專利名稱：帶有75%高壓測量按鈕的準諧振直流高壓發(fā)生器的制作方法
技術領域：
本實用新型是電力系統(tǒng)高壓試驗領域中的一種帶有75％高壓測量按鈕的準諧振直流高壓發(fā)生器，是由前級脈寬調(diào)制全橋調(diào)壓器、后級準諧振全橋驅(qū)動器、倍壓整流器、參考電壓調(diào)節(jié)電路組成，并在操作面板上帶有75％高壓測量按鈕。
公知的測量用直流高壓發(fā)生器均采用單級脈寬調(diào)制型開關驅(qū)動器，由于其電壓波形為高頻分量豐富的方波，而倍壓整流器對驅(qū)動器而言是容性負載，這就使開關驅(qū)動器每個開啟周期開始時出現(xiàn)一個極大的電流尖峰，此電流尖峰常常使升壓變壓器磁通量飽和而使其嚴重發(fā)熱，并使驅(qū)動管過流而損壞，造成直流高壓發(fā)生器效率低、可靠性變差、紋波大、電壓穩(wěn)定性差。
在電力系統(tǒng)高壓試驗中，經(jīng)常使用直流高壓發(fā)生器用以測量高壓設備的直流泄漏電流，特別是對氧化鋅避雷器而言，要測出參考電壓值V1mA(通過直流1mA電流時的電壓值)的75％電壓下的泄漏電流值。原有的直流高壓發(fā)生器測量氧化鋅避雷器時，要先升到高壓電流為1mA時記下此時的參考電壓值V1mA，再計算出V1mA×75％的電壓值，進而將電壓調(diào)至此值，讀出此電壓值時的泄漏電流，以判斷避雷器合格與否，操作過程比較繁瑣。
本實用新型的目的是為了克服上述不足和簡化測試氧化鋅避雷器的繁瑣過程而設計一種高效率、高可靠性、高電壓穩(wěn)定性、低紋波、操作簡單的直流高壓發(fā)生器。
本實用新型的目的是通過以下電路結構實現(xiàn)的帶有75％高壓測量按鈕的準諧振直流高壓發(fā)生器，是由前級脈寬調(diào)制全橋調(diào)壓器、后級準諧振全橋驅(qū)動器、倍壓整流器、參考電壓調(diào)節(jié)電路組成。工頻交流電源經(jīng)前級脈寬調(diào)制全橋調(diào)壓器整流、濾波、脈寬調(diào)制開關穩(wěn)壓后成為0～200伏特的可調(diào)低壓直流電，輸出到后級準諧振全橋驅(qū)動器，經(jīng)后級準諧振全橋驅(qū)動器逆變后成為約1萬伏特峰值的準正弦高頻交流電，加到倍壓整流器輸入端，在倍壓整流器的輸出端輸出高壓直流電。參考電壓調(diào)節(jié)電路測量前后級的輸出電壓，與調(diào)定的參考電壓進行誤差比較，分別控制前后級的工作脈寬，起到穩(wěn)壓和調(diào)壓的作用。
參考電壓調(diào)節(jié)電路是由調(diào)壓電位器、分壓電位器、75％高壓測量按鈕、前級誤差比較器、后級誤差比較器、前級測量電阻分壓器、后級測量電阻分壓器和電壓測量反相器所組成。由75％高壓測量按鈕切換由調(diào)壓電位器和分壓電位器所確定的參考電壓，分別在前級誤差比較器與前級測量電阻分壓器得到的前級測量電壓，及在后級誤差比較器與后級測量電阻分壓器和電壓測量反相器得到的后級測量電壓進行比較，得到的誤差信號分別控制前級脈寬調(diào)制全橋調(diào)壓器和后級準諧振全橋驅(qū)動器的工作脈寬，達到穩(wěn)壓和75％高壓測量的目的。分壓電位器的輸入端是接在調(diào)壓電位器的調(diào)節(jié)臂輸出端上，形成由調(diào)壓電位器調(diào)定的任意參考電壓的75％固定分壓比。為方便使用和操作，75％高壓測量按鈕安裝在本直流高壓發(fā)生器的操作面板上。
在后級準諧振全橋驅(qū)動器的回路中，串接有諧振電容和諧于準諧振開關狀態(tài)。諧振電容是由CBB電容和滌綸高頻電容并聯(lián)復合而成，用以減小高頻損耗，提高高壓直流發(fā)生器的轉(zhuǎn)換效率。諧振電感是用漆包線在條形十字絕緣骨架上間繞而成，此結構易于散熱和電感量的調(diào)整。LC諧振電路的諧振頻率為后級準諧振全橋驅(qū)動器工作頻率的1/2～1/4。
