一步提升整個設(shè)備的便攜性和適用性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種超低頻高壓發(fā)生器驅(qū)動電路及工作方法，該電路包含正半周驅(qū)動器和負(fù)半周驅(qū)動器，分別驅(qū)動疊層式高壓發(fā)生器產(chǎn)生正負(fù)高壓，可以得到任意波形輸出，采用高頻工作，電路結(jié)構(gòu)非常簡單，體積重量很小。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種超低頻高壓發(fā)生器驅(qū)動電路，包括：高壓發(fā)生器和驅(qū)動器；

4、所述高壓發(fā)生器包括升壓器、正半周磁棒線圈和負(fù)半周磁棒線圈；所述升壓器包括第一線圈、第二線圈和整流濾波放電電路，所述正半周磁棒線圈和負(fù)半周磁棒線圈均與所述升壓器互感耦合連接；

5、所述驅(qū)動器包括正半周驅(qū)動器和負(fù)半周驅(qū)動器，所述正半周驅(qū)動器和負(fù)半周驅(qū)動器的輸出端分別與正半周磁棒線圈和負(fù)半周磁棒線圈電氣連接；并且所述正半周驅(qū)動器和負(fù)半周驅(qū)動器的輸入端連接有整流濾波電路。

6、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述升壓器為疊層式升壓器，具體的：所述疊層式升壓器的每個疊層均包含第一線圈、第二線圈以及整流濾波和放電電路；所有疊層之間則串聯(lián)組裝。

7、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述正半周磁棒線圈與所述第一線圈互感耦合連接；所述負(fù)半周磁棒線圈與所述第二線圈互感耦合連接。

8、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述正半周磁棒線圈和所述負(fù)半周磁棒線圈的外側(cè)套設(shè)有絕緣管。

9、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述正半周驅(qū)動器包括第一dcdc降壓電路、第一濾波電感、第一高頻調(diào)幅電路、第一濾波電路、第一pwm驅(qū)動器和第一方波驅(qū)動器；所述負(fù)半周驅(qū)動器包括第二dcdc降壓電路、第二濾波電感、第二高頻調(diào)幅電路、第二濾波電路、第二pwm驅(qū)動器和第二方波驅(qū)動器。

10、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第一dcdc降壓電路包括第一晶體管和第二晶體管，所述第一高頻調(diào)幅電路包括第三晶體管和第四晶體管；所述第一濾波電路包括第一隔直電容、第二隔直電容和第一濾波電容；具體的：所述第一晶體管的集電極與整流濾波電路的輸出端相連，第一晶體管的發(fā)射極分別與第二晶體管的集電極和第一濾波電感的一端相連，第二晶體管的發(fā)射極接地，所述第一濾波電感的另一端分別與第三晶體管的集電極、第一隔直電容的一端以及第一濾波電容的正極相連，第三晶體管的發(fā)射極分別與第四晶體管的集電極和正半周磁棒線圈的一端相連，第四晶體管的發(fā)射極接地，所述第一隔直電容的另一端分別與第二隔直電容的一端和正半周磁棒線圈的另一端相連，第二隔直電容的另一端接地，所述第一濾波電容的負(fù)極接地。

11、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第一晶體管和第二晶體管的柵極與第一pwm驅(qū)動器相連，所述第三晶體管和第四晶體管的柵極與第一方波驅(qū)動器相連。

12、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第二dcdc降壓電路包括第五晶體管和第六晶體管，所述第二高頻調(diào)幅電路包括第七晶體管和第八晶體管；所述第二濾波電路包括第三隔直電容、第四隔直電容和第二濾波電容；具體的：所述第五晶體管的集電極與整流濾波電路的輸出端相連，第五晶體管的發(fā)射極分別與第六晶體管的集電極和第二濾波電感的一端相連，第六晶體管的發(fā)射極接地，所述第二濾波電感的另一端分別與第七晶體管的集電極、第三隔直電容的一端以及第二濾波電容的正極相連，第七晶體管的發(fā)射極分別與第八晶體管的集電極和負(fù)半周磁棒線圈的一端相連，第八晶體管的發(fā)射極接地，所述第三隔直電容的另一端分別與第四隔直電容的一端和負(fù)半周磁棒線圈的另一端相連，第四隔直電容的另一端接地，所述第二濾波電容的負(fù)極接地。

13、作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述第五晶體管和第六晶體管的柵極與第二pwm驅(qū)動器相連，所述第七晶體管和第八晶體管的柵極與第二方波驅(qū)動器相連。

14、第二方面，本發(fā)明提供一種超低頻高壓發(fā)生器驅(qū)動電路的工作方法，基于第一方面提供的一種超低頻高壓發(fā)生器驅(qū)動電路，包括：交流電源經(jīng)過整流濾波電路為正半周驅(qū)動器和負(fù)半周驅(qū)動器提供供電電源，在正半周驅(qū)動器中，第一晶體管和第二晶體管在第一pwm驅(qū)動器的驅(qū)動下產(chǎn)生pwm波形，經(jīng)過第一濾波電路產(chǎn)生正半周波形，第三晶體管和第四晶體管在第一方波驅(qū)動器的驅(qū)動下交替導(dǎo)通，在正半周磁棒線圈上產(chǎn)生了高頻調(diào)幅電壓；在負(fù)半周驅(qū)動器中，第五晶體管和第六晶體管在第二pwm驅(qū)動器的驅(qū)動下產(chǎn)生pwm波形，經(jīng)過第二濾波電路產(chǎn)生負(fù)半周波形，第七晶體管和第八晶體管在第二方波驅(qū)動器的驅(qū)動下交替導(dǎo)通，在負(fù)半周磁棒線圈上產(chǎn)生了高頻調(diào)幅電壓；若干疊層串聯(lián)產(chǎn)生相應(yīng)極性的高壓輸出，得到任意波形高壓輸出。

15、本發(fā)明一個或多個技術(shù)方案具有以下有益效果：

16、（1）本發(fā)明通過正半周驅(qū)動器和負(fù)半周驅(qū)動器分別驅(qū)動高壓發(fā)生器的正半周磁棒和負(fù)半周磁棒上的正負(fù)半周磁棒線圈，通過疊層式升壓器實現(xiàn)了任意波形高壓輸出，滿足了超低頻高壓發(fā)生器在不同測試需求下需要輸出多種波形的要求。

17、（2）本發(fā)明中的每一個驅(qū)動器的第一級形成低壓半周波形，第二級將低壓半周波形轉(zhuǎn)換為調(diào)幅方波驅(qū)動磁棒線圈，再通過疊層式高壓發(fā)生器產(chǎn)生高壓輸出，實現(xiàn)了大功率轉(zhuǎn)換，且這種多級轉(zhuǎn)換方式能夠充分利用電能，在實現(xiàn)超低頻高壓輸出的同時，確保了功率轉(zhuǎn)換效率的提高。在實際應(yīng)用中，無論是在實驗室環(huán)境還是現(xiàn)場測試場景下，都能夠滿足不同高壓測試對功率的需求，保證了測試的準(zhǔn)確性和可靠性。

18、（3）本發(fā)明提供的驅(qū)動電路能完美的與疊層式高壓發(fā)生器相匹配，實現(xiàn)了整體的小型化和輕量化，這種小型化和輕量化的特點使得設(shè)備更便于運輸、安裝和在各種不同的現(xiàn)場環(huán)境中使用，極大地提高了設(shè)備的便攜性和適用性。