CN110266201A - 一种基于spwm的大电流发生装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种基于SPWM的大电流发生装置，通电源模块、功放模块均分为多条支路为其传输能力，控制模块分别与功放模块连接，降低了电源部分的重量，进而减小了大电流发生系统的体积和重量，且增加大电流发生系统拆装、移动的方便性，同时若单一模块损坏，只用更新单一模块即可，减小维护的工作量；同时，由控制模块发出SPWM波，发送至功率放大器，功率放大器即可输出与SPWM类似的电流波形，信号输出、放大控制的效果更优。

Description

一种基于SPWM的大电流发生装置
技术领域
本申请涉及电力设备领域，尤其涉及一种基于SPWM的大电流发生装置。
背景技术
随着特高压技术的日益成熟及其工程的不断投运，系统容量不断增大，电网在安全稳定运行方面所面临的挑战日益突出，其典型表现之一就是系统短路电流大和一次时间常数大。继电保护作为保证系统安全稳定运行的主要技术措施，其动能性能均受到为其提供系统电流信息的电流互感器的影响，尤其是电流互感器暂态特性的影响。如果电流互感器的暂态特性不好，则有可能造成继电保护的误动或拒动，威胁系统的安全稳定运行，因此对电流互感器开展暂态特性试验或检测具有重要的实践意义。
对电流互感器开展暂态特性试验必须有大电流发生设备，目前大电流的方法通常为大电流升流组合装置，升流组合装置包括升流器组、电容补偿系统、整流系统、电源控制系统及辅助设施。
然而，现有大电流发生器虽然能够实现上千安大电流的输出，但是受限于输出技术原理，不能实现电流的动态控制。同时，现有的大电流升流设备均配置在专用实验室内，其体积大、重量重、不方便移动和维护。
发明内容
本申请提供了一种基于SPWM的大电流发生装置，以解决现有大电流发生器受限于输出技术原理，不能实现电流的动态控制；同时，现有的大电流升流设备均配置在专用实验室内，其体积大、重量重、不方便移动和维护的问题。
本申请提供了一种基于SPWM的大电流发生装置，包括电源模块和控制模块；
所述电源模块包括AC/DC整流器和与所述AC/DC整流器连接的多个DC/DC转换器，其中一个DC/DC转换器与控制模块连接，用于为控制模块提供电源；剩余的DC/DC转换器均分别连接有多个功放模块，用于为功放模块提供电源；
所述控制模块分别与所有的功放模块连接。
进一步地，所述控制模块包括UC3638芯片；
所述UC3638芯片的DB管脚分别连接有电阻R1和电阻R4，所述电阻R4的两端并联有电容C1；
所述UC3638芯片的VCC管脚连接有电容C2；
所述UC3638芯片的SD管脚分别连接有电阻R3和电阻R4，所述电阻R3的两端并联有电容C3,所述电阻R4还连接有二极管D1；
所述UC3638芯片的RT管脚连接有电阻R5，所述电阻R5的两端并联有R6；
所述UC3638芯片的COMP管脚通过电阻R7与INV管脚连接，且连接处连接有电阻R8；
所述UC3638芯片的CS+管脚连接有电阻R9,所述UC3638芯片的CS-管脚连接有电阻R10,所述UC3638芯片的CSOUT管脚连接有电容C5,所述UC3638芯片的CT管脚连接有电容C11，所述UC3638芯片的PVSET管脚分别连接有电阻R11和R12。
进一步地，所述UC3638芯片的供电电压为±15V，所述UC3638芯片的PVSET管脚的电压为2V，所述UC3638芯片的DB管脚电压为4V，所述电阻R12的电阻值为10kΩ，所述电阻R11的电阻值为15kΩ，所述电阻R2的电阻值为10kΩ，所述电阻R1的电阻值为2.5kΩ，所述电容C1的电容值为1uF，所电阻R3的电阻值为10kΩ，所述电阻R4的电阻值为20kΩ，所述电容C3的电容值为100nF，所述电容C6的电容值为100nF，所述电阻R5的电阻值为9kΩ。
进一步地，所述控制模块还包括用于检测UC3638芯片输出电流的电流检测电路，所述电流检测电路包括放大器，
所述放大器的反向输入端与输出端连接有电容C7和电阻R13，所述电容C7和电阻R13并联，所述放大器的同向输入端分别连接有电阻R17和电阻R16,所述电阻R17的两端并联有电容C8，所述电阻R16通过电阻R15和电阻R14与电阻R13连接。
