CN202583928U - 一种用于直流高压测试仪的直流高压产生电路 - Google Patents
一种用于直流高压测试仪的直流高压产生电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202583928U CN202583928U CN 201220103046 CN201220103046U CN202583928U CN 202583928 U CN202583928 U CN 202583928U CN 201220103046 CN201220103046 CN 201220103046 CN 201220103046 U CN201220103046 U CN 201220103046U CN 202583928 U CN202583928 U CN 202583928U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- insulated gate
- circuit
- high voltage
- voltage
- direct
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，包括输入端滤波电路、升压电感、绝缘栅串联模块、二极管和第二电容，绝缘栅串联模块包括多个串联连接的绝缘栅器件以及驱动各个绝缘栅器件串联均压工作的驱动电路，串联连接的绝缘栅器件的个数根据直流电压产生电路所应用的直流高压测试仪的电压级别确定；直流输入电源通过输入端滤波电路连接升压电感的第一端，升压电感的第二端分别连接绝缘栅串联模块的第一端和二极管的阳极，二极管的阴极连接第二电容的第一端，第二电容的第二端和绝缘栅串联模块的第二端均接地。本实用新型通过多个串联的绝缘栅器件实现直流高压电的输出，电路结构简单，效率较高，体积较小。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流高压产生电路，特别是涉及一种用于直流高压测试仪的直流高压产生电路。
背景技术
在电力设备或者科研教学、工厂中常需进行直流高压（此处高压一般是指1kV~50kV的直流电压）测试。现有的用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，如专利公告号为CN2443382Y，名称为直流高压测试仪的实用新型专利所示，包括整流滤波电路、高频逆变电路、高压变压器和倍压整流电路等，通过上述器件完成交流电到直流高压电的转换。上述直流高压测试仪中通过多个模块完成转换，转换效率较低。同时电路中包括变压器，导致产品体积较大，成本较高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，产品体积较小，且效率较高。
本实用新型的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，所述高压为1kV~50kV的直流电压，包括输入端滤波电路、升压电感、绝缘栅串联模块、二极管和第二电容，所述绝缘栅串联模块包括多个串联连接的绝缘栅器件以及驱动各个所述绝缘栅器件串联均压工作的驱动电路，串联连接的绝缘栅器件的个数根据所述直流电压产生电路所应用的直流高压测试仪的电压级别确定；直流输入电源通过所述输入端滤波电路连接所述升压电感的第一端，所述升压电感的第二端分别连接所述绝缘栅串联模块的第一端和所述二极管的阳极，所述二极管的阴极连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端和所述绝缘栅串联模块的第二端均接地。
优选的技术方案中，
所述直流高压产生电路用于YkV级别的直流高压测试仪，所述绝缘栅器件的额定电压为V1，所述绝缘栅器件的串联个数为式子（ 
）的整数部分，其中，n为根据经验设置的调节裕量。
所述n为1、2或3。
所述直流高压产生电路用于10kV级别的直流高压测试仪，所述绝缘栅器件的额定电压为1700V，所述绝缘栅串联模块包括14个所述绝缘栅器件。
所述直流高压产生电路用于2kV级别的直流高压测试仪，所述绝缘栅器件的额定电压为1700V，所述绝缘栅串联模块包括3个所述绝缘栅器件。
所述输入端滤波电路包括第一电容，所述第一电容的第一端连接所述直流输入电源，所述第一电容的第二端接地。
所述绝缘栅串联模块中绝缘栅器件为IGBT或者MOSFET。
所述绝缘栅串联模块中驱动电路包括参考信号发生器、比较放大电路和反馈电路，所述参考信号发生器的输入端为所述驱动电路的控制输入端，所述参考信号发生器的输出端与所述比较放大电路的参考电压输入端相连；所述反馈电路的输入端与所述绝缘栅器件的集电极相连，输出端与所述比较放大电路的比较信号输入端相连；所述比较放大电路的输出端与所述绝缘栅器件的栅极相连。
本实用新型与现有技术对比的有益效果是：
本实用新型的直流高压产生电路，将绝缘栅串联模块与Boost升压电路结合起来，通过多个串联的绝缘栅器件实现直流高压电的输出，电路结构简单，电路中不再涉及交流直流电的转换，效率较高。与此同时，电路中也不需要变压器，使得电路整体体积较小。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式一的直流高压产生电路的电路图；
图2是本实用新型具体实施方式一的直流高压产生电路中驱动电路的结构框图；
图3是图1中直流高压产生电路在PSPICE软件中仿真得到的输出端电压波形图；
图4是本实用新型具体实施方式二的直流高压产生电路的电路图；
图5是图4中直流高压产生电路在PSPICE软件中仿真得到的输出端电压波形图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本实用新型做进一步详细说明。
具体实施方式一
