CN115461631A - 可转换的放大器 - Google Patents

可转换的放大器 Download PDF

Info

Publication number
CN115461631A
CN115461631A CN202180025682.XA CN202180025682A CN115461631A CN 115461631 A CN115461631 A CN 115461631A CN 202180025682 A CN202180025682 A CN 202180025682A CN 115461631 A CN115461631 A CN 115461631A
Authority
CN
China
Prior art keywords
amplifier
bridge
test
output terminal
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180025682.XA
Other languages
English (en)
Inventor
P·佩雷斯罗阿亚拉鲁尔
P·丹兹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omicron Electronics GmbH
Original Assignee
Omicron Electronics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omicron Electronics GmbH filed Critical Omicron Electronics GmbH
Publication of CN115461631A publication Critical patent/CN115461631A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H03F3/2178—Class D power amplifiers; Switching amplifiers using more than one switch or switching amplifier in parallel or in series
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2832—Specific tests of electronic circuits not provided for elsewhere
    • G01R31/2836—Fault-finding or characterising
    • G01R31/2839—Fault-finding or characterising using signal generators, power supplies or circuit analysers
    • G01R31/2841—Signal generators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H03F3/2173—Class D power amplifiers; Switching amplifiers of the bridge type
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/171—A filter circuit coupled to the output of an amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/267—A capacitor based passive circuit, e.g. filter, being used in an amplifying circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

为了给出一种用于测试电气部件的测试装置(10)的轻且稳固的电压放大器和电流放大器，放大器(8)设计用于将测试信号输出给在正极输出端子(P)与负极输出端子(N)之间的信号输出端，其中，该放大器包括第一半桥(HB1)和第二半桥(HB2)，其中，设置有转换单元(7)，该转换单元设计用于在第一运行模式(Mi)中将第一半桥(HB1)和第二半桥(HB2)并联连接到所述信号输出端上，并且在第二运行模式(Mu)中将第一半桥(HB1)和第二半桥(HB2)串联连接到所述信号输出端上。

Description

可转换的放大器
技术领域
本发明涉及一种用于适合于测试电气部件的测试装置的放大器，其中，该放大器设计用于将测试信号输出给正极输出端子与负极输出端子之间的信号输出端，其中，该放大器包括第一半桥和第二半桥。
背景技术
经常需要用于测试机电或电子开关装置的控制装置的测试装置。特别是在电保护技术和电能供应的领域中，对开关装置及其控制装置的功能的测试是重要的并且经常甚至是规定的。例如，在中等电压电网中安装在电线杆上的开关装置通常配备有电磁致动器并且通过控制连接件与控制装置连接。通常使用一种测试装置，该测试装置应当模拟开关装置。为此，开关装置和控制装置的控制连接件断开，并且替代于此测试装置通过适配器线缆连接到控制装置上，以便测试其功能。测试装置然后产生相应的电测试信号，所述电测试信号应当激励控制装置进行特定反应。所述反应由测试装置来检测和评估。
测试信号由测试电流和测试电压组成。所述测试信号可以具有例如在300V范围内的高测试电压以及例如在1A范围内的低测试电流。为此，在测试装置中设置有电压放大器，该电压放大器设计用于产生具有高测试电压和低测试电流的测试信号。替代地，所述测试信号也可以设置例如在30A范围内的高测试电流和例如在25V范围内的低测试电压。为此，又设置有电流放大器，该电流放大器设计用于产生具有高测试电流和低测试电压的测试信号。由于输出高测试电压和低测试电流或者高测试电流和低测试电压，因此得出相对低的功率输出。
如果在测试装置中设置有电流放大器和电压放大器，则它们具有不同的、彼此分开的拓扑结构。对于所述电压放大器，设置有专用的电压输出端(其包括正极电压输出端子和负极电压输出端子)，并且对于所述电流放大器，设置有专用的与所述电压输出端分开的电流输出端(其包括正极电流输出端子和负极电流输出端子)。因为无论是在电流输出端或是在电压输出端上都不输出同时具有高测试电压和高测试电流的测试信号，所以在电压输出端和电流输出端上都输出相对低的功率。尽管如此，电流放大器以及电压放大器都必须足够稳固地确定尺寸，以便能够输出高测试电流或高测试电压。如果测试装置具有电压放大器和电流放大器，则该测试装置不仅相应体积大，而且也很重，这当然对可携带性产生不利影响。这是不利的，因为对开关装置的控制装置的测试通常在现场就地进行，由此期望高的移动性。
发明内容
本发明的任务是给出一种用于测试装置的轻且稳固的电压放大器和电流放大器。
根据本发明，该任务通过以下方式来解决，即在所述放大器中设置有转换单元，该转换单元设计用于在第一运行模式中将第一半桥和第二半桥并联连接到信号输出端上并且在第二运行模式中将第一半桥和第二半桥串联连接到信号输出端上。
所述第一运行模式被优化用于输出具有高测试电流的测试信号，因此该放大器在第一运行模式中可以被认为是电流放大器。在第一运行模式中，该放大器因此可以在信号输出端处通过第一半桥和第二半桥的并联连接输出具有例如在25至50A范围内的高测试电流和具有例如在0至25V范围内的低的或可忽略的测试电压的测试信号。
所述第二运行模式被优化用于输出具有高测试电压的测试信号，因此该放大器在第二运行模式中可以被认为是电压放大器。因此，该放大器在第一运行模式中可以通过第一半桥和第二半桥的串联连接在信号输出端处输出具有例如在50V至10kV范围内的高测试电压和例如在0至1A范围内的低的和/或可忽略的测试电流的测试信号。
由此，通过根据本发明的、可从第一运行模式转换到第二运行模式并且可相反转换的放大器根据运行模式不仅实现了电流放大器而且实现了电压放大器。在信号输出端处、也就是说在正极输出端子与负极输出端子之间根据运行模式能够输出具有高测试电压和低测试电流或者具有高测试电流和低测试电压的测试信号。因此，根据本发明的放大器允许在第一和第二运行模式中使用相同的信号输出端。而根据现有技术的测试装置(即具有分开的电压放大器和电流放大器)具有分开的电压输出端和电流输出端。当然也可以在根据本发明的放大器中设置有用于第一和第二运行模式的分开的信号输出端，然而这将意味着附加的线路费用。因为根据本发明对于两种运行模式设置有一个共同的线路拓扑结构，所以需要比在电压放大器和电流放大器的分开的设计方案中的那种情况更少的构件。因此，可转换的放大器的体积和质量较小，这意味着更高的可携带性。
优选地，所述第一半桥包括第一开关元件和与该第一开关元件串联连接的第二开关元件，并且所述第二半桥包括第三开关元件和与该第三开关元件串联连接的第四开关元件。当然，在所述第一和/或第二半桥中也可以设置有其它开关元件，例如以便提高在输出端处可输出的功率。
优选地，该放大器包括第一直流电压源和通过连接点串联连接的第二直流电压源，其中，所述第一和第二半桥分别与所述串联连接的第一和第二直流电压源并联连接，并且所述第一开关元件和第二开关元件的连接点构成第一中间点，并且所述第三开关元件和第四开关元件的连接点构成第二中间点，其中，所述第一中间点与正极输出端子连接。
在第一运行模式中，所述第二中间点可以与正极输出端子连接并且与负极输出端子断开，并且所述连接点可以与负极输出端子连接，以将第一半桥和第二半桥并联连接到信号输出端上。因此，在信号输出端处可以输出具有高测试电流的测试信号。
