專利名稱：一種工頻大量程交變恒流源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種中間變換為直流的交流和交流間變換的裝置，其與變壓器進行組合，具體涉及一種工頻大量程的交變恒流源。
背景技術(shù)：
低壓電器中的接觸器、斷路器等出廠檢驗時，需要通以恒定的工頻交變電流(中國為50Hz)對其進行測試，由于接觸器、斷路器規(guī)格多，涉及的電流范圍寬，有的高至數(shù)千安培。
目前，市場上的大量程交變恒流源普遍采用調(diào)壓器方式，例如，中國發(fā)明專利申請CN1464350A公開了一種數(shù)字式交流恒流源，其由一次調(diào)節(jié)調(diào)壓器、二次調(diào)節(jié)調(diào)壓器、輸出變壓器、傳感器及控制電路構(gòu)成，控制電路分別控制第一和第二電動機，對調(diào)壓器的抽頭位置進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時，控制電路根據(jù)傳感器的信號，確定調(diào)壓器的變化方式，分別控制兩個電動機的動作，使調(diào)壓器的輸出發(fā)生變化，實現(xiàn)輸出電流的自動調(diào)節(jié)。這類調(diào)壓器結(jié)構(gòu)的電流源存在的問題是精度低(一般為5％)，響應(yīng)時間長(因為采用電機調(diào)節(jié)電壓，秒級)，不能滿足較高精度的接觸器、斷路器測試要求。
與上述結(jié)構(gòu)不同，如中國實用新型專利CN2641689Y，公開了一種低成本高分辨率數(shù)控恒流源，其采用D/A芯片替代調(diào)壓器實現(xiàn)恒流控制，雖然結(jié)構(gòu)比較簡單，但其輸出具有分級，不能做到連續(xù)調(diào)節(jié)，并且輸出電流不大，因而無法適應(yīng)上述工頻大量程應(yīng)用的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的是提供一種適用于工頻大量程使用的交變恒流源，以滿足測試時對精度和響應(yīng)時間的要求。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種工頻大量程交變恒流源，由交流-直流-交流電子逆變電路和降壓升流變壓器構(gòu)成，所述電子逆變電路包括，交流-直流轉(zhuǎn)換模塊、大功率開關(guān)模塊IGBT及其驅(qū)動電路、控制單元、正弦脈寬調(diào)制電路、濾波電路以及傳感電路，控制單元的輸出連接正弦脈寬調(diào)制電路，正弦脈寬調(diào)制電路的輸出經(jīng)驅(qū)動電路驅(qū)動IGBT，IGBT的輸出經(jīng)降壓升流變壓器后濾波電路后輸出至負載，所述傳感電路由設(shè)置于負載回路中的電流互感器及與電流互感器連接的A/D采集電路構(gòu)成，A/D采集電路的輸出連接至控制單元的輸入接口。
上述技術(shù)方案中，所述降壓升流變壓器的初次級匝比在15∶1至25∶1之間。進一步，優(yōu)選的初次級匝比為20∶1。
上述技術(shù)方案中，所述交流-直流轉(zhuǎn)換模塊為現(xiàn)有技術(shù)，用于將交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號，正弦脈寬調(diào)制電路(SPWM)現(xiàn)在常用于變頻調(diào)節(jié)電路，這里，可以選用SA4828集成塊，其特點是，全數(shù)字化操作，輸出波形精度高，頻率控制精度達16位，工作方式靈活，配備有微處理器接口，方便寫入載波頻率、電源頻率、輸出幅值等數(shù)據(jù)，并且只在需改變工作方式時才刷新。所述控制單元可以采用單片機系統(tǒng)或者是PC機構(gòu)成，用于控制正弦脈寬調(diào)制電路產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制波形，可設(shè)定其正弦波頻率、載波頻率、電壓幅度相對百分比等參數(shù)。正弦脈寬調(diào)制電路輸出波形經(jīng)驅(qū)動電路作用于大功率開關(guān)模塊IGBT，產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制的交變電壓。再經(jīng)濾波電路濾除載波頻率成份，得到失真度很小的正弦波電壓，即為工頻電壓。一般地，上述方式實現(xiàn)的交變電壓峰峰值為200伏，最大電流75安培，經(jīng)降壓升流變壓器降壓實現(xiàn)升流，例如，取變壓器初次級匝比為20∶1，功率為7.5千瓦，這樣當(dāng)輸入電流為75安培時，輸出電流峰值為1500安培，電壓峰峰值10伏，有效值不小于1000安培。
