CN109639131A - 一种功率信号输出装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功率信号输出装置，由直流电源提供直流电，由直流电压调节器与直流电源相连，用于改变直流电源输入的直流电压高低，输入电压值确定的直流电压；电压功率切换器与直流电压调节器相连，可将直流电转换为交流电，通过电压功率切换器可输出电压值确定的直流电和/或交流电压；电流板上的电流功率切换器与直流电源相连，电流功率切换器用于调节输出电流，可以输出电流值确定的直流电。采用本发明的功率信号输出装置，可以同时输出数值准确的电压与电流，加载到被测量装置上进行检测。

Description

一种功率信号输出装置

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；传统的检测设备仅能单独施加电流或电压，无法同时加载电流和电压。

对于本领域的技术人员来说，如何设计一种能够同时输出电流信号和电压信号的设备，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种功率信号输出装置，能够同时输出数值准确的电压与电流，具体方案如下：

一种功率信号输出装置，包括：

直流电源，用于提供直流电；

电压板，其上设置直流电压调节器和电压功率切换器，所述直流电压调节器与所述直流电源相连，用于改变所述直流电源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；

电流板，其上设置与所述直流电源相连的电流功率切换器，所述电流功率切换器用于调节输出电流。

可选地，所述直流电源包括第一电源和第二电源，所述第一电源连接于所述电压板和所述电流板供电；所述第二电源对所述电压板供电。

可选地，所述电压板和所述电流板上分别设置输入端子，所述第一电源与所述电压板、所述第一电源与所述电流板之间通过导电杆供电。

可选地，所述电压板上设置电压板载CPU，所述电压板载CPU用于控制所述直流电压调节器和所述电压功率切换器；所述电流板上设置电流板载CPU，所述电流板载CPU用于控制所述电流功率切换器。

可选地，所述电压板和所述电流板上分别设置用于输出信号的输出端子，所述电压板和所述电流板上分别设置回采电路；所述电压板上的回采电路用于采集电压输出信号，并反馈至所述电压板载CPU调节电压输出；所述电流板上的回采电路用于采集电流输出信号，并反馈至所述电流板载CPU调节电流输出。

可选地，所述电压板和所述电流板固定在散热基座上，所述散热基座上设置散热翅片，并通过散热风扇降温冷却；

所述电压功率切换器为MOS管，所述电流功率切换器为铁帽三极管，所述电压功率切换器和所述电流功率切换器均设置在靠近所述散热基座的位置。

可选地，还包括用于将所述直流电源与电网连接的快接头，所述快接头包括外壳、移动块和导电体，所述移动块能够在所述外壳内沿轴向平移以及围绕所述外壳的中轴线旋转；所述导电体用于接线，其沿轴线方向贯穿所述移动块，并与所述移动块相固定；

所述外壳的第一端面上开设卡钩孔和导电孔；所述移动块上设置卡钩，所述卡钩用于从所述卡钩孔中从内向外伸出，并伸入另一所述外壳上设置的所述卡钩孔中；当所述移动块旋转时，所述卡钩挂在另一所述外壳的第一端面上；

所述导电体能够从所述导电孔中从内向外伸出，并与另一所述移动块上设置的所述导电体接触导电。

可选地，所述外壳的侧壁上设置呈L形的导向孔；所述移动块的侧壁上凸出设置导向块，所述导向块从所述导向孔中伸出、并沿所述导向孔移动。

可选地，所述移动块上设置压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端顶在所述移动块上，另一端顶在所述外壳的第一端面上。

可选地，所述外壳的第一端面上设置防转凸块和防转凹槽，所述防转凸块能够伸入相对的所述外壳上设置的所述防转凹槽中。

本发明提供了一种功率信号输出装置，由直流电源提供直流电，由直流电压调节器与直流电源相连，用于改变直流电源输入的直流电压高低，输入电压值确定的直流电压；电压功率切换器与直流电压调节器相连，可将直流电转换为交流电，通过电压功率切换器可输出电压值确定的直流电和/或交流电压；电流板上的电流功率切换器与直流电源相连，电流功率切换器用于调节输出电流，可以输出电流值确定的直流电。采用本发明的功率信号输出装置，可以同时输出数值准确的电压与电流，加载到被测量装置上进行检测。

