CN112994484A - 一种用于测试的低频方波电流源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于测试的低频方波电流源，包括：直流可调电源、单相全桥逆变电路、控制电路、驱动电路和辅助电源；交流输入经过直流可调电源变换为稳定的直流可调电流，再由单相全桥逆变电路实现极性切换，最后得到所需要的方波电流；控制电路接受上位机的控制指令，生成两路互补的脉冲信号；脉冲信号通过驱动电路进行隔离、放大后控制单相全桥逆变电路中的功率开关管，输出相应频率和幅值的方波电流；方波电流通过采样输入至控制电路，形成闭环反馈；本发明提供了一种可定制的交流恒流大电流电源，具备良好的通用性。

Description

一种用于测试的低频方波电流源
技术领域
本发明涉及电子电路领域，尤其涉及一种用于测试的低频方波电流源。
背景技术
亥姆霍兹线圈主要应用在各研究所、高等院校以及企业做物质磁性或检测实验的场合，其主要用途有：产生标准磁场；地球磁场的抵消与补偿、地磁环境模拟、霍尔探头和各种磁强计的定标等。
当亥姆霍兹线圈的供电电源为直流恒流电源，那么产生的磁场为直流磁场，反之当供电电源为交流恒流电源产生的磁场就是交流磁场。目前直流恒流电源有很多选择，而交流恒流电源基本需要特殊定制，目前用于测试用的交流恒流大电源较少。
发明内容
有鉴于此，针对以上技术问题，本发明提供了一种用于测试的低频方波电流源。它是一种能够接收上位机的控制指令，并且输出频率范围为0.1Hz～10Hz、输出电流范围为0A～±100A的方波大电流源。
本发明提供的一种用于测试的低频方波电流源，包括：直流可调电源、单相全桥逆变电路、控制电路、驱动电路和辅助电源；
直流可调电源的一端与交流电网输入电性连接，另一端与单相全桥逆变电路的一端电性连接；单向全桥电路的另一端作为方波电流的输出端；
交流输入经过直流可调电源变换为稳定的直流可调电流，再由单相全桥逆变电路实现极性切换，最后得到所需要的方波电流；
辅助电源的一端与交流电网输入电性连接；另一端分别与控制电路和驱动电路电性连接；
控制电路与驱动电路电性连接；驱动电路与单相全桥逆变电路电性连接；
控制电路接受上位机的控制指令，生成两路互补的脉冲信号；脉冲信号通过驱动电路进行隔离、放大后控制单相全桥逆变电路中的功率开关管，输出相应频率和幅值的方波电流；方波电流通过采样输入至控制电路，形成闭环反馈。
进一步地，所述单相全桥逆变电路包括：压敏电阻MOV、功率开关管Q1~Q4；电阻R1~R8、二极管D1~D4、电容C1~C6；功率开关管Q1、Q2和功率开关管Q3、Q4各自组成一个桥臂；电阻R5的两端与功率开关管Q1的栅极和源极相连；电阻R6的两端与功率开关管Q3的栅极和源极相连；电阻R8的两端与功率开关管Q2的栅极和源极相连；电阻R7的两端与功率开关管Q4的栅极和源极相连；电阻R1和电容D1并联；电阻R2和电容D2并联；电阻R3和电容D3并联；电阻R4和电容D4并联；二极管D1的负极与电容C3的一端电性连接；电容C3的另一端与二极管D3的正极相连；二极管D3的负极与电容C5的一端相连；电容C5的另一端与电容C1的一端相连；电容C1与压敏电阻MOV并联；
二极管D2的负极与电容C4的一端电性连接；电容C4的另一端与二极管D4的正极相连；二极管D4的负极与电容C6的一端相连；电容C6的另一端与电容C2的一端相连；电容C2的另一端与二极管D2的正极电性连接；压敏电阻MOV的两端作为单相全桥逆变电路的输入端；功率开关管Q1~Q4的栅极与控制电路电性连接；
斜对角的两只功率开关管同时导通和关断，同一桥臂的上管和下管轮流导通，通过控制电路控制四只功率开关管，得到正、负幅值对称的方波电流。
进一步地，所述控制电路包括控制芯片、电阻R9-R18、电容C7-C8、二极管D5-D6、光电耦合器U2、U4、与非门U1A-U1D、或非门U3C-U3D、三极管Q5、Q6；