如图1所示，为本具体实施方式中的直流高压产生电路，包括输入端滤波电路1、升压电感L1、绝缘栅串联模块2、二极管D1和第二电容C2。
其中，绝缘栅串联模块2包括多个串联连接的绝缘栅器件以及驱动各个绝缘栅器件串联均压工作的驱动电路。其中，串联的绝缘栅器件的个数根据直流电压产生电路应用高的直流高压测试仪的电压级别确定。具体为，如直流高压产生电路用于YkV级别的直流高压测试仪，绝缘栅器件的额定电压为V1，则绝缘栅器件的串联个数为式子（
）的整数部分，其中，n为根据经验设置的调节裕量，通常为1、2或3。根据该方法确定的绝缘栅器件串联个数为X，则X个绝缘栅器件串联后的电压为X*V1，其值的50%必然大于YkV，则能够用于YkV级别的直流高压测试仪。
本具体实施方式中，直流高压产生电路需应用于10kV级别的直流高压测试仪，而绝缘栅器件选用的是额定电压为1700V的IGBT，又因10kV的电压级别较高，电压级别越高则留取较高的余量，因此将调节余量n设置为3，则根据上述方法计算得到需14个IGBT串联连接，因此本具体实施方式中绝缘栅串联模块2包括14个绝缘栅器件IGBT。在其它实施方式中，绝缘栅器件也可选用MOSFET，绝缘栅器件也可选用其它额定电压值的IGBT，只要串联个数根据应用的直流高压测试的电压级别确定即可。
直流高压产生电路中，直流输入电源VDC通过输入端滤波电路1连接升压电感L1的第一端，升压电感L1的第二端分别连接绝缘栅串联模块2的第一端和二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端和绝缘栅串联模块2的第二端均接地。其中，第二电容C2的第一端也即直流高压产生电路的输出端VOUT，输出直流高压。输入端滤波电路1包括第一电容C1，第一电容C1的第一端连接直流输入电源VDC，第一电容C1的第二端接地。即通过电容C1发挥滤波作用，在其它实施方式中，也可借助于其它滤波电路实现滤波。
工作时，输入端滤波电路1用于滤除直流输入电源VDC的纹波和噪声，升压电感L1作为能量转换器件，当绝缘栅串联模块2中的14个IGBT均导通后，升压电感L1将直流输入电源VDC的电能转换为磁场能储存起来，当绝缘栅串联模块2中的14个IGBT断开后，电感L1将储存的磁场能转换为电能，该转换的电能和直流输入电源VDC电压叠加后通过二极管D1以及电容C2的滤波后得到平滑的直流电压从输出端VOUT输出。由于输出端VOUT输出的电压是直流输入电源VDC和电感的磁场能转换为电能叠加后形成的，所以输出电压高于输入电压，完成升压。而绝缘栅串联模块2由14个串联均压的IGBT串联连接组成，因此可实现高压输出，输出端电压近似等于14*1700V*50%=11.9kV，即可用于10kV的直流高压测试仪。将本具体实施方式的直流高压产生电路放在PSPICE软件下仿真，仿真时在软件中设置参数如下：直流输入电源VDC=300V，第一电容C1=16400μF，升压电感L1=500μH，绝缘栅器件IGBT为1700V额定电压的，调节其工作时导通时间占空比为5%，第二电容C2=50μF/14kV，得到输出端VOUT的电压波形如图3所示，纵轴表示电压，横轴表示时间，从图中可见输出端电压逐渐达到10kV。
本具体实施方式中，应用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，将绝缘栅串联模块与升压电感、二极管、滤波电容C1、C2一起组成新型的Boost升压电路，通过多个串联连接的绝缘栅器件实现直流高压电的输出，电路结构简单，电路中不再涉及交流直流电的转换，效率较高。与此同时，电路中也不需要变压器，使得电路整体体积较小。
本具体实施方式中，绝缘栅串联模块2中驱动电路的电路结构如图2所示。驱动电路均包括参考信号发生器101、比较放大电路102和反馈电路103，参考信号发生器101的输入端为驱动电路的控制输入端，接收从前级控制电路输出的控制信号，参考信号发生器101的输出端与比较放大电路102的参考电压输入端相连，向比较放大电路102输入参考电压信号Vref；反馈电路103的输入端与绝缘栅器件IGBT的集电极相连，输出端与比较放大电路102的比较信号输入端相连。比较放大电路102将参考电压信号Vref与反馈后的绝缘栅器件IGBT的集电极-发射极电压Vce进行比较，并将比较结果放大输出。比较放大电路102的输出端为驱动电路的控制信号输出端，与绝缘栅器件的栅极相连，输出信号控制绝缘栅器件IGBT稳定工作。绝缘栅串联模块2中各IGBT串联连接，在上述驱动电路的驱动控制下，串联均压工作，配合升压电感、二极管、滤波电容C1、C2的工作，组成新型的Boost升压电路，产生直流高压输出。而根据Boost升压电路的工作原理可知，通过调节各IGBT的导通关断时间，即可调节直流高压产生电路输出端的输出的直流高压的值。
具体实施方式二
如图3所示，为本具体实施方式中的直流高压产生电路。本具体实施方式与实施方式一的不同之处在于：本具体实施方式中，应用于2kV级别的直流高压测试仪，因此绝缘栅串联模块2中包括串联连接的3个绝缘栅器件IGBT。
如图3所示，本具体实施方式中直流高压产生电路包括输入端滤波电路1、升压电感L1、绝缘栅串联模块2、二极管D1和第二电容C2。
由于本具体实施的直流高压产生电路需应用于2kV级别的直流高压测试仪，绝缘栅器件仍然选用额定电压为1700V的IGBT，又因2kV的电压级别相对较低，因此根据经验设置将调节余量n设置为1即可，则根据前述方法计算得到需3个IGBT串联连接，因此本具体实施方式中绝缘栅串联模块2包括3个绝缘栅器件IGBT。在其它实施方式中，绝缘栅器件也可选用MOSFET，绝缘栅器件也可选用其它额定电压值的IGBT，只要串联个数根据应用的直流高压测试的电压级别确定即可。