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为本发明的功率信号输出装置的轴测图；

图1B为本发明的功率信号输出装置另一角度的轴测图；

图2A为电压板和电流板与散热基座相互装配的上方角度轴测图；

图2B为电压板和电流板与散热基座相互装配的下方角度轴测图；

图3A为机箱后面板的外部结构图；

图3B为机箱后面板的内部结构图；

图4A为快接头的结构图；

图4B为两个快接头相互装配的结构图；

图5A为外壳的结构图；

图5B为移动块的结构图；

图6为两个移动块相互配合的结构图。

图中包括：

直流电源1、第一电源11、第二电源12、电压板2、电压调节器21、电压功率切换器22、电流板3、电流功率切换器31、导电杆4、散热基座5、散热风扇51、快接头6、外壳61、卡钩孔611、导向孔612、导电孔613、防转凸块614、防转凹槽615、移动块62、卡钩621、导向块622、导电体63、压缩弹簧64。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种功率信号输出装置，能够同时输出数值准确的电压与电流。

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，对本发明的功率信号输出装置进行详细的介绍说明。

如图1A和图1B所示，分别为本发明的功率信号输出装置两个不同方向的轴测图，其中包括直流电源1、电压板2、电流板3等结构，电压板2和电流板3固定安装于底座上，外围设置机箱结构包裹，图1A和图1B均为去除上盖的结构图。直流电源1用于提供直流电，直流电源1的电压和电流数值准确可控。

电压板2上设置直流电压调节器21和电压功率切换器22，直流电压调节器21与直流电源1相连，用于改变直流电源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，经过直流电压调节器21调压后输入电压功率切换器22，电压功率切换器22可将直流电压转换为交流电压，以调节输出直流电压和/或交流电压，也即电压功率切换器22可输出直流电或交流电，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，对于多个电压功率切换器22来说，可同时输出直流电压和交流电压。

电流板3上设置与直流电源1相连的电流功率切换器31，电流功率切换器31由直流电源1供电，电流功率切换器31用于调节输出电流，改变电流的大小。电压板2与电流板3均为电路板，其板面上布置相应的电路，直流电压调节器21和直流电源1、直流电压调节器21和电压功率切换器22通过电压板2上的电路连接；电流功率切换器31和直流电源1通过电流板3上的电路连接。

本发明的功率信号输出装置，设置有电压板2和电流板3，由电压板2上设置的直流电压调节器21和电压功率切换器22等结构输出电压，由电流板3上设置的电流功率切换器31等结构输出电流，可以同时输出数值准确的电压与电流，加载到被测量装置上进行检测。

在上述方案的基础上，直流电源1包括第一电源11和第二电源12，第一电源11连接于电压板2和电流板3供电；第二电源12对电压板2供电；第一电源11同时对电压板2和电流板3供电，而第二电源12仅对电压板2供电，也就是说电压板2同时由第一电源11和第二电源12供电，可使电压板12输出更高的电压，保证电压输出的稳定性。若有需要，也可对电流板3单独设置一个电源，这些具体的设置形式均应包含在本发明的保护范围之内。

如图2A和图2B所示，分别为电压板2和电流板3与散热基座5相互装配的结构图，图2A为上方视角，图2B为下方视角；电压板2和电流板3上分别设置输入端子，图中以A表示，导电杆4与输入端子相互固定连接，实现导电，第一电源11与电压板2之间通过导电杆4供电，第一电源11与电流板3之间通过导电杆4供电。导电杆4为硬质材料制成，如图2A和图2B所示，导电杆4为片状结构，输入端子为U型结构，导电杆4和输入端子通过螺栓相互固定连接，保证紧密贴合；采用导电杆4结构使第一电源11同时连接电压板2和电流板3，连接方便快速；同时也避免了导线连接走线杂乱的问题。

如图2A和图2B所示，共设置三根导电杆4，分别输入正电压、负电压和零电压。

电压板2上设置电压板载CPU，电压板载CPU用于控制直流电压调节器21和电压功率切换器22；电压板载CPU与导电杆4相连实现供电，电压板载CPU与导电杆4之间设置直流变压模块，调节电压板载CPU的供电电压。

电流板3上设置电流板载CPU，电流板载CPU用于控制所述电流功率切换器31；电流板载CPU与导电杆4相连实现供电，电流板载CPU与导电杆4之间设置直流变压模块，调节电流板载CPU的供电电压。