控制芯片的I/O口AIN与电阻R12的一端连接； R12的另一端与三极管Q5的基极连接；三极管Q5的发射极接地；三极管Q5的集电极、电阻R9的一端与光电耦合器U2的两个输入端电性连接；电阻R9的另一端接供电电源；光电耦合器的两个输出端中，一端接地，另一端与电阻R10的一端电性连接；电阻R10的另一端接供电电源；电阻R10的一端与与非门U1A的两个输入端电性连接，并同时连接至与非门U1D的其中一个输入端；与非门U1A的输出端与与非门U1C的其中一个输入端电性连接；与非门U1C的输出端与或非门U3D的一个输入端电性连接；或非门U3D的输出端与二极管D5的负极、电阻R11的一端电性连接；二极管D5的正极与电阻R17的一端电性连接；电阻R17的另一端与电阻R11的另一端、电容C8的一端电性连接；电容C8的另一端接地；电容C8的一端作为控制电路的一个中间输出端AOUT；
控制芯片的I/O口BIN与电阻R18的一端连接；R18的另一端与三极管Q6的基极连接；三极管Q6的发射极接地；三极管Q6的集电极、电阻R16的一端与光电耦合器U4的两个输入端电性连接；电阻R16的另一端接供电电源；光电耦合器的两个输出端中，一端接地，另一端与电阻R14的一端电性连接；电阻R14的另一端接供电电源；电阻R14的一端与与非门U1B的两个输入端电性连接，并同时连接至与非门U1C的另一个输入端；与非门U1B的输出端与与非门U1D的另一个输入端电性连接；与非门U1D的输出端与或非门U3C的一个输入端电性连接；或非门U3C的输出端与二极管D6的负极、电阻R15的一端电性连接；二极管D6的正极与电阻R13的一端电性连接；电阻R13的另一端与电阻R15的另一端、电容C7的一端电性连接；电容C7的另一端接地；电容C7的一端作为控制电路的另一个中间输出端BOUT；
中间输出端AOUT与比较器U9的同向输入端电性连接；比较器U9的反向输入端与电容C16的一端、电阻R35的一端电性连接、电阻R26的一端电性连接；电阻R26的另一端接供电电源；电阻R35的另一端接地；比较器U9的输出端与电阻R30的一端电性连接；电阻R30的另一端接供电电源；比较器U9的输出端A作为单相全桥逆变电路开关管的一路控制信号；
中间输出端BOUT与比较器U10的同向输入端电性连接；比较器U10的反向输入端与电容C17的一端、电阻R36的一端电性连接、电阻R27的一端电性连接；电阻R27的另一端接供电电源；电阻R36的另一端接地；比较器U10的输出端与电阻R31的一端电性连接；电阻R31的另一端接供电电源；比较器U10的输出端B作为单相全桥逆变电路开关管的另一路控制信号。
进一步地，所述驱动电路的具体连接关系为：
驱动芯片的1脚与电容Ci的负极、电阻Ri的一端电性连接；电容Ci的正极与电源Vi和电阻Ri的另一端电性连接；
驱动芯片的2脚接地；驱动芯片的11脚与电阻Re的一端、电容C的负极电性连接；电容C的正极与电阻Re的另一端、电阻R的一端电性连接；电容C的两端作为光电耦合器PE的输入端；光电耦合器PE的输出端与控制芯片的I/O口连接，将故障信号锁存并进行处理；
电阻R的另一端与驱动芯片的14脚电性连接；驱动芯片的14脚与电容Cf的一端、电容Cp的一端和电源正极电性连接；驱动芯片的14脚与电容Cf的另一端、电容Cp的另一端和电源负极电性连接；
驱动芯片的7脚与电阻Rj的一端、二极管Df的负极电性连接；电阻Rj的另一端两个二极管串联形成的Dhv的正极电性连接；Dhv的负极连接至开关管Q的集电极；开关管Q的基极与电阻Rg+的一端、电阻Rg-的一端、电阻Rge的一端电性连接；电阻Rg+的另一端连接至驱动芯片的17和18脚；电阻Rg-的另一端连接至驱动芯片的19和20脚；驱动芯片的6脚与电阻Rn的一端电性连接；电阻Rn的另一端与电容Cblind的负极、电容Cdelay的负极、电容Csoft的负极、电容Creset的负极和驱动芯片的12脚电性连接；电容Cblind的正极与驱动芯片的5脚电性连接；电容Cdelay的正极与驱动芯片的8脚电性连接；电容Csoft的正极与驱动芯片的10脚电性连接；电容Creset的正极与驱动芯片的13脚电性连接；
