CN109302056B - 一种变压功率信号输出装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变压功率信号输出装置，包括供电模块和电压模块，供电模块用于输出直流电，电压模块包括直流电压调节器、电压功率切换器和变压器，三者依次电连接，通过直流电压调节器改变供电模块输入的直流电压高低；电压功率切换器用于调节输出直流电压和/或交流电压，电压功率切换器可将直流电转换为交流；变压器与电压功率切换器相连，用于改变交流电压，通过变压器实现升压，可输出更高的电压。采用本发明的变压功率信号输出装置，由供电模块提供电压值稳定的直流电压，经过电压功率切换器将直流电转换为交流电，再由变压器调节电压值，输出数值准确的交流电压，可供较大范围的电压测量。

Description

一种变压功率信号输出装置

技术领域

本发明涉及配电装置技术领域，更进一步涉及一种变压功率信号输出装置。

背景技术

在对电气元件检测过程中，需要对其提供电压和电流信号，以数值和相位确定的电压和电流加载到被测设备中，校对被测设备的电流和电压；传统的检测设备无法施加较高的电压，检测范围受到极大的限制。

对于本领域的技术人员来说，如何设计一种能够输出高电压信号的设备，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种变压功率信号输出装置，可输出可调的电压用于检测，且可输出较高的电压，具体方案如下：

一种变压功率信号输出装置，包括：

供电模块，用于输出直流电；

电压模块，包括直流电压调节器、电压功率切换器和变压器，所述直流电压调节器与所述供电模块相连，用于改变所述供电模块输入的直流电压高低；所述电压功率切换器与所述直流电压调节器相连，用于调节输出直流电压和/或交流电压；所述变压器与所述电压功率切换器相连，用于改变交流电压。

可选地，还包括电流模块，所述电流模块包括用于调节输出电流的电流功率切换器，所述电流功率切换器与所述供电模块相连，用于改变所述供电模块输入的电流大小。

可选地，所述电压模块包括第一电压回采电路和第二电压回采电路，所述第一电压回采电路用于采集电压功率切换器的输出电压，所述第二电压回采电路用于采集所述变压器的输出电压；

所述电流模块包括电流回采电路，用于采集所述电流功率切换器的输出电流。

可选地，所述直流电压调节器和所述电流功率切换器之间通过导电杆连接，所述导电杆连接于所述供电模块；所述导电杆包括三根，分别输出正电压、负电压和零电压。

可选地，所述电压功率切换器和所述电流功率切换器为并联设置的MOS管或铁帽三极管；

所述电压功率切换器和所述电流功率切换器设置于散热基座上，所述散热基座上设置散热翅片，并通过垂直于所述散热基座送风的散热风扇降温冷却。

可选地，所述供电模块包括第一电源、第二电源和第三电源，所述第一电源对所述电压模块和所述电流模块供电；所述第二电源对所述电压模块供电；所述第三电源对所述散热风扇供电。

可选地，所述供电模块与电网通过电连接头导电连接；

所述电连接头包括圆筒形的外壳，所述外壳的内腔中设置可移动和转动的滑动块，所述滑动块的导向孔中插装导电柱，所述导电柱固定于端盖，所述端盖与所述外壳的外端盖装；

所述滑动块上凸出设置卡钩，所述卡钩从内向外伸出所述外壳内端面上开设的卡钩孔，并从外向内伸入另一所述外壳上的所述卡钩孔；

所述外壳内端面上开设导电过孔，导电柱依次穿过所述导电过孔和所述导向孔。

可选地，所述导电柱为内部中空的筒形，导线插入所述导电柱的内腔。

可选地，所述滑动块的侧壁上凸出设置限位块，所述限位块能够从所述外壳侧壁上呈“L”形的限位孔中伸出，限位孔包括垂直于所述外壳轴向的横向段和平行于轴向的纵向段。

可选地，所述外壳的内端面上凹陷设置装配槽，所述装配槽中转动设置转动挡板；

所述转动挡板能够覆盖所述导电过孔，且所述转动挡板的对应位置设置推力斜面，所述导电柱轴向移动时挤压所述推力斜面使所述转动挡板旋转；

所述滑动块上设置压缩弹簧，所述压缩弹簧的端部压在所述转动挡板上。

本发明提供了一种变压功率信号输出装置，包括供电模块和电压模块，供电模块用于输出直流电，电压模块包括直流电压调节器、电压功率切换器和变压器，三者依次电连接，通过直流电压调节器改变供电模块输入的直流电压高低；电压功率切换器用于调节输出直流电压和/或交流电压，电压功率切换器可将直流电转换为交流；变压器与电压功率切换器相连，用于改变交流电压，通过变压器实现升压，可输出更高的电压。采用本发明的变压功率信号输出装置，由供电模块提供电压值稳定的直流电压，经过电压功率切换器将直流电转换为交流电，再由变压器调节电压值，输出数值准确的交流电压，可供较大范围的电压测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为本发明的变压功率信号输出装置去除上盖的整体结构图；