电压板2和电流板3上分别设置用于输出信号的输出端子，图2A和图2B中以B表示，输出端子用于输出电压或电流；电压板2上设置多个输出端子，其中一个为零电势，其他输出端子输出不同的电压值，零电势的输出端子与其他输出端子形成回路；电流板3上设置三个输出端子，其中一个为零电势，一个为正电势，另一个为负电势，零电势的输出端子与其他输出端子形成回路。

电压板2和电流板3上分别设置回采电路，回采电路可采用输出端子处的电压和电流信号，电压板2上的回采电路用于采集电压输出信号，并反馈至电压板载CPU调节电压输出，当输出电压信号出现偏差进行反馈调节，保证输出电压的精度；电流板3上的回采电路用于采集电流输出信号，并反馈至电流板载CPU调节电流输出，当输出电流信号出现偏差进行反馈调节，保证输出电流的精度。

电压板2和电流板3固定在散热基座5上，如图2B所示，散热基座5上设置散热翅片，散热翅片位于散热基座5的底部，通过散热风扇51降温冷却；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靠近散热基座5，可及时将热量排出。优选地，电压功率切换器22为MOS管，电流功率切换器31为铁帽三极管。

如图3A和图3B所示，分别为机箱后面板的结构图，图3A为外侧，图3B为内侧；风扇51设置在后面板上，使机箱内外空气流通，加速散热。在后面板上还设置用于导线孔，电压板2和电流板3上的输出端子均从后面板上的导线孔处与被测设备连接。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本发明还包括用于将直流电源1与电网连接的快接头6，如图3A所示，快接头6设置在后面板处，直流电源1与电网之间设置空气开关，改变电路通断。

快接头6将导线实现快速连接，如图4A所示，为快接头6的结构图，图4B为两个快接头6相互装配的结构图；待连接的两段导线末端分别设置一个快接头6，快接头6为中心对称结构，两个快接头6对接后相互导电连接。

快接头6包括外壳61、移动块62和导电体63，图5A为外壳61的结构图，图5B为移动块62的结构图；外壳61为一筒形结构，中间设置轴向的内腔，移动块62能够在外壳61内沿轴向平移，移动块62能够围绕外壳61的中轴线旋转；导电体63用于接线，导电体63沿轴线方向贯穿移动块62，并与移动块62相固定，移动块62与导电体63同步运动。

外壳61的第一端设置端面，用于阻挡移动块62，第一端面上开设卡钩孔611和导电孔613，外壳61的第二端贯通设置。移动块62上设置卡钩621，卡钩621凸出于移动块62的表面，卡钩621用于从卡钩孔611中从内向外伸出，并伸入另一外壳61上设置的卡钩孔611中；卡钩621上横向设置U型槽，当移动块62旋转时，卡钩621挂在另一外壳61的第一端面上，两个快接头6相对固定，无法沿轴向移动。

导电体63能够从导电孔613中从内向外伸出，用于连接导线，内指相互靠近的一侧，外指相互远离的一侧；导电体63与另一移动块62上设置的导电体63接触导电；快接头6采用对称结构，两个移动块62导电连接时沿轴向相互靠近平移，两个移动块62的转动方向相反，当两个移动块62相互靠近并旋转后，两个移动块62上的导电体63相互接触实现导电连接。

更进一步，在外壳61的侧壁上设置呈L形的导向孔612，图中所示，在一个外壳61的侧壁相对位置设置两个导向孔612；移动块62的侧壁上凸出设置导向块622，导向块622从所述导向孔612中伸出、并沿导向孔612移动。导向孔612具有与轴向平行的纵向段、以及与轴向垂直的横向段，纵向段用于导向移动块62平移，横向段用于导向移动块62转动，当导向块622进入横向段后，无法沿纵向移动，起到第二重轴向限位的作用。

移动块62上设置压缩弹簧64，压缩弹簧64的一端顶在移动块62上，另一端顶在外壳61的第一端面的内表面；如图6所示，为两个移动块62相互配合的结构图，当两个移动块62相互靠近时压缩弹簧64被压缩，放松时在压缩弹簧64的弹力下使移动块62相互远离复位。