驱动芯片的15脚与二极管Df的正极、电容Cc的一端、电容Ce的一端电性连接；电容Cc的另一端接供电电源；电容Ce的另一端接地；电容Cc和电容Ce的两端均并联有一个极性电容。
所述辅助电源包括：电源模块T1-T2、电容C10-C15、电容C21-C26、变压器L1-L2、电阻R31-R34和发光二极管P1-P4；
电容C10的两端接交流电源，同时与变压器L1的一侧电性连接；变压器L1的另一侧并接有电容C11；电容C11的两端分别与电源模块T1的L端、N端电性连接；电源模块T1的Vout1端和GND1端并接有电容C12和电容C13，其中电容C12的正极与Vout1端电性连接；Vout1端还与发光二极管P4的正极和供电电源电性连接；发光二极管P4的负极与电阻R34的一端电性连接；电阻R34的另一端接地；电源模块T1的Vout2端和GND2端并接有电容C14和电容C15，其中电容C14的正极与Vout2端电性连接；Vout2端还与发光二极管P1的正极和供电电源电性连接；发光二极管P1的负极与电阻R31的一端电性连接；电阻R31的另一端接地；
电容C21的两端接交流电源，同时与变压器L2的一侧电性连接；变压器L2的另一侧并接有电容C22；电容C22的两端分别与电源模块T2的L端、N端电性连接；电源模块T2的V1端和COM两端并接有电容C23和电容C24，且电容C23的正极与V1端电性连接；V1端接供电电源；V1端还与发光二极管P2的正极电性连接；发光二极管P2的负极与电阻R32的一端电性连接；电阻R32的另一端与COM端电性连接，并接地；
电源模块T2的V2端和COM两端并接有电容C25和电容C26，且电容C25的正极与V2端电性连接；V2端接负供电电源；V2端还与发光二极管P3的负极电性连接；发光二极管P3的正极与电阻R33的一端电性连接；电阻R33的另一端与COM端电性连接，并接地。
本发明的有益效果是：提供了一种可定制的交流恒流大电流电源，具备良好的通用性。
附图说明
图1为本发明一种测试用低频方波大电流源的电路原理框图；
图2为本发明实施例中单相全桥逆变电路拓扑图；
图3为本发明实施例中控制电路原理图；
图4为本发明实施例中驱动电路原理图；
图5为本发明实施例中辅助电源原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，一种用于测试的低频方波电流源，包括以下：
直流可调电源、单相全桥逆变电路、控制电路、驱动电路和辅助电源；
直流可调电源的一端与交流电网输入电性连接，另一端与单相全桥逆变电路的一端电性连接；单向全桥电路的另一端作为方波电流的输出端；
交流输入经过直流可调电源变换为稳定的直流可调电流，再由单相全桥逆变电路实现极性切换，最后得到所需要的方波电流；
辅助电源的一端与交流电网输入电性连接；另一端分别与控制电路和驱动电路电性连接；
控制电路与驱动电路电性连接；驱动电路与单相全桥逆变电路电性连接；
控制电路接受上位机的控制指令，生成两路互补的脉冲信号；脉冲信号通过驱动电路进行隔离、放大后控制单相全桥逆变电路中的功率开关管，输出相应频率和幅值的方波电流；方波电流通过采样输入至控制电路，形成闭环反馈。
本发明中，直流可调电源采用6672A型单路输出直流系统电源。
单相全桥逆变电路由四只功率开关管组成。斜对角的两只功率开关管同时导通和关断，同一桥臂的上管和下管轮流导通，通过控制四只功率开关管，得到正、负幅值对称的方波电流。功率开关管在关断瞬间会产生很大的尖峰电压，为保证功率开关管的正常工作，在直流母线上增加压敏电阻和RCD吸收电路对尖峰电压进行抑制。
请参考图2，图2是本发明实施例中单相全桥逆变电路拓扑图。