本具体实施方式中，输入端滤波电路1、升压电感L1、绝缘栅串联模块2、二极管D1和第二电容C2等组件的连接关系与具体实施方式中相同，连接而成的直流高压产生电路的工作过程也与具体实施方式一中相同，在此不再重复说明。将本具体实施方式的直流高压产生电路放在PSPICE软件下仿真，仿真时在软件中设置参数如下：直流输入电源VDC=70V，第一电容C1=16400μF，升压电感L1=500μH，绝缘栅器件IGBT为1700V额定电压的，调节其工作时导通时间占空比为2%，第二电容C2=50μF/14kV，得到输出端VOUT的电压波形如图5所示，纵轴表示电压，横轴表示时间，从图中可见输出端电压逐渐达到2kV。
与具体实施方式一相同，本具体实施方式的直流高压产生电路，输出直流高压，电路结构简单，电路中不再涉及交流直流电的转换，效率较高。电路中也不需要变压器，使得电路整体体积较小。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，所述高压为1kV~50kV的直流电压，其特征在于：包括输入端滤波电路（1）、升压电感（L1）、绝缘栅串联模块（2）、二极管（D1）和第二电容（C2），所述绝缘栅串联模块（2）包括多个串联连接的绝缘栅器件以及驱动各个所述绝缘栅器件串联均压工作的驱动电路，串联连接的绝缘栅器件的个数根据所述直流电压产生电路所应用的直流高压测试仪的电压级别确定；直流输入电源（VDC）通过所述输入端滤波电路（1）连接所述升压电感（L1）的第一端，所述升压电感（L1）的第二端分别连接所述绝缘栅串联模块（2）的第一端和所述二极管（D1）的阳极，所述二极管（D1）的阴极连接所述第二电容（C2）的第一端，所述第二电容（C2）的第二端和所述绝缘栅串联模块（2）的第二端均接地。
2.根据权利要求1所述的用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，其特征在于：所述直流高压产生电路用于YkV级别的直流高压测试仪，所述绝缘栅器件的额定电压为V1，所述绝缘栅器件的串联个数为式子（ 
）的整数部分，其中，n为根据经验设置的调节裕量。
3.根据权利要求2所述的用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，其特征在于：所述n为1、2或3。
4.根据权利要求1所述的用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，其特征在于：所述直流高压产生电路用于10kV级别的直流高压测试仪，所述绝缘栅器件的额定电压为1700V，所述绝缘栅串联模块（2）包括14个所述绝缘栅器件。
5.根据权利要求1所述的用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，其特征在于：所述直流高压产生电路用于2kV级别的直流高压测试仪，所述绝缘栅器件的额定电压为1700V，所述绝缘栅串联模块（2）包括3个所述绝缘栅器件。
6.根据权利要求1所述的用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，其特征在于：所述输入端滤波电路（1）包括第一电容（C1），所述第一电容（C1）的第一端连接所述直流输入电源（VDC），所述第一电容（C1）的第二端接地。
7.根据权利要求1所述的用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，其特征在于：所述绝缘栅串联模块（2）中绝缘栅器件为IGBT或者MOSFET。
8.根据权利要求1所述的用于直流高压测试仪的直流高压产生电路，其特征在于：所述绝缘栅串联模块（2）中驱动电路包括参考信号发生器、比较放大电路和反馈电路，所述参考信号发生器的输入端为所述驱动电路的控制输入端，所述参考信号发生器的输出端与所述比较放大电路的参考电压输入端相连；所述反馈电路的输入端与所述绝缘栅器件的集电极相连，输出端与所述比较放大电路的比较信号输入端相连；所述比较放大电路的输出端与所述绝缘栅器件的栅极相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220103046 CN202583928U (zh) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | 一种用于直流高压测试仪的直流高压产生电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220103046 CN202583928U (zh) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | 一种用于直流高压测试仪的直流高压产生电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202583928U true CN202583928U (zh) | 2012-12-05 |
Family
ID=47253320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201220103046 Expired - Lifetime CN202583928U (zh) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | 一种用于直流高压测试仪的直流高压产生电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202583928U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110018435A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-07-16 | 国网山东省电力公司临沂供电公司 | 电子式互感器校准***及校准方法 |