进一步地，所述AC/DC整流器包括顺次串接的电流保护电路、阻容吸收电路、三相整流电路和滤波电路。
进一步地，所述DC/DC整流器包括开关ZK、中性线、整流桥、阻容支路、三相火线、熔断器RD和高频滤波电容CD；
所述中性线与对应的开关ZK连接；
所述三相火线分别通过对应的熔断器RD和开关ZK与整流桥的输入端连接，且所述熔断器RD与整流桥之间的部分与对应的阻容支路的一端连接；所有阻容支路的另一端相互连接；每个所述阻容支路包括电阻R18和与所述电阻R18相连的电容C9；
所述整流桥的输出端与中性线之间并联有高频滤波电容CD。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种基于SPWM的大电流发生装置，通电源模块、功放模块均分为多条支路为其传输能力，控制模块分别与功放模块连接，降低了电源部分的重量，进而减小了大电流发生系统的体积和重量，且增加大电流发生系统拆装、移动的方便性，同时若单一模块损坏，只用更新单一模块即可，减小维护的工作量；同时，由控制模块发出SPWM波，发送至功率放大器，功率放大器即可输出与SPWM类似的电流波形，信号输出、放大控制的效果更优。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种基于SPWM的大电流发生装置的电路原理图；
图2为控制模块的电路图；
图3为电流检测电路的电路图；
图4为AC/DC整流器的电路原理图；
图5为DC/DC转换器的电路图。
具体实施方式
参见图1，本申请提供了一种基于SPWM的大电流发生装置，包括电源模块和控制模块；所述电源模块包括AC/DC整流器和与所述AC/DC整流器连接的多个DC/DC转换器，其中一个DC/DC转换器与控制模块连接，用于为控制模块提供电源；剩余的DC/DC转换器均分别连接有多个功放模块，用于为功放模块提供电源；所述控制模块分别与所有的功放模块连接。
本实施例利用采用三相四线供电电源380V供电，电源部分通过AC/DC整流器，把交流电分成多路310V直流电流，其中一路由DC/DC转换器转换为24V直流电流，为控制模提供电源，其余经DC/DC转换器转换为24V直流电流，为功放模块中电流放大器模块提供动力电。这样，如果其中一个模块发生故障，则需更换故障模块即可，减小维护量；并且方便拆装和移动。
如图1所示，功放模块分为10路，每路放大器最大输出电流100A，10路电流并联输出得到新型大电流发生装置的1000A输出。控制模块接收外部指令或(0-10)V电压信号，其中包含电流数据信息和控制信号信息，控制模块分出10个控制信号，分别控制10个功放模块通断，并接收功率放大器中功放返回的状态信息。利用控制模块可实现对功放模块精准控制，提供控制精确度，以使放大得到的电流精度更高。
进一步地，参见图2，所述控制模块包括UC3638芯片；
所述UC3638芯片的DB管脚分别连接有电阻R1和电阻R4，所述电阻R4的两端并联有电容C1；
所述UC3638芯片的VCC管脚连接有电容C2；
所述UC3638芯片的SD管脚分别连接有电阻R3和电阻R4，所述电阻R3的两端并联有电容C3,所述电阻R4还连接有二极管D1；
所述UC3638芯片的RT管脚连接有电阻R5，所述电阻R5的两端并联有R6；
所述UC3638芯片的COMP管脚通过电阻R7与INV管脚连接，且连接处连接有电阻R8；
所述UC3638芯片的CS+管脚连接有电阻R9,所述UC3638芯片的CS-管脚连接有电阻R10,所述UC3638芯片的CSOUT管脚连接有电容C5,所述UC3638芯片的CT管脚连接有电容C11，所述UC3638芯片的PVSET管脚分别连接有电阻R11和R12。
进一步地，所述UC3638芯片的供电电压为±15V，所述UC3638芯片的PVSET管脚的电压为2V，所述UC3638芯片的DB管脚电压为4V，所述电阻R12的电阻值为10kΩ，所述电阻R11的电阻值为15kΩ，所述电阻R2的电阻值为10kΩ，所述电阻R1的电阻值为2.5kΩ，所述电容C1的电容值为1uF，所电阻R3的电阻值为10kΩ，所述电阻R4的电阻值为20kΩ，所述电容C3的电容值为100nF，所述电容C6的电容值为100nF，所述电阻R5的电阻值为9kΩ。这种设计值优化后不仅符合芯片设计要求，且实验室和测试后性能指标和波形优于设计要求。