所述单相全桥逆变电路，其中MOV为压敏电阻，C1、C2为吸收电容，Q1～Q4为功率开关管。Q1、Q2和Q3、Q4各自组成一个桥臂，当Q1、Q4同时导通时，UA、UB之间的电压为+Uin，当Q2、Q3同时导通时，UA、UB之间的电压为-Uin。R1～R4、C3～C6、D1～D4构成四路RCD缓冲电路，降低功率开关管漏极、源极之间的尖峰电压。单相全桥逆变电路的具体连接关系如下：包括：压敏电阻MOV、功率开关管Q1~Q4；电阻R1~R8、二极管D1~D4、电容C1~C6；功率开关管Q1、Q2和功率开关管Q3、Q4各自组成一个桥臂；电阻R5的两端与功率开关管Q1的栅极和源极相连；电阻R6的两端与功率开关管Q3的栅极和源极相连；电阻R8的两端与功率开关管Q2的栅极和源极相连；电阻R7的两端与功率开关管Q4的栅极和源极相连；电阻R1和电容D1并联；电阻R2和电容D2并联；电阻R3和电容D3并联；电阻R4和电容D4并联；二极管D1的负极与电容C3的一端电性连接；电容C3的另一端与二极管D3的正极相连；二极管D3的负极与电容C5的一端相连；电容C5的另一端与电容C1的一端相连；电容C1与压敏电阻MOV并联；
二极管D2的负极与电容C4的一端电性连接；电容C4的另一端与二极管D4的正极相连；二极管D4的负极与电容C6的一端相连；电容C6的另一端与电容C2的一端相连；电容C2的另一端与二极管D2的正极电性连接；压敏电阻MOV的两端作为单相全桥逆变电路的输入端；功率开关管Q1~Q4的栅极与控制电路电性连接；
斜对角的两只功率开关管同时导通和关断，同一桥臂的上管和下管轮流导通，通过控制电路控制四只功率开关管，得到正、负幅值对称的方波电流。
下面进一步介绍本发明的控制电路；
控制电路通过RS232串行通信方式接收上位机的控制指令，得到输出频率信息，通过运算得到同频率的两路互补的方波电压信号；同时检测输出电压信号和输出电流信号，分别送入比较器，与输出过压保护值、输出过流保护值进行比较，当采样值达到保护点时实现输出过压保护或输出过流保护功能。
请参考图3，图3是本发明控制电路的原理图；所述控制电路的具体连接结构如下：
包括控制芯片、电阻R9-R18、电容C7-C8、二极管D5-D6、光电耦合器U2、U4、与非门U1A-U1D、或非门U3C-U3D、三极管Q5、Q6；
控制芯片的I/O口AIN与电阻R12的一端连接； R12的另一端与三极管Q5的基极连接；三极管Q5的发射极接地；三极管Q5的集电极、电阻R9的一端与光电耦合器U2的两个输入端电性连接；电阻R9的另一端接供电电源；光电耦合器的两个输出端中，一端接地，另一端与电阻R10的一端电性连接；电阻R10的另一端接供电电源；电阻R10的一端与与非门U1A的两个输入端电性连接，并同时连接至与非门U1D的其中一个输入端；与非门U1A的输出端与与非门U1C的其中一个输入端电性连接；与非门U1C的输出端与或非门U3D的一个输入端电性连接；或非门U3D的输出端与二极管D5的负极、电阻R11的一端电性连接；二极管D5的正极与电阻R17的一端电性连接；电阻R17的另一端与电阻R11的另一端、电容C8的一端电性连接；电容C8的另一端接地；电容C8的一端作为控制电路的一个中间输出端AOUT；
控制芯片的I/O口BIN与电阻R18的一端连接；R18的另一端与三极管Q6的基极连接；三极管Q6的发射极接地；三极管Q6的集电极、电阻R16的一端与光电耦合器U4的两个输入端电性连接；电阻R16的另一端接供电电源；光电耦合器的两个输出端中，一端接地，另一端与电阻R14的一端电性连接；电阻R14的另一端接供电电源；电阻R14的一端与与非门U1B的两个输入端电性连接，并同时连接至与非门U1C的另一个输入端；与非门U1B的输出端与与非门U1D的另一个输入端电性连接；与非门U1D的输出端与或非门U3C的一个输入端电性连接；或非门U3C的输出端与二极管D6的负极、电阻R15的一端电性连接；二极管D6的正极与电阻R13的一端电性连接；电阻R13的另一端与电阻R15的另一端、电容C7的一端电性连接；电容C7的另一端接地；电容C7的一端作为控制电路的另一个中间输出端BOUT；