图1B为本发明的变压功率信号输出装置去除一个侧壁的整体结构图；

图2A为电压模块、电流模块与散热基座装配顶部的结构图；

图2B为电压模块、电流模块与散热基座装配的底部结构图；

图3为两个电连接头相互装配的结构图；

图4A为外壳的结构图；

图4B为滑动块的结构图；

图4C为转动挡板的结构图；

图5为连接头除去外壳的结构配合示意图。

图中包括：

供电模块1、第一电源11、第二电源12、第三电源13，电压模块2、直流电压调节器21、电压功率切换器22、变压器23、电流模块3、电流功率切换器31、导电杆4、散热基座5、散热风扇51、电连接头6、外壳61、卡钩孔611、限位孔612、导电过孔613、装配槽614、滑动块62、导向孔621、卡钩622、限位块623、导电柱63、端盖64、转动挡板65、推力斜面651、压缩弹簧66。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种变压功率信号输出装置，可输出可调的电压用于检测，且可输出较高的电压。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的变压功率信号输出装置进行详细的介绍说明。

如图1A所示，为本发明的变压功率信号输出装置的整体结构图，图中去除上盖；图1B为本发明的变压功率信号输出装置去除一个侧壁的整体结构图；该装置包括供电模块1和电压模块2等结构，供电模块1用于输出直流电，直流电源1可输出数值准确的电压和电流。

电压模块2包括直流电压调节器21、电压功率切换器22和变压器23等结构，直流电压调节器21与供电模块1相连，用于改变供电模块1输入的直流电压高低，实现直流调压；电压功率切换器22与直流电压调节器21相连，用于调节输出直流电压和/或交流电压，也即电压功率切换器22可将直流电转换为交流电，电压功率切换器22设置多个，每个电压功率切换器22可独立控制其工作状态，电压功率切换器22可输出直流电也可输出交流电，电压模块2包含多个电压功率切换器22，多个电压功率切换器22可同时输出直流电压和交流电压。

变压器23与电压功率切换器22相连，用于改变交流电压的高低，采用本发明的变压功率信号输出装置，由供电模块1提供电压值稳定的直流电压，经过电压功率切换器22将直流电转换为交流电，再由变压器23调节交流电的电压值，输出数值准确的交流电压，经过变压器升压的电压更大，从而提供大范围的测量电压输出。

在上述方案的基础上，本发明的变压功率信号输出装置还包括电流模块3，电流模块3包括用于调节输出电流的电流功率切换器31，电流功率切换器31与供电模块1相连，用于改变供电模块1输入的电流大小。电压模块2由供电模块1提供直流电源，并输出电压信号，用于被测设备的电压检测；电流模块3由供电模块1提供直流电源，并输出电流信号，用于被测设备的电流检测。本发明的变压功率信号输出装置能够同时输出电压信号和电流信号。

优选地，电压模块2包括第一电压回采电路和第二电压回采电路，第一电压回采电路用于采集电压功率切换器22的输出电压，第二电压回采电路用于采集变压器23的输出电压，第一电压回采电路和第二电压回采电路均连接于电压控制模组，当电压功率切换器22或变压器23的输出电压出现偏差时及时修正，保证输出精度。电流模块3包括电流回采电路，用于采集电流功率切换器31的输出电流，电流回采电路连接于电流控制模组，当电流功率切换器31的输出电流出现偏差时及时修正，保证输出精度。

直流电压调节器21和电流功率切换器31之间通过导电杆4连接，导电杆4连接于供电模块1，供电模块1通过导电杆4同时连接于直流电压调节器21和电流功率切换器31，向两者供电。导电杆4为硬质的金属杆件，通过螺钉或卡接的方式固定连接，实现导电，相比于导线连接，不需要布置导线，避免导线杂乱缠绕，且能够实现快速连接。导电杆4包括三根，分别输出正电压、负电压和零电压。