进一步地，所述控制模块还包括用于检测UC3638芯片输出电流的电流检测电路，所述电流检测电路包括放大器，
所述放大器的反向输入端与输出端连接有电容C7和电阻R13，所述电容C7和电阻R13并联，所述放大器的同向输入端分别连接有电阻R17和电阻R16,所述电阻R17的两端并联有电容C8，所述电阻R16通过电阻R15和电阻R14与电阻R13连接。
为了保证隔离效果，采用了霍尔传感器采集输出电流。由于PSWM驱动器工作时，电路高速开关ZK切换产牛很大的dv/di和di/dt，由此产生共模尖峰电压，从而引起很大的地线干扰。在采取了减小干扰的各种措施后，因控制器内部的电流限制阈值较低(±2.5V)，很容易引起驱动电路自锁无输出。于是，如图3所示，电路通过外加放大器(如AD824)的方式实现高倍率的差分电流放大和电平移位(将CS+和CS-短路接地以屏蔽内部差分放大器，即4管脚和7管脚)，并将最后的差分电流(6管脚)放大输出以实现最大电流限制功能。同时在信号通路上加上小电容C7、C8以滤除高频干扰。
进一步地，参见图4，所述AC/DC整流器包括顺次串接的电流保护电路、阻容吸收电路、三相整流电路和滤波电路。
进一步地，参见图5，所述DC/DC整流器包括开关ZK、中性线、整流桥、阻容支路、三相火线、熔断器RD和高频滤波电容CD；三相火线分别为U、V、W，中性线为N，
所述中性线与对应的开关ZK连接；
所述三相火线分别通过对应的熔断器RD和开关ZK与整流桥的输入端连接，且所述熔断器RD与整流桥之间的部分与对应的阻容支路的一端连接；所有阻容支路的另一端相互连接；每个所述阻容支路包括电阻R18和与所述电阻R18相连的电容C9；
所述整流桥的输出端与中性线之间并联有高频滤波电容CD。
采用三相桥式全控整流电路，其中空气开关ZK、熔断器RD为整流器提供过电流保护，在整流器的进线端并联了起吸收保护作用的阻容支路，用以吸收电源进线中的浪涌电压，在通过直流滤波电容器和高频滤波电容器CD来滤波后，为功率电路提供洁净的直流电压。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种基于SPWM的大电流发生装置，通电源模块、功放模块均分为多条支路为其传输能力，控制模块分别与功放模块连接，降低了电源部分的重量，进而减小了大电流发生系统的体积和重量，且增加大电流发生系统拆装、移动的方便性，同时若单一模块损坏，只用更新单一模块即可，减小维护的工作量；同时，由控制模块发出SPWM波，发送至功率放大器，功率放大器即可输出与SPWM类似的电流波形，信号输出、放大控制的效果更优。

Claims (6)

1.一种基于SPWM的大电流发生装置，其特征在于，包括电源模块和控制模块；
所述电源模块包括AC/DC整流器和与所述AC/DC整流器连接的多个DC/DC转换器，其中一个DC/DC转换器与控制模块连接，用于为控制模块提供电源；剩余的DC/DC转换器均分别连接有多个功放模块，用于为功放模块提供电源；
所述控制模块分别与所有的功放模块连接。
2.如权利要求1所述的基于SPWM的大电流发生装置，其特征在于，所述控制模块包括UC3638芯片；
所述UC3638芯片的DB管脚分别连接有电阻R1和电阻R4，所述电阻R4的两端并联有电容C1；
所述UC3638芯片的VCC管脚连接有电容C2；
所述UC3638芯片的SD管脚分别连接有电阻R3和电阻R4，所述电阻R3的两端并联有电容C3,所述电阻R4还连接有二极管D1；
所述UC3638芯片的RT管脚连接有电阻R5，所述电阻R5的两端并联有R6；
所述UC3638芯片的COMP管脚通过电阻R7与INV管脚连接，且连接处连接有电阻R8；
所述UC3638芯片的CS+管脚连接有电阻R9,所述UC3638芯片的CS-管脚连接有电阻R10,所述UC3638芯片的CSOUT管脚连接有电容C5,所述UC3638芯片的CT管脚连接有电容C11，所述UC3638芯片的PVSET管脚分别连接有电阻R11和R12。
3.如权利要求2所述的基于SPWM的大电流发生装置，其特征在于，所述UC3638芯片的供电电压为±15V，所述UC3638芯片的PVSET管脚的电压为2V，所述UC3638芯片的DB管脚电压为4V，所述电阻R12的电阻值为10kΩ，所述电阻R11的电阻值为15kΩ，所述电阻R2的电阻值为10kΩ，所述电阻R1的电阻值为2.5kΩ，所述电容C1的电容值为1uF，所电阻R3的电阻值为10kΩ，所述电阻R4的电阻值为20kΩ，所述电容C3的电容值为100nF，所述电容C6的电容值为100nF，所述电阻R5的电阻值为9kΩ。
4.如权利要求2所述的基于SPWM的大电流发生装置，其特征在于，所述控制模块还包括用于检测UC3638芯片输出电流的电流检测电路，所述电流检测电路包括放大器，
所述放大器的反向输入端与输出端连接有电容C7和电阻R13，所述电容C7和电阻R13并联，所述放大器的同向输入端分别连接有电阻R17和电阻R16,所述电阻R17的两端并联有电容C8，所述电阻R16通过电阻R15和电阻R14与电阻R13连接。
5.如权利要求1所述的基于SPWM的大电流发生装置，其特征在于，所述AC/DC整流器包括顺次串接的电流保护电路、阻容吸收电路、三相整流电路和滤波电路。
6.如权利要求1所述的基于SPWM的大电流发生装置，其特征在于，所述DC/DC整流器包括开关ZK、中性线、整流桥、阻容支路、三相火线、熔断器RD和高频滤波电容CD；
所述中性线与对应的开关ZK连接；
所述三相火线分别通过对应的熔断器RD和开关ZK与整流桥的输入端连接，且所述熔断器RD与整流桥之间的部分与对应的阻容支路的一端连接；所有阻容支路的另一端相互连接；每个所述阻容支路包括电阻R18和与所述电阻R18相连的电容C9；
所述整流桥的输出端与中性线之间并联有高频滤波电容CD。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022028066A1 (zh) * 2020-08-06 2022-02-10 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于功率放大器的电流快速放大系统及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106877646A (zh) * 2017-03-03 2017-06-20 浙江大学 适用于输入串联/输出并联系统的无线电压前馈控制系统及方法
CN109407035A (zh) * 2018-12-29 2019-03-01 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于mosfet管的大电流发生系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106877646A (zh) * 2017-03-03 2017-06-20 浙江大学 适用于输入串联/输出并联系统的无线电压前馈控制系统及方法
CN109407035A (zh) * 2018-12-29 2019-03-01 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于mosfet管的大电流发生系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
石健将等: "数字控制400Hz 三相四线高功率因数PWM整流器研究", 《电工技术学报》 *
苏维杰等: "地铁牵引整流器交直流侧RC阻容回路替代压敏电阻可行性研究", 《智能城市》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022028066A1 (zh) * 2020-08-06 2022-02-10 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于功率放大器的电流快速放大系统及方法

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