两个外壳61的第一端面上分别设置防转凸块614和防转凹槽615，防转凸块614和防转凹槽615对称设置，防转凸块614能够伸入相对的另一个外壳61上设置的防转凹槽615中，两个外壳61通过卡钩621的钩挂接触，无法轴向移动，通过防转凸块614和防转凹槽615防止两个外壳61相互周向转动造成松脱。

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 (10)

1.一种功率信号输出装置，其特征在于，包括：

直流电源(1)，用于提供直流电；

电压板(2)，其上设置直流电压调节器(21)和电压功率切换器(22)，所述直流电压调节器(21)与所述直流电源(1)相连，用于改变所述直流电源(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；

电流板(3)，其上设置与所述直流电源(1)相连的电流功率切换器(31)，所述电流功率切换器(31)用于调节输出电流。

2.根据权利要求1所述的功率信号输出装置，其特征在于，所述直流电源(1)包括第一电源(11)和第二电源(12)，所述第一电源(11)连接于所述电压板(2)和所述电流板(3)供电；所述第二电源(12)对所述电压板(2)供电。

3.根据权利要求2所述的功率信号输出装置，其特征在于，所述电压板(2)和所述电流板(3)上分别设置输入端子，所述第一电源(11)与所述电压板(2)、所述第一电源(11)与所述电流板(3)之间通过导电杆(4)供电。

4.根据权利要求2所述的功率信号输出装置，其特征在于，所述电压板(2)上设置电压板载CPU，所述电压板载CPU用于控制所述直流电压调节器(21)和所述电压功率切换器(22)；所述电流板(3)上设置电流板载CPU，所述电流板载CPU用于控制所述电流功率切换器(31)。

5.根据权利要求4所述的功率信号输出装置，其特征在于，所述电压板(2)和所述电流板(3)上分别设置用于输出信号的输出端子，所述电压板(2)和所述电流板(3)上分别设置回采电路；所述电压板(2)上的回采电路用于采集电压输出信号，并反馈至所述电压板载CPU调节电压输出；所述电流板(3)上的回采电路用于采集电流输出信号，并反馈至所述电流板载CPU调节电流输出。

6.根据权利要求5所述的功率信号输出装置，其特征在于，所述电压板(2)和所述电流板(3)固定在散热基座(5)上，所述散热基座(5)上设置散热翅片，并通过散热风扇(51)降温冷却；

所述电压功率切换器(22)为MOS管，所述电流功率切换器(31)为铁帽三极管，所述电压功率切换器(22)和所述电流功率切换器(31)均设置在靠近所述散热基座(5)的位置。

7.根据权利要求1至6任一项所述的功率信号输出装置，其特征在于，还包括用于将所述直流电源(1)与电网连接的快接头(6)，所述快接头(6)包括外壳(61)、移动块(62)和导电体(63)，所述移动块(62)能够在所述外壳(61)内沿轴向平移以及围绕所述外壳(61)的中轴线旋转；所述导电体(63)用于接线，其沿轴线方向贯穿所述移动块(62)，并与所述移动块(62)相固定；

所述外壳(61)的第一端面上开设卡钩孔(611)和导电孔(613)；所述移动块(62)上设置卡钩(621)，所述卡钩(621)用于从所述卡钩孔(611)中从内向外伸出，并伸入另一所述外壳(61)上设置的所述卡钩孔(611)中；当所述移动块(62)旋转时，所述卡钩(621)挂在另一所述外壳(61)的第一端面上；

所述导电体(63)能够从所述导电孔(613)中从内向外伸出，并与另一所述移动块(62)上设置的所述导电体(63)接触导电。

8.根据权利要求7所述的功率信号输出装置，其特征在于，所述外壳(61)的侧壁上设置呈L形的导向孔(612)；所述移动块(62)的侧壁上凸出设置导向块(622)，所述导向块(622)从所述导向孔(612)中伸出、并沿所述导向孔(612)移动。

9.根据权利要求8所述的功率信号输出装置，其特征在于，所述移动块(62)上设置压缩弹簧(64)，所述压缩弹簧(64)的一端顶在所述移动块(62)上，另一端顶在所述外壳(61)的第一端面上。

10.根据权利要求9所述的功率信号输出装置，其特征在于，所述外壳(61)的第一端面上设置防转凸块(614)和防转凹槽(615)，所述防转凸块(614)能够伸入相对的所述外壳(61)上设置的所述防转凹槽(615)中。