本實用新型的
圖1為本實用新型的電路示意圖，圖中[1]前級脈寬調(diào)制全橋調(diào)壓器，[2]后級準諧振全橋驅(qū)動器，[3]倍壓整流器，[4]參考電壓調(diào)節(jié)電路，[5]前級測量電阻分壓器，[6]前級誤差比較器，[7]后級測量電阻分壓器，[8]后級誤差比較器，[9]75％高壓測量按鈕，[10]調(diào)壓電位器，[11]分壓電位器，[12]電壓測量反相器，[13]諧振電容，[14]諧振電感，[15]高頻升壓變壓器。
以下結合附圖說明電路的工作原理前級脈寬調(diào)制全橋調(diào)壓器[1]是一種普通的PWM型開關調(diào)壓電源電路，工頻交流電源經(jīng)前級脈寬調(diào)制全橋調(diào)壓器[1]整流、濾波、脈寬調(diào)制開關穩(wěn)壓后，成為0～200伏特的可調(diào)低壓直流電+Vt，輸出到后級準諧振全橋驅(qū)動器[2]。后級準諧振全橋驅(qū)動器[2]是一種工作于準諧振狀態(tài)的開關電路，工作電壓波形近似于正弦波，其輸出高頻變壓器是一個高變比的高頻升壓變壓器[15]。直流電壓+Vt經(jīng)后級準諧振全橋驅(qū)動器[2]和高頻升壓變壓器[15]逆變后，成為約1萬伏特峰值的準正弦高頻交流電，加到倍壓整流器[3]的輸入端，在倍壓整流器[3]的輸出端輸出高壓直流電。參考電壓調(diào)節(jié)電路[4]測量前后級的輸出電壓，與調(diào)定的參考電壓進行誤差比較，分別控制前后級的工作脈寬，起到穩(wěn)壓和調(diào)壓的作用。
由調(diào)壓電位器[10]所確定的參考電壓Va，和由分壓電位器從Va分壓確定的參考電壓Vb，并由75％高壓測量按鈕[9]切換選擇產(chǎn)生參考電壓Vc。前級輸出電壓+Vt經(jīng)前級測量電阻分壓器[5]產(chǎn)生前級測量信號電壓，由前級誤差比較器[6]與參考電壓Vc比較后，控制前級脈寬調(diào)制全橋調(diào)壓器[1]的脈寬，使前級輸出電壓+Vt與參考電壓Vc成比例變化，達到開關調(diào)壓和穩(wěn)壓的目的。
后級輸出負直流高壓-HV經(jīng)后級測量電阻分壓器[7]和電壓測量反相器[12]產(chǎn)生后級測量信號電壓，由后級誤差比較器[8]與參考電壓Vc比較后，控制后級準諧振全橋驅(qū)動器[2]和倍壓整流器[3]組成的后級升壓電路的脈寬，使后級輸出負直流高壓-HV與參考電壓Vc成比例變化。
調(diào)壓電位器[10]所確定的參考電壓Va可從0V調(diào)整到+Vcc，分壓電位器[11]從Va分壓確定的參考電壓Vb跟隨Va電壓的變化，是Va電壓的75％固定分壓比，因而參考電壓Va在任意電壓值，當75％高壓測量按鈕[9]選擇參考電壓Vb時，參考電壓Vc就是參考電壓Va調(diào)定電壓的75％分壓電壓。前級輸出電壓+Vt和后級輸出負直流高壓-HV就跟隨參考電壓Vc的變化，產(chǎn)生75％固定分壓比的輸出電壓，從而實現(xiàn)75％固定分壓比輸出電壓的單鍵切換功能。在測量氧化鋅避雷器的泄漏電流操作過程中，只需調(diào)節(jié)調(diào)壓電位器[10]，使后級輸出負直流高壓-HV達到后級輸出電流為1mA時的V1mA，然后按下75％高壓測量按鈕[9]，輸出電壓自動調(diào)整到參考電壓的75％電壓值，此時讀出的后級輸出電流值即為氧化鋅避雷器的泄漏電流值，實現(xiàn)了對氧化鋅避雷器直流參考電壓V1mA×75％的泄漏電流值的自動測量。