如图2A所示，为电压模块2和电流模块3与散热基座5装配的结构图，电压模块2可集成于电路板上，直流电压调节器21、电压功率切换器22、变压器23、电压控制模组等结构均安装于电路板，通过电路板上的布线相互连接；电流模块3可集成于电路板上，电流功率切换器31、电流控制模组等结构均安装于电路板，通过电路板上的布线相互连接，从而节省空间。

电压模块2和电流模块3集成于机箱的内腔中，由机箱将整个变压功率信号输出装置集成为一体。

电压功率切换器22和电流功率切换器31可采用不同的器件，可以是并联设置的MOS管或铁帽三极管，通过并联的形式满足大功率输出。

电压功率切换器22和电流功率切换器31设置于散热基座5的上表面，如图2B所示，为电压模块2和电流模块3与散热基座5装配的底部结构图，散热基座5的下部设置散热翅片，电压功率切换器22和电流功率切换器31为主要的发热部件，电压功率切换器22和电流功率切换器31布置在与散热基座5靠近的位置，能够将热量快速传导到散热基座5，并通过散热风扇51降温冷却，如图1A和图1B所示，散热风扇51设置于机箱内部，且散热风扇51垂直于散热基座5送风，在上盖上开设散热孔，散热风扇51设置于上盖处，保持机箱内外空气流通。

本发明中的供电模块1包括第一电源11、第二电源12和第三电源13，第一电源11、第二电源12和第三电源13相互独立供电；第一电源11对电压模块2和电流模块3供电，也即第一电源11通过导电杆4同时向电压模块2和电流模块3供电；第二电源12对电压模块2供电，电压模块同时由第一电源11和第二电源12供电，从而保证输出功率。第三电源13对散热风扇51供电，散热风扇51单独设置一个电源，散热风扇51工作的功率大小不影响其他电源的供电，不影响正常的检测。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本发明还包括连接头6，供电模块1与电网通过电连接头6导电连接，电网经过连接头6与供电模块1快速连接或断开，供电模块1将电网中的交流电转换为稳定的直流电。

电连接头6包括圆筒形的外壳61，外壳61的内端设置端面，外端贯通，内端指两个外壳61相互靠近的一端，外端指两个外壳61相互远离的一端，两个电连接头6相互连接靠近实现导电连接，如图3所示，为两个电连接头6相互装配的结构图。

图4A为外壳61的结构图，图4B为滑动块62的结构图；外壳61的内腔中设置滑动块62，滑动块62可沿外壳61的轴线平移，也可沿外壳61的轴线旋转。滑动块62的导向孔621中插装导电柱63，导电柱63固定于端盖64，端盖64与外壳61的外端盖装，端盖64与外壳61的外端相互连接。

滑动块62上凸出设置卡钩622，卡钩622从内向外伸出外壳61内端面上开设的卡钩孔611，电连接时卡钩622从外向内伸入另一外壳61上的卡钩孔611并旋转，可将两个外壳61相互轴向固定，实现电连接。

外壳61内端面上开设导电过孔613，导电过孔613的内径与导电柱63的直径基本相同，导电柱63依次穿过导电过孔613和导向孔621，导向孔621的尺寸大于导电柱63，当滑动块62旋转时不影响导电柱63。

两个连接头6上的导电柱63分别连接导线，电连接时，将两个连接头6的内端面相互对接，两个连接头6内的导电柱63相互对接；轴向移动两个外壳61内的滑动块62，使卡钩622伸出，伸入另一外壳61上的卡钩孔611并旋转，将两个外壳61轴向固定，完成连接。

具体地，本发明中的导电柱63为内部中空的筒形，导线插入导电柱63的内腔。

滑动块62的侧壁上凸出设置限位块623，外壳61侧壁上呈“L”形开设限位孔612，限位孔612包括垂直于外壳61轴向的横向段和平行于轴向的纵向段，限位块623能够从限位孔612中伸出，通过限位块623操纵滑动块62。

如图4A所示，在限位孔612的横向段上设置一个限位钩，限位钩位于靠近纵向段的一端，避免滑动块62意外旋转造成松脱。

更进一步，本发明中外壳61的内端面上凹陷设置装配槽614，装配槽614相当于一个盲孔，如图4A所示，装配槽614大致呈“8”字形；装配槽614中转动设置转动挡板65，图4C为转动挡板65的结构图；转动挡板65可以在装配槽614内旋转。