中间输出端AOUT与比较器U9的同向输入端电性连接；比较器U9的反向输入端与电容C16的一端、电阻R35的一端电性连接、电阻R26的一端电性连接；电阻R26的另一端接供电电源；电阻R35的另一端接地；比较器U9的输出端与电阻R30的一端电性连接；电阻R30的另一端接供电电源；比较器U9的输出端A作为单相全桥逆变电路开关管的一路控制信号；
中间输出端BOUT与比较器U10的同向输入端电性连接；比较器U10的反向输入端与电容C17的一端、电阻R36的一端电性连接、电阻R27的一端电性连接；电阻R27的另一端接供电电源；电阻R36的另一端接地；比较器U10的输出端与电阻R31的一端电性连接；电阻R31的另一端接供电电源；比较器U10的输出端B作为单相全桥逆变电路开关管的另一路控制信号。
控制电路的核心是单片机STM32F407ZGT6；控制电路通过串口通信方式接收上位机的控制指令，得到输出频率信息，通过运算得到同频率的两路互补的方波电压信号AIN和BIN。
AIN和BIN分别经过光耦U2、U4进行电气隔离；逻辑门电路U1构成RS触发器；逻辑门电路U3与电阻R17、R11、R13、R15以及二极管D5～D6和电容C7～C8生成一级死区时间；比较器U9、U10和电容C16、C17及电阻R26、R27、R35、R36生成二级死区时间。
下面介绍本发明的驱动电路；
驱动电路包含光耦隔离电路、死区生成电路、KA102及其外围电路；驱动电路输入端接收两路互补的脉冲信号AIN和BIN，由光耦进行电气隔离后，经过逻辑门电路构成的RS触发器，生成死区时间，最后得到带有死区时间的两路互补信号A和B，A送给2个KA102电路;B送给另2个KA102电路，进行功率放大得到四路驱动信号，分别控制单相全桥逆变电路中的四个功率开关管。
请参考图4，图4是本发明驱动电路的原理图；
本发明驱动电路的连接结构具体为：驱动芯片的1脚与电容Ci的负极、电阻Ri的一端电性连接；电容Ci的正极与电源Vi和电阻Ri的另一端电性连接；
驱动芯片的2脚接地；驱动芯片的11脚与电阻Re的一端、电容C的负极电性连接；电容C的正极与电阻Re的另一端、电阻R的一端电性连接；电容C的两端作为光电耦合器PE的输入端；光电耦合器PE的输出端与控制芯片的I/O口连接（图中未视出），将故障信号锁存并进行处理；
电阻R的另一端与驱动芯片的14脚电性连接；驱动芯片的14脚与电容Cf的一端、电容Cp的一端和电源正极电性连接；驱动芯片的14脚与电容Cf的另一端、电容Cp的另一端和电源负极电性连接；
驱动芯片的7脚与电阻Rj的一端、二极管Df的负极电性连接；电阻Rj的另一端两个二极管串联形成的Dhv的正极电性连接；Dhv的负极连接至开关管Q的集电极（图中未视出）；开关管Q的基极与电阻Rg+的一端、电阻Rg-的一端、电阻Rge的一端电性连接；电阻Rg+的另一端连接至驱动芯片的17和18脚；电阻Rg-的另一端连接至驱动芯片的19和20脚；驱动芯片的6脚与电阻Rn的一端电性连接；电阻Rn的另一端与电容Cblind的负极、电容Cdelay的负极、电容Csoft的负极、电容Creset的负极和驱动芯片的12脚电性连接；电容Cblind的正极与驱动芯片的5脚电性连接；电容Cdelay的正极与驱动芯片的8脚电性连接；电容Csoft的正极与驱动芯片的10脚电性连接；电容Creset的正极与驱动芯片的13脚电性连接；
驱动芯片的15脚与二极管Df的正极、电容Cc的一端、电容Ce的一端电性连接；电容Cc的另一端接供电电源；电容Ce的另一端接地；电容Cc和电容Ce的两端均并联有一个极性电容。