由于倍壓整流器[3]一般是由高壓整流二極管和高壓電容級聯(lián)而成，屬于容性負載，而高頻升壓變壓器[15]的變比較高，增強了容性負載的電容量，致使工作波形為方波的普通驅(qū)動器的工作電流很高。本實用新型在后級準諧振全橋驅(qū)動器[2]的電路回路中，串接有諧振電容[13]和諧振電感[14]串聯(lián)組成的LC諧振電路。使后級準諧振全橋驅(qū)動器[2]工作于準諧振開關狀態(tài)，其工作波形為準正弦波，在每個工作周期中，使容性負載具有合適的充放電電流，大大減小了后級準諧振全橋驅(qū)動器[2]的工作電流，提高了效率。諧振電容[13]是用高頻損耗小的CBB電容和滌綸高頻電容并聯(lián)復合而成，用以減小高頻損耗，進一步提高高壓發(fā)生器的效率。諧振電感[14]是用多股絞合的高強度漆包線在條形十字絕緣骨架上間繞而成，此結構易于諧振電感[14]的散熱和電感量的調(diào)整。LC諧振電路的諧振頻率過高或過低都不能有效地發(fā)揮準諧振電路的優(yōu)勢，甚至不能起振。經(jīng)實驗確定LC諧振電路的諧振頻率為后級準諧振全橋驅(qū)動器[2]工作頻率的1/2～1/4最佳。
權利要求1．一種帶有75％高壓測量按鈕的準諧振直流高壓發(fā)生器，是由前級脈寬調(diào)制全橋調(diào)壓器、后級準諧振全橋驅(qū)動器、倍壓整流器、參考電壓調(diào)節(jié)電路組成；其特征在于(1)參考電壓調(diào)節(jié)電路是由調(diào)壓電位器、分壓電位器、75％高壓測量按鈕、前級誤差比較器、后級誤差比較器、前級測量電阻分壓器、后級測量電阻分壓器和電壓測量反相器組成；由75％高壓測量按鈕切換由調(diào)壓電位器和分壓電位器所確定的參考電壓，分別在前級誤差比較器與前級測量電阻分壓器得到的前級測量電壓，及在后級誤差比較器與后級測量電阻分壓器和電壓測量反相器得到的后級測量電壓進行比較，得到的誤差信號分別控制前級脈寬調(diào)制全橋調(diào)壓器和后級準諧振全橋驅(qū)動器的工作脈寬，達到穩(wěn)壓和75％高壓測量的目的；(2)后級準諧振全橋驅(qū)動器工作于準諧振開關狀態(tài)，其電路回路中帶有諧振電容和諧振電感串聯(lián)組成的LC諧振電路。
2．如權利要求1所述的帶有75％高壓測量按鈕的準諧振直流高壓發(fā)生器，其特征在于75％高壓測量按鈕是安裝在帶有75％高壓測量按鈕的準諧振直流高壓發(fā)生器操作面板上的切換開關。
3．如權利要求1所述的帶有75％高壓測量按鈕的準諧振直流高壓發(fā)生器，其特征在于分壓電位器的輸入端是接在調(diào)壓電位器的調(diào)節(jié)臂輸出端上，形成由調(diào)壓電位器調(diào)定的任意參考電壓的75％固定分壓比。
4．如權利要求1所述的帶有75％高壓測量按鈕的準諧振直流高壓發(fā)生器，其特征在于諧振電容是由CBB電容和滌綸高頻電容并聯(lián)復合而成，諧振電感是用漆包線在條形十字絕緣骨架上間繞而成，LC諧振電路的諧振頻率為后級準諧振全橋驅(qū)動器工作頻率的1/2～1/4。
專利摘要本實用新型是一種帶有75%高壓測量按鈕的準諧振直流高壓發(fā)生器,由前級脈寬調(diào)制全橋調(diào)壓器、后級準諧振全橋驅(qū)動器、倍壓整流器、參考電壓調(diào)節(jié)電路組成。采用前后兩級穩(wěn)壓,后級為串聯(lián)LC準諧振式全橋升壓驅(qū)動器,并設置了75%高壓測量按鈕,使之具有操作簡單、高效、高可靠性、高穩(wěn)定性的特點,適用于電力系統(tǒng)高壓試驗領域中的泄漏電流測量。
文檔編號H02M5/00GK2335307SQ97218200
公開日1999年8月25日 申請日期1997年6月5日 優(yōu)先權日1997年6月5日
發(fā)明者南海鷹 申請人:南海鷹