如图5所示，为连接头6除去外壳61的结构装配图；转动挡板65与外壳61之间可设置扭簧等结构，在非电连接状态下转动挡板65覆盖导电过孔613。

转动挡板65对应于导电过孔613的位置设置推力斜面651，电连接时，导电柱63轴向移动，挤压推力斜面651，使转动挡板65旋转，不再覆盖导电过孔613，导电柱63从导电过孔613中穿过。

滑动块62上设置压缩弹簧66，压缩弹簧的一端压在滑动块62上，另一端压在转动挡板65上，电连接时滑动块62轴向平移，使压缩弹簧66长度缩短，断开电连接时，滑动块62在弹力作用下自动回弹复位。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种变压功率信号输出装置，其特征在于，包括：

供电模块（1），用于输出直流电；

电压模块（2），包括直流电压调节器（21）、电压功率切换器（22）和变压器（23），所述直流电压调节器（21）与所述供电模块（1）相连，用于改变所述供电模块（1）输入的直流电压高低；所述电压功率切换器（22）与所述直流电压调节器（21）相连，用于调节输出直流电压和/或交流电压；所述变压器（23）与所述电压功率切换器（22）相连，用于改变交流电压；

还包括电流模块（3），所述电流模块（3）包括用于调节输出电流的电流功率切换器（31），所述电流功率切换器（31）与所述供电模块（1）相连，用于改变所述供电模块（1）输入的电流大小；

所述直流电压调节器（21）和所述电流功率切换器（31）之间通过导电杆（4）连接，所述导电杆（4）连接于所述供电模块（1）；所述导电杆（4）包括三根，分别输出正电压、负电压和零电压；

所述电压功率切换器（22）和所述电流功率切换器（31）为并联设置的MOS管或铁帽三极管；

所述电压功率切换器（22）和所述电流功率切换器（31）设置于散热基座（5）上，所述散热基座（5）上设置散热翅片，并通过垂直于所述散热基座（5）送风的散热风扇（51）降温冷却；

所述供电模块（1）与电网通过电连接头（6）导电连接；

所述电连接头（6）包括圆筒形的外壳（61），所述外壳（61）的内腔中设置可移动和转动的滑动块（62），所述滑动块（62）的导向孔（621）中插装导电柱（63），所述导电柱（63）固定于端盖（64），所述端盖（64）与所述外壳（61）的外端盖装；

所述滑动块（62）上凸出设置卡钩（622），所述卡钩（622）从内向外伸出所述外壳（61）内端面上开设的卡钩孔（611），并从外向内伸入另一所述外壳（61）上的所述卡钩孔（611）；

所述外壳（61）内端面上开设导电过孔（613），导电柱（63）依次穿过所述导电过孔（613）和所述导向孔（621）；

所述导电柱（63）为内部中空的筒形，导线插入所述导电柱（63）的内腔；

所述滑动块（62）的侧壁上凸出设置限位块（623），所述限位块（623）能够从所述外壳（61）侧壁上呈“L”形的限位孔（612）中伸出，限位孔（612）包括垂直于所述外壳（61）轴向的横向段和平行于轴向的纵向段；

所述外壳（61）的内端面上凹陷设置装配槽（614），所述装配槽（614）中转动设置转动挡板（65）；

所述转动挡板（65）能够覆盖所述导电过孔（613），且所述转动挡板（65）的对应位置设置推力斜面（651），所述导电柱（63）轴向移动时挤压所述推力斜面（651）使所述转动挡板（65）旋转；

所述滑动块（62）上设置压缩弹簧（66），所述压缩弹簧（66）的端部压在所述转动挡板（65）上。

2.根据权利要求1所述的变压功率信号输出装置，其特征在于，所述电压模块（2）包括第一电压回采电路和第二电压回采电路，所述第一电压回采电路用于采集电压功率切换器（22）的输出电压，所述第二电压回采电路用于采集所述变压器（23）的输出电压；

所述电流模块（3）包括电流回采电路，用于采集所述电流功率切换器（31）的输出电流。

3.根据权利要求2所述的变压功率信号输出装置，其特征在于，所述供电模块（1）包括第一电源（11）、第二电源（12）和第三电源（13），所述第一电源（11）对所述电压模块（2）和所述电流模块（3）供电；所述第二电源（12）对所述电压模块（2）供电；所述第三电源（13）对所述散热风扇（51）供电。