所述驱动电路的核心是大功率IGBT驱动器TX-KA102。TX-KA102最大输出功率4.5W，输出峰值电流30A；其输入、输出之间通过高速光耦进行隔离，工作频率最高40kHz；且具有三段式完善的过电流保护功能和短路保护功能。每路驱动配备一片DC/DC电源TX-PD203，四路DC/DC电源的输入并联在一起，辅助电源只需要为驱动电路提供一路24V的直流电源。
下面介绍本发明的辅助电路；辅助电源为控制电路和驱动电路提供供电电源。请参考图5，图5是本发明辅助电路的电路原理图；
所述辅助电源包括：电源模块T1-T2、电容C10-C15、电容C21-C26、变压器L1-L2、电阻R31-R34和发光二极管P1-P4；
电容C10的两端接交流电源，同时与变压器L1的一侧电性连接；变压器L1的另一侧并接有电容C11；电容C11的两端分别与电源模块T1的L端、N端电性连接；电源模块T1的Vout1端和GND1端并接有电容C12和电容C13，其中电容C12的正极与Vout1端电性连接；Vout1端还与发光二极管P4的正极和供电电源电性连接；发光二极管P4的负极与电阻R34的一端电性连接；电阻R34的另一端接地；电源模块T1的Vout2端和GND2端并接有电容C14和电容C15，其中电容C14的正极与Vout2端电性连接；Vout2端还与发光二极管P1的正极和供电电源电性连接；发光二极管P1的负极与电阻R31的一端电性连接；电阻R31的另一端接地；
电容C21的两端接交流电源，同时与变压器L2的一侧电性连接；变压器L2的另一侧并接有电容C22；电容C22的两端分别与电源模块T2的L端、N端电性连接；电源模块T2的V1端和COM两端并接有电容C23和电容C24，且电容C23的正极与V1端电性连接；V1端接供电电源；V1端还与发光二极管P2的正极电性连接；发光二极管P2的负极与电阻R32的一端电性连接；电阻R32的另一端与COM端电性连接，并接地；
电源模块T2的V2端和COM两端并接有电容C25和电容C26，且电容C25的正极与V2端电性连接；V2端接负供电电源；V2端还与发光二极管P3的负极电性连接；发光二极管P3的正极与电阻R33的一端电性连接；电阻R33的另一端与COM端电性连接，并接地。
所述辅助电源，其中T1选用MEAN WELL的AC/DC电源模块RID-65B，T2选用MEANWELL的AC/DC电源模块PD-2515。
综上所述，本发明提供的一种用于测试的低频方波电流源的各项技术性能如下：
1、输入电压：AC 220V±10%
2、输出电流范围为0A～±100A，精度≤±0.5％（输出电流幅值根据控制指令确定）
3、输出频率：0.1Hz～10Hz，频率步进为0.01Hz（频率根据控制指令确定）
4、输出电压最大值：20V
5、通信方式：RS232串行通信
6、物理参数：425mm×640mm×220mm
7、冷却方式：强制风冷。
本发明的有益效果是：提供了一种可定制的交流恒流大电流电源，具备良好的通用性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于测试的低频方波电流源，其特征在于：包括：
直流可调电源、单相全桥逆变电路、控制电路、驱动电路和辅助电源；
直流可调电源的一端与交流电网输入电性连接，另一端与单相全桥逆变电路的一端电性连接；单向全桥电路的另一端作为方波电流的输出端；
交流输入经过直流可调电源变换为稳定的直流可调电流，再由单相全桥逆变电路实现极性切换，最后得到所需要的方波电流；
辅助电源的一端与交流电网输入电性连接；另一端分别与控制电路和驱动电路电性连接；
控制电路与驱动电路电性连接；驱动电路与单相全桥逆变电路电性连接；
控制电路接受上位机的控制指令，生成两路互补的脉冲信号；脉冲信号通过驱动电路进行隔离、放大后控制单相全桥逆变电路中的功率开关管，输出相应频率和幅值的方波电流；方波电流通过采样输入至控制电路，形成闭环反馈。
2.如权利要求1所述的一种用于测试的低频方波电流源，其特征在于：
所述单相全桥逆变电路包括：压敏电阻MOV、功率开关管Q1~Q4；电阻R1~R8、二极管D1~D4、电容C1~C6；功率开关管Q1、Q2和功率开关管Q3、Q4各自组成一个桥臂；电阻R5的两端与功率开关管Q1的栅极和源极相连；电阻R6的两端与功率开关管Q3的栅极和源极相连；电阻R8的两端与功率开关管Q2的栅极和源极相连；电阻R7的两端与功率开关管Q4的栅极和源极相连；电阻R1和电容D1并联；电阻R2和电容D2并联；电阻R3和电容D3并联；电阻R4和电容D4并联；二极管D1的负极与电容C3的一端电性连接；电容C3的另一端与二极管D3的正极相连；二极管D3的负极与电容C5的一端相连；电容C5的另一端与电容C1的一端相连；电容C1与压敏电阻MOV并联；
二极管D2的负极与电容C4的一端电性连接；电容C4的另一端与二极管D4的正极相连；二极管D4的负极与电容C6的一端相连；电容C6的另一端与电容C2的一端相连；电容C2的另一端与二极管D2的正极电性连接；压敏电阻MOV的两端作为单相全桥逆变电路的输入端；功率开关管Q1~Q4的栅极与控制电路电性连接；
斜对角的两只功率开关管同时导通和关断，同一桥臂的上管和下管轮流导通，通过控制电路控制四只功率开关管，得到正、负幅值对称的方波电流。
3.如权利要求1所述的一种用于测试的低频方波电流源，其特征在于：所述控制电路包括控制芯片、电阻R9-R18、电容C7-C8、二极管D5-D6、光电耦合器U2、U4、与非门U1A-U1D、或非门U3C-U3D、三极管Q5、Q6；
控制芯片的I/O口AIN与电阻R12的一端连接； R12的另一端与三极管Q5的基极连接；三极管Q5的发射极接地；三极管Q5的集电极、电阻R9的一端与光电耦合器U2的两个输入端电性连接；电阻R9的另一端接供电电源；光电耦合器的两个输出端中，一端接地，另一端与电阻R10的一端电性连接；电阻R10的另一端接供电电源；电阻R10的一端与与非门U1A的两个输入端电性连接，并同时连接至与非门U1D的其中一个输入端；与非门U1A的输出端与与非门U1C的其中一个输入端电性连接；与非门U1C的输出端与或非门U3D的一个输入端电性连接；或非门U3D的输出端与二极管D5的负极、电阻R11的一端电性连接；二极管D5的正极与电阻R17的一端电性连接；电阻R17的另一端与电阻R11的另一端、电容C8的一端电性连接；电容C8的另一端接地；电容C8的一端作为控制电路的一个中间输出端AOUT；
控制芯片的I/O口BIN与电阻R18的一端连接；R18的另一端与三极管Q6的基极连接；三极管Q6的发射极接地；三极管Q6的集电极、电阻R16的一端与光电耦合器U4的两个输入端电性连接；电阻R16的另一端接供电电源；光电耦合器的两个输出端中，一端接地，另一端与电阻R14的一端电性连接；电阻R14的另一端接供电电源；电阻R14的一端与与非门U1B的两个输入端电性连接，并同时连接至与非门U1C的另一个输入端；与非门U1B的输出端与与非门U1D的另一个输入端电性连接；与非门U1D的输出端与或非门U3C的一个输入端电性连接；或非门U3C的输出端与二极管D6的负极、电阻R15的一端电性连接；二极管D6的正极与电阻R13的一端电性连接；电阻R13的另一端与电阻R15的另一端、电容C7的一端电性连接；电容C7的另一端接地；电容C7的一端作为控制电路的另一个中间输出端BOUT；
中间输出端AOUT与比较器U9的同向输入端电性连接；比较器U9的反向输入端与电容C16的一端、电阻R35的一端电性连接、电阻R26的一端电性连接；电阻R26的另一端接供电电源；电阻R35的另一端接地；比较器U9的输出端与电阻R30的一端电性连接；电阻R30的另一端接供电电源；比较器U9的输出端A作为单相全桥逆变电路开关管的一路控制信号；
中间输出端BOUT与比较器U10的同向输入端电性连接；比较器U10的反向输入端与电容C17的一端、电阻R36的一端电性连接、电阻R27的一端电性连接；电阻R27的另一端接供电电源；电阻R36的另一端接地；比较器U10的输出端与电阻R31的一端电性连接；电阻R31的另一端接供电电源；比较器U10的输出端B作为单相全桥逆变电路开关管的另一路控制信号。
4.如权利要求1所述的一种用于测试的低频方波电流源，其特征在于：所述驱动电路的具体连接关系为：
驱动芯片的1脚与电容Ci的负极、电阻Ri的一端电性连接；电容Ci的正极与电源Vi和电阻Ri的另一端电性连接；
驱动芯片的2脚接地；驱动芯片的11脚与电阻Re的一端、电容C的负极电性连接；电容C的正极与电阻Re的另一端、电阻R的一端电性连接；电容C的两端作为光电耦合器PE的输入端；光电耦合器PE的输出端与控制芯片的I/O口连接，将故障信号锁存并进行处理；
电阻R的另一端与驱动芯片的14脚电性连接；驱动芯片的14脚与电容Cf的一端、电容Cp的一端和电源正极电性连接；驱动芯片的14脚与电容Cf的另一端、电容Cp的另一端和电源负极电性连接；
驱动芯片的7脚与电阻Rj的一端、二极管Df的负极电性连接；电阻Rj的另一端两个二极管串联形成的Dhv的正极电性连接；Dhv的负极连接至开关管Q的集电极；开关管Q的基极与电阻Rg+的一端、电阻Rg-的一端、电阻Rge的一端电性连接；电阻Rg+的另一端连接至驱动芯片的17和18脚；电阻Rg-的另一端连接至驱动芯片的19和20脚；驱动芯片的6脚与电阻Rn的一端电性连接；电阻Rn的另一端与电容Cblind的负极、电容Cdelay的负极、电容Csoft的负极、电容Creset的负极和驱动芯片的12脚电性连接；电容Cblind的正极与驱动芯片的5脚电性连接；电容Cdelay的正极与驱动芯片的8脚电性连接；电容Csoft的正极与驱动芯片的10脚电性连接；电容Creset的正极与驱动芯片的13脚电性连接；
驱动芯片的15脚与二极管Df的正极、电容Cc的一端、电容Ce的一端电性连接；电容Cc的另一端接供电电源；电容Ce的另一端接地；电容Cc和电容Ce的两端均并联有一个极性电容。
5.如权利要求1所述的一种用于测试的低频方波电流源，其特征在于：所述辅助电源包括：电源模块T1-T2、电容C10-C15、电容C21-C26、变压器L1-L2、电阻R31-R34和发光二极管P1-P4；
电容C10的两端接交流电源，同时与变压器L1的一侧电性连接；变压器L1的另一侧并接有电容C11；电容C11的两端分别与电源模块T1的L端、N端电性连接；电源模块T1的Vout1端和GND1端并接有电容C12和电容C13，其中电容C12的正极与Vout1端电性连接；Vout1端还与发光二极管P4的正极和供电电源电性连接；发光二极管P4的负极与电阻R34的一端电性连接；电阻R34的另一端接地；电源模块T1的Vout2端和GND2端并接有电容C14和电容C15，其中电容C14的正极与Vout2端电性连接；Vout2端还与发光二极管P1的正极和供电电源电性连接；发光二极管P1的负极与电阻R31的一端电性连接；电阻R31的另一端接地；
电容C21的两端接交流电源，同时与变压器L2的一侧电性连接；变压器L2的另一侧并接有电容C22；电容C22的两端分别与电源模块T2的L端、N端电性连接；电源模块T2的V1端和COM两端并接有电容C23和电容C24，且电容C23的正极与V1端电性连接；V1端接供电电源；V1端还与发光二极管P2的正极电性连接；发光二极管P2的负极与电阻R32的一端电性连接；电阻R32的另一端与COM端电性连接，并接地；
电源模块T2的V2端和COM两端并接有电容C25和电容C26，且电容C25的正极与V2端电性连接；V2端接负供电电源；V2端还与发光二极管P3的负极电性连接；发光二极管P3的正极与电阻R33的一端电性连接；电阻R33的另一端与COM端电性连接，并接地。
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