CN201259535Y - 一种大电流互感器校验用直流电源 - Google Patents

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张冰
刘飞
邱进
何妍
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Abstract

本实用新型涉及一种大电流互感器校验用直流电源，其特征在于：包括四部分，全控整流模块、逆变模块、高频变压器和不控整流模块依次电连接，逆变模块并联在高频变压器的原边，高频变压器的副边并联在不控整流模块的交流侧。本实用新型同时实现了输出电流的纹波系数小于0.5％；输出电流在大范围内连续可调；体积、重量减小；成本大为降低，满足了电力***中对大电流互感器校验的需求。

Description

一种大电流互感器校验用直流电源
技术领域
本实用新型涉及一种大电流互感器校验用直流电源。
背景技术
随着国内高压直流输电工程的增多，对大电流互感器校验用直流电源提出了新的要求。不仅要求此类电源的输出电流能够在几安至一万安的大范围内连续可调，而且还要保证输出电流的高精度、高稳定度，同时为了满足现场测试的需求，还要保证此类电源体积小、重量轻、可靠性高。然而目前还没有满足上述全部要求的直流电源。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种精度更高的大电流互感器校验用直流电源。
本实用新型的技术方案是：一种大电流互感器校验用直流电源，其特征在于：包括四部分，全控整流模块、逆变模块、高频变压器和不控整流模块依次电连接，逆变模块并联在高频变压器的原边，高频变压器的副边并联在不控整流模块的交流侧；
所述的全控整流模块包括一个三相PWM整流电路和一个由电容组成的滤波器；该三相PWM整流电路包括六个功率开关管；滤波器并联在PWM整流电路的直流侧。其中，三相PWM整流电路用于将从***获取的交流电转换成直流电，并使***侧电流畸变减小且功率因素接近为1；滤波器并联在PWM整流电路的直流侧，用于滤出输出电压中的高频谐波成分；
所述的逆变模块采用移相全桥软开关逆变电路，包括四个功率开关管、并联在四个功率开关管上的四个电容和一个谐振电感，该模块用于从全控整流模块获取直流电，并将其转换成高频方波后从交流输出侧输出；
所述的不控整流模块采用倍流整流电路，包括两个大功率快恢复二极管、两个滤波电感和一个滤波电容，倍流整流电路将高频变压器副边输出的高频方波转换成直流电。
如上所述的大电流互感器校验用直流电源，其特征在于：所述的全控整流模块和逆变模块中使用的功率开关管为绝缘栅极双极性晶闸管、门极关断晶闸管、集成门极换向晶闸管中的任何一种。
本实用新型的有益效果是：同时实现了高精度、高稳定度；连续可调、转换效率高；体积小、重量轻；交流电源电流畸变减小，功率因数接近1；成本降低。
高精度、高稳定度：采用的倍流整流电路使输出直流电流纹波更小，可以达到0.5％；
连续可调、转换效率高：逆变模块采用了移相全桥逆变电路，通过改变占空比，实现对输出电流的连续可调，同时该电路实现了功率器件的零电压零电流开关，减小了开关损耗和电磁干扰；
体积小、重量轻：由于采用了高频变压器，直流源体积和重量是同等性能的传统直流源30％；
交流电源电流畸变减小，功率因数接近1：由于采用了高频PWM整流电路，使得该电源对电网的谐波污染小且可以实现电网侧的功率因素接近为1；
成本降低：滤波电感、滤波电容体积变小，使总体成本大为降低。
附图说明
图1是本实用新型实施例的大电流互感器校验用直流电源的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型实施例的大电流互感器校验用直流电源，其主电路图如图1所示，该大电流互感器校验用直流电源包括四个部分，依次为全控整流模块、逆变模块、高频变压器和不控整流模块。
(1)全控整流模块，该模块包括一个由六个功率开关管(T1-T6)和并联在六个功率开关管上的二极管(D1-D6)组成的三相整流桥、一个由电容C0组成的滤波器。其中六个功率开关管构成三相PWM整流电路，按正弦脉冲宽度SPWM方法控制其开关，实现高频PWM整流，将从***获取的交流电转换成直流电，然后经过电容C0滤除输出电压中的高频谐波成分。
(2)逆变模块，该模块包括一个由四个功率开关管(T7-T10)、并联在四个功率开关管上的四个二极管(D7-D10)、并联在四个功率开关管上的四个电容(C1-C4)及一个谐振电感L0组成的移相全桥软开关逆变电路。功率开关管T7、T8驱动信号互补但有一死区时间，功率开关管T9、T10驱动信号互补，也有同样的死区时间。功率开关管T10(或T9)的驱动信号比功率开关管T7(或T8)的驱动信号滞后时间t。在开关器件关断、开通的过程中，四个电容(C1-C4)与谐振电感L0谐振，实现开关过程中无开关损耗。该模块将整流模块输出的直流电压逆变成高频方波，然后经过隔直电容C5后，输入到高频变压器的原方。
(3)高频变压器，该高频变压器T为降压变压器，其原方接逆变模块输出侧，其副边接不控整流模块中倍流整流电路的输入侧。
(4)不控整流模块，该模块包括一个倍流整流电路和一个滤波电容C6，其中倍流整流电路包括两个大功率快恢复二极管(D11、D12)和两个滤波电感L1、L2。其中L1＝L2。倍流整流电路中的滤波电感L1、L2可以和高频变压器T共用一个磁芯，这样就可以进一步减小电源体积。倍流整流电路输出的直流电流经过滤波电容C6滤除高频谐波成分后接入负载。
全控整流模块和逆变模块中使用的功率开关管为绝缘栅极双极性晶闸管、门极关断晶闸管、集成门极换向晶闸管中的任何一种。

Claims (2)

1.一种大电流互感器校验用直流电源，其特征在于：包括四部分，全控整流模块、逆变模块、高频变压器和不控整流模块依次电连接，逆变模块并联在高频变压器的原边，高频变压器的副边并联在不控整流模块的交流侧；
所述的全控整流模块包括一个三相PWM整流电路和一个由电容组成的滤波器；该三相PWM整流电路包括六个功率开关管；滤波器并联在PWM整流电路的直流侧。其中，三相PWM整流电路用于将从***获取的交流电转换成直流电，并使***侧电流畸变减小且功率因素接近为1；滤波器并联在PWM整流电路的直流侧，用于滤出输出电压中的高频谐波成分；
所述的逆变模块采用移相全桥软开关逆变电路，包括四个功率开关管、并联在四个功率开关管上的四个电容和一个谐振电感，该模块用于从全控整流模块获取直流电，并将其转换成高频方波后从交流输出侧输出；
所述的不控整流模块采用倍流整流电路，包括两个大功率快恢复二极管、两个滤波电感和一个滤波电容，倍流整流电路将高频变压器副边输出的高频方波转换成直流电。
2、如权利要求1所述的大电流互感器校验用直流电源，其特征在于：所述的全控整流模块和逆变模块中使用的功率开关管为绝缘栅极双极性晶闸管、门极关断晶闸管、集成门极换向晶闸管中的任何一种。
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