-
2012
- 2012-03-19 CN CN 201220103046 patent/CN202583928U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110018435A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-07-16 | 国网山东省电力公司临沂供电公司 | 电子式互感器校准***及校准方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1906837B (zh) | 直流-直流转换器 | |
| CN202444440U (zh) | 一种无桥逆变电路与太阳能无桥逆变器 | |
| CN203261235U (zh) | 高增益sepic变换器 | |
| CN103023362A (zh) | 一种无桥逆变电路与太阳能无桥逆变器 | |
| CN103997248A (zh) | 具有高电压增益的开关耦合电感软开关单级可升压逆变器 | |
| CN107947573B (zh) | 一种适用于超导磁储能的dc/dc斩波器 | |
| CN102751866A (zh) | 适用于光伏发电***的高增益dc-dc升压转换器 | |
| CN104218810B (zh) | 一种升压转换和电容充电的电路装置 | |
| CN203339952U (zh) | 一种开关电容式交流-交流变换器 | |
| CN201985763U (zh) | 一种电除尘用调幅高频高压电源电路 | |
| CN202583928U (zh) | 一种用于直流高压测试仪的直流高压产生电路 | |
| CN109256974B (zh) | 一种太阳能逆变电路 | |
| Liu et al. | A novel high step-up converter with a switched-coupled-inductor-capacitor structure for sustainable energy systems | |
| CN109617399A (zh) | 基于箝位升压单元的Sepic型高增益直流变换器 | |
| CN203859551U (zh) | 一种z源储能变流控制装置 | |
| CN104167944A (zh) | 一种大功率中频电源装置 | |
| CN103840697A (zh) | 一种有源箝位高增益单级可升压逆变器 | |
| CN104049559A (zh) | 一种负载控制电路及装置 | |
| CN103546041A (zh) | 三电平反激变换器主电路拓扑 | |
| CN102167289A (zh) | 多路同步输出臭氧发生电源 | |
| CN103078544A (zh) | 一种直流/交流转换*** | |
| CN103647452B (zh) | 一种单管软开关buck变换器 | |
| CN203775069U (zh) | 一种有源箝位高增益单级可升压逆变器 | |
| CN203800839U (zh) | 一种自举驱动单极性spwm调制非隔离并网逆变电路 | |
| CN112968601A (zh) | 一种高电压转换比的非隔离双向直流变换器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 518057 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Song Ping Road No. 1 South Building 11 floor Liteon Patentee after: SHENZHEN BRONZE TECHNOLOGIES LTD. Address before: 518057 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Song Ping Road No. 1 South Building 11 floor Liteon Patentee before: Shenzhen Bronze Technologies Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191018 Address after: 518000 Room 201, building B, shenfubao modern optical factory, No. 14, Jinxiu Middle Road, xiuxin community, Kengzi street, Pingshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: Shenzhen bronze sword Technology Co., Ltd. Address before: 518057 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District Song Ping Road No. 1 South Building 11 floor Liteon Patentee before: SHENZHEN BRONZE TECHNOLOGIES LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20121205 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |