CN2335307Y - 带有75%高压测量按钮的准谐振直流高压发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种带有75%高压测量按钮的准谐振直流高压发生器,由前级脉宽调制全桥调压器、后级准谐振全桥驱动器、倍压整流器、参考电压调节电路组成。采用前后两级稳压,后级为串联LC准谐振式全桥升压驱动器,并设置了75%高压测量按钮,使之具有操作简单、高效、高可靠性、高稳定性的特点,适用于电力***高压试验领域中的泄漏电流测量。

Description

带有75％高压测量按钮的准谐振直流高压发生器

本实用新型是电力***高压试验领域中的一种带有75％高压测量按钮的准谐振直流高压发生器，是由前级脉宽调制全桥调压器、后级准谐振全桥驱动器、倍压整流器、参考电压调节电路组成，并在操作面板上带有75％高压测量按钮。

公知的测量用直流高压发生器均采用单级脉宽调制型开关驱动器，由于其电压波形为高频分量丰富的方波，而倍压整流器对驱动器而言是容性负载，这就使开关驱动器每个开启周期开始时出现一个极大的电流尖峰，此电流尖峰常常使升压变压器磁通量饱和而使其严重发热，并使驱动管过流而损坏，造成直流高压发生器效率低、可靠性变差、纹波大、电压稳定性差。

在电力***高压试验中，经常使用直流高压发生器用以测量高压设备的直流泄漏电流，特别是对氧化锌避雷器而言，要测出参考电压值V_1mA(通过直流1mA电流时的电压值)的75％电压下的泄漏电流值。原有的直流高压发生器测量氧化锌避雷器时，要先升到高压电流为1mA时记下此时的参考电压值V_1mA，再计算出V_1mA×75％的电压值，进而将电压调至此值，读出此电压值时的泄漏电流，以判断避雷器合格与否，操作过程比较繁琐。

本实用新型的目的是为了克服上述不足和简化测试氧化锌避雷器的繁琐过程而设计一种高效率、高可靠性、高电压稳定性、低纹波、操作简单的直流高压发生器。

本实用新型的目的是通过以下电路结构实现的：

带有75％高压测量按钮的准谐振直流高压发生器，是由前级脉宽调制全桥调压器、后级准谐振全桥驱动器、倍压整流器、参考电压调节电路组成。工频交流电源经前级脉宽调制全桥调压器整流、滤波、脉宽调制开关稳压后成为0～200伏特的可调低压直流电，输出到后级准谐振全桥驱动器，经后级准谐振全桥驱动器逆变后成为约1万伏特峰值的准正弦高频交流电，加到倍压整流器输入端，在倍压整流器的输出端输出高压直流电。参考电压调节电路测量前后级的输出电压，与调定的参考电压进行误差比较，分别控制前后级的工作脉宽，起到稳压和调压的作用。

参考电压调节电路是由调压电位器、分压电位器、75％高压测量按钮、前级误差比较器、后级误差比较器、前级测量电阻分压器、后级测量电阻分压器和电压测量反相器所组成。由75％高压测量按钮切换由调压电位器和分压电位器所确定的参考电压，分别在前级误差比较器与前级测量电阻分压器得到的前级测量电压，及在后级误差比较器与后级测量电阻分压器和电压测量反相器得到的后级测量电压进行比较，得到的误差信号分别控制前级脉宽调制全桥调压器和后级准谐振全桥驱动器的工作脉宽，达到稳压和75％高压测量的目的。分压电位器的输入端是接在调压电位器的调节臂输出端上，形成由调压电位器调定的任意参考电压的75％固定分压比。为方便使用和操作，75％高压测量按钮安装在本直流高压发生器的操作面板上。

在后级准谐振全桥驱动器的回路中，串接有谐振电容和谐于准谐振开关状态。谐振电容是由CBB电容和涤纶高频电容并联复合而成，用以减小高频损耗，提高高压直流发生器的转换效率。谐振电感是用漆包线在条形十字绝缘骨架上间绕而成，此结构易于散热和电感量的调整。LC谐振电路的谐振频率为后级准谐振全桥驱动器工作频率的1/2～1/4。

本实用新型的附图说明：

图1为本实用新型的电路示意图，图中[1]前级脉宽调制全桥调压器，[2]后级准谐振全桥驱动器，[3]倍压整流器，[4]参考电压调节电路，[5]前级测量电阻分压器，[6]前级误差比较器，[7]后级测量电阻分压器，[8]后级误差比较器，[9]75％高压测量按钮，[10]调压电位器，[11]分压电位器，[12]电压测量反相器，[13]谐振电容，[14]谐振电感，[15]高频升压变压器。

下面结合附图说明电路的工作原理：

前级脉宽调制全桥调压器[1]是一种普通的PWM型开关调压电源电路，工频交流电源经前级脉宽调制全桥调压器[1]整流、滤波、脉宽调制开关稳压后，成为0～200伏特的可调低压直流电+Vt，输出到后级准谐振全桥驱动器[2]。后级准谐振全桥驱动器[2]是一种工作于准谐振状态的开关电路，工作电压波形近似于正弦波，其输出高频变压器是一个高变比的高频升压变压器[15]。直流电压+Vt经后级准谐振全桥驱动器[2]和高频升压变压器[15]逆变后，成为约1万伏特峰值的准正弦高频交流电，加到倍压整流器[3]的输入端，在倍压整流器[3]的输出端输出高压直流电。参考电压调节电路[4]测量前后级的输出电压，与调定的参考电压进行误差比较，分别控制前后级的工作脉宽，起到稳压和调压的作用。

由调压电位器[10]所确定的参考电压Va，和由分压电位器从Va分压确定的参考电压Vb，并由75％高压测量按钮[9]切换选择产生参考电压Vc。前级输出电压+Vt经前级测量电阻分压器[5]产生前级测量信号电压，由前级误差比较器[6]与参考电压Vc比较后，控制前级脉宽调制全桥调压器[1]的脉宽，使前级输出电压+Vt与参考电压Vc成比例变化，达到开关调压和稳压的目的。

后级输出负直流高压-HV经后级测量电阻分压器[7]和电压测量反相器[12]产生后级测量信号电压，由后级误差比较器[8]与参考电压Vc比较后，控制后级准谐振全桥驱动器[2]和倍压整流器[3]组成的后级升压电路的脉宽，使后级输出负直流高压-HV与参考电压Vc成比例变化。

调压电位器[10]所确定的参考电压Va可从0V调整到+Vcc，分压电位器[11]从Va分压确定的参考电压Vb跟随Va电压的变化，是Va电压的75％固定分压比，因而参考电压Va在任意电压值，当75％高压测量按钮[9]选择参考电压Vb时，参考电压Vc就是参考电压Va调定电压的75％分压电压。前级输出电压+Vt和后级输出负直流高压-HV就跟随参考电压Vc的变化，产生75％固定分压比的输出电压，从而实现75％固定分压比输出电压的单键切换功能。在测量氧化锌避雷器的泄漏电流操作过程中，只需调节调压电位器[10]，使后级输出负直流高压-HV达到后级输出电流为1mA时的V_1mA，然后按下75％高压测量按钮[9]，输出电压自动调整到参考电压的75％电压值，此时读出的后级输出电流值即为氧化锌避雷器的泄漏电流值，实现了对氧化锌避雷器直流参考电压V_1mA×75％的泄漏电流值的自动测量。

由于倍压整流器[3]一般是由高压整流二极管和高压电容级联而成，属于容性负载，而高频升压变压器[15]的变比较高，增强了容性负载的电容量，致使工作波形为方波的普通驱动器的工作电流很高。本实用新型在后级准谐振全桥驱动器[2]的电路回路中，串接有谐振电容[13]和谐振电感[14]串联组成的LC谐振电路。使后级准谐振全桥驱动器[2]工作于准谐振开关状态，其工作波形为准正弦波，在每个工作周期中，使容性负载具有合适的充放电电流，大大减小了后级准谐振全桥驱动器[2]的工作电流，提高了效率。谐振电容[13]是用高频损耗小的CBB电容和涤纶高频电容并联复合而成，用以减小高频损耗，进一步提高高压发生器的效率。谐振电感[14]是用多股绞合的高强度漆包线在条形十字绝缘骨架上间绕而成，此结构易于谐振电感[14]的散热和电感量的调整。LC谐振电路的谐振频率过高或过低都不能有效地发挥准谐振电路的优势，甚至不能起振。经实验确定LC谐振电路的谐振频率为后级准谐振全桥驱动器[2]工作频率的1/2～1/4最佳。

Claims (4)

1．一种带有75％高压测量按钮的准谐振直流高压发生器，是由前级脉宽调制全桥调压器、后级准谐振全桥驱动器、倍压整流器、参考电压调节电路组成；其特征在于：

(1)参考电压调节电路是由调压电位器、分压电位器、75％高压测量按钮、前级误差比较器、后级误差比较器、前级测量电阻分压器、后级测量电阻分压器和电压测量反相器组成；由75％高压测量按钮切换由调压电位器和分压电位器所确定的参考电压，分别在前级误差比较器与前级测量电阻分压器得到的前级测量电压，及在后级误差比较器与后级测量电阻分压器和电压测量反相器得到的后级测量电压进行比较，得到的误差信号分别控制前级脉宽调制全桥调压器和后级准谐振全桥驱动器的工作脉宽，达到稳压和75％高压测量的目的；

(2)后级准谐振全桥驱动器工作于准谐振开关状态，其电路回路中带有谐振电容和谐振电感串联组成的LC谐振电路。

2．如权利要求1所述的带有75％高压测量按钮的准谐振直流高压发生器，其特征在于75％高压测量按钮是安装在带有75％高压测量按钮的准谐振直流高压发生器操作面板上的切换开关。

3．如权利要求1所述的带有75％高压测量按钮的准谐振直流高压发生器，其特征在于分压电位器的输入端是接在调压电位器的调节臂输出端上，形成由调压电位器调定的任意参考电压的75％固定分压比。

4．如权利要求1所述的带有75％高压测量按钮的准谐振直流高压发生器，其特征在于谐振电容是由CBB电容和涤纶高频电容并联复合而成，谐振电感是用漆包线在条形十字绝缘骨架上间绕而成，LC谐振电路的谐振频率为后级准谐振全桥驱动器工作频率的1/2～1/4。

Images