由于接觸器、斷路器大電流測試時沒有電壓要求，電壓可以很低，上述范圍能滿足用戶需求。
恒定交變電流的產(chǎn)生過程如下通過電流互感器獲得電流信號，經(jīng)A/D采集電路采集計算其有效值(A/D采集電路功能也可以由單片機或PC機完成)，若測得的電流有效值與設(shè)定電流值不在誤差允許范圍內(nèi)，由控制單元改變脈寬調(diào)制波形的電壓幅度相對百分比，使得降壓升流變壓器濾波后的輸出電壓改變，也即改變了負載電流使其與設(shè)定電流值在誤差允許的范圍內(nèi)，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。自調(diào)節(jié)過程不大于80毫秒。負載阻值發(fā)生變化時，負載電流可實現(xiàn)自動跟蹤調(diào)節(jié)。
由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點1.由于本實用新型將正弦脈寬調(diào)制結(jié)構(gòu)與降壓升流技術(shù)結(jié)合，獲得了高精度的大量程恒定交變電流，精度1％，響應(yīng)時間不大于80毫秒；2.本實用新型輸出電流峰值可達1500安培，能夠滿足接觸器、斷路器等出廠檢驗時大電流測試的要求。


附圖1為本實用新型實施例一的電路框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一參見附圖1所示，一種工頻大量程交變恒流源，由交流-直流-交流電子逆變電路和降壓升流變壓器構(gòu)成，所述電子逆變電路包括，交流-直流轉(zhuǎn)換模塊、大功率開關(guān)模塊IGBT及其驅(qū)動電路、單片機構(gòu)成的控制單元、正弦脈寬調(diào)制電路SPWM、濾波電路以及傳感電路。其中，所述正弦脈寬調(diào)制電路選用SA4828集成塊，控制單元的輸出連接正弦脈寬調(diào)制電路，正弦脈寬調(diào)制電路的輸出經(jīng)驅(qū)動電路驅(qū)動IGBT，IGBT的輸出經(jīng)降壓升流變壓器后濾波電路后輸出至負載，所述傳感電路由設(shè)置于負載回路中的電流互感器及與電流互感器連接的A/D采集電路構(gòu)成，A/D采集電路的輸出連接至控制單元的輸入接口。所述降壓升流變壓器的初次級匝比為20∶1。
實施例二一種工頻大量程交變恒流源，由交流-直流-交流電子逆變電路和降壓升流變壓器構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)與實施例一類似，其中，控制單元采用PC機系統(tǒng)，所述降壓升流變壓器的初次級匝比在15∶1至25∶1之間。
權(quán)利要求1.一種工頻大量程交變恒流源，其特征在于由交流-直流-交流電子逆變電路和降壓升流變壓器構(gòu)成，所述電子逆變電路包括，交流-直流轉(zhuǎn)換模塊、大功率開關(guān)模塊IGBT及其驅(qū)動電路、控制單元、正弦脈寬調(diào)制電路、濾波電路以及傳感電路，控制單元的輸出連接正弦脈寬調(diào)制電路，正弦脈寬調(diào)制電路的輸出經(jīng)驅(qū)動電路驅(qū)動IGBT，IGBT的輸出經(jīng)降壓升流變壓器后濾波電路后輸出至負載，所述傳感電路由設(shè)置于負載回路中的電流互感器及與電流互感器連接的A/D采集電路構(gòu)成，A/D采集電路的輸出連接至控制單元的輸入接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工頻大量程交變恒流源，其特征在于所述降壓升流變壓器的初次級匝比在15∶1至25∶1之間。
專利摘要本實用新型公開了一種工頻大量程交變恒流源，其特征在于由交流—直流—交流電子逆變電路和降壓升流變壓器構(gòu)成，正弦脈寬調(diào)制電路的輸出經(jīng)驅(qū)動電路驅(qū)動IGBT，IGBT的輸出經(jīng)降壓升流變壓器后濾波電路后輸出至負載，所述傳感電路由設(shè)置于負載回路中的電流互感器及與電流互感器連接的A/D采集電路構(gòu)成，A/D采集電路的輸出連接至控制單元的輸入接口。本實用新型精度高響應(yīng)速度快，輸出電流峰值可達1500安培，能夠滿足接觸器、斷路器等出廠檢驗時大電流測試的要求。
文檔編號H02M5/00GK2850131SQ20052007799
公開日2006年12月20日 申請日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月22日
發(fā)明者陳小平, 趙鶴鳴, 周江, 陳紅仙 申請人:蘇州大學(xué)