此外，在信号输出端上可以设置有滤波电感，滤波电感的感应率优选是可转换的。所述滤波电感可以与正极输出端子或负极输出端子串联连接。优选地，滤波电感的感应率在第一运行模式中被切换到较低感应率，例如10μH，并且在第二运行模式中被切换到较高感应率，例如200μH。这可以通过滤波电感的中间抽头实现。由此，在第二运行模式中由于较高感应率使得测试信号的纹波可以保持得小。也可以规定，滤波电感仅在第一运行模式中与信号输出端连接并且在第二运行模式中与信号输出端断开、例如跨接。在第二运行模式中，基本上调节测试信号的测试电压，由此尤其是高欧姆负载可以与信号输出端连接。如果滤波电感在第二运行模式中与信号输出端连接，则可以在第二运行模式中更简单地调节测试信号的测试电流，因为通过滤波电感使测试电流平滑。因此，不仅能够驱动低欧姆负载，而且由于高驱动输出电压也能够驱动高欧姆负载。滤波电感是可选的，然而有利地影响输出信号的调节特性和信号质量。
优选地，在第二运行模式中，负极输出端子与连接点断开并且与第二中间点连接。因此，第一半桥和第二半桥串联连接并且在信号输出端处输出具有高电压的测试信号。
在第二运行模式中，第二中间点与负极输出端子的连接可以通过由转换单元操控的第一转换器来进行。
根据本发明的放大器可以在用于测试电气部件、优选电气开关设备的开关装置的控制装置的测试装置中使用。为此，可以将测试信号施加到电气部件上，以便能够实现测试。此外，测试装置可以接收输入信号以检测电气部件。但对电气部件的功能的测试也可以与测试装置无关地进行。
因此，例如可以设置有用于测试能量计数器
Figure BDA0003870484730000041
的测试装置。能量计数器在预先给定的时间段内测量电流和电压，以便能够正确地确定所消耗的能量。所述能量计数器大多具有辊式计数器
Figure BDA0003870484730000042
或提供计数脉冲，例如具有1000脉冲/kWh的LED。能量计数器的精度可以在使用测试装置的情况下来评估。这可以通过测试装置的放大器输出测试信号来进行，以便在预先给定的时间内模拟电流和/或电压，例如电流转换器和/或电压转换器的模拟次级参量。这些电流和/或电压、即测试信号一方面被输送给能量计数器，然而另一方面也被直接记录，并且由此计算实际输出的能量。附加地或替代记录所述电流和/或电压，由测试装置输出的能量也可以被直接记录。能量计数器由所述电流和/或电压同样确定能量，然后将实际输出的、即所记录的或所计算的能量与通过能量计数器确定的能量进行比较。由此可以确定能量计数器的精度。所述确定本身可以通过比较单元进行，该比较单元将输出的能量与所确定的能量进行比较。该比较单元可以设置在测试装置本身上或者作为独立部件或独立装置。当然，也可以通过用户来进行比较。
此外，还可以通过包括根据本发明的放大器的测试装置来测试电气设备的运行器件(变换器、保护继电器)的次级信号。为此，通过测试装置的放大器输出测试信号，该测试信号被用作初级信号。所述初级信号被施加到运行器件的初级侧上并且进一步确定在运行器件的次级侧上的次级信号。所述次级信号可以针对正确的极性、正确的电平等来检查，由此例如可以测试次级侧的接线。对次级信号的分析可以通过分析单元进行，该分析单元设置在测试装置本身上或者作为独立的部件或装置。当然，也可以通过用户来进行分析。
附图说明
下面参照附图1至图5c详细地阐述本发明，所述附图示例性地、示意性地并且非限制性地示出本发明的有利的设计方案。在此示出：
图1a示出具有控制单元的电气开关设备，
图1b示出与控制单元连接的测试装置，
图2示出放大器的一个设计方案，
图3a示出在第一运行模式中的放大器，
图3b示出在第二运行模式中的放大器，
图3c示出在第二运行模式中的放大器在输出端处具有滤波电感Lx，
图4a示出在50％的占空比的情况下在第一运行模式中的测试信号，
图4b示出在40％的占空比的情况下在第一运行模式中的测试信号，
图5a示出在50％的占空比的情况下在第二运行模式中的测试信号，
图5b示出在40％的占空比的情况下在第二运行模式中的测试信号，
图5c示出在60％的占空比的情况下在第二运行模式中的测试信号。
具体实施方式
在图1中示出供电网络1的一部分，在此为三相架空线(dreiphasigeFreileitung)，其导线3以常规方式在电线杆2之间张紧。在电线杆上设置有开关设备4作为安全装置，该开关设备由开关装置5和所属的控制装置6组成。开关装置5例如以已知的方式是自动重合开关(Recloser)或以电磁致动器形式的功率开关，该功率开关包括线圈。开关装置5能够通过由控制装置6触发的开关操作断开或连接所述线路3中的至少一个线路。
开关装置5为此经由控制连接件12与控制装置6连接。为此，控制连接件12通常包括多个用于传输控制输入参量和控制输出参量的控制导线。通过控制输出参量典型地触发开关操作。
为了测试开关设备4，在开关装置5与控制装置6之间的控制连接件12被断开，如在图1b中所示的那样。也可能的是，开关装置5在测试之前例如在首次起动时完全不与控制装置6连接，由此可以取消控制连接件12的断开。这恰好经常是这种情况，因为控制装置6经常在安装之前参数化并且随后在所述控制装置被置于“现场”并且安装之前利用测试装置10来测试功能。控制装置6为了测试而利用适配器线缆11与测试装置10连接，该测试装置模拟开关装置5，以便能够测试开关设备4的控制装置6的按照规定的功能和参数化。适配器线缆11以一侧连接到控制装置6的信号输入端上并且以另一侧连接到测试装置10的信号输出端9上。因此，测试装置10用于模拟或仿真开关装置5。为了证明控制装置6的正确的工作原理，电流转换器和/或电压转换器的(例如三相的)模拟次级参量可以通过测试装置10来模拟并且被馈入到控制单元6中。控制装置6根据故障类型和故障表现在预先给定的时间之后例如通过二元触点将用于断开所述线路3中的至少一个线路的信号传输给测试装置10。在此，测试装置10模拟开关装置5。被馈入到控制装置6中的次级参量的产生可以通过包括根据本发明的放大器的测试装置10来进行。因此，测试信号用作次级参量。
包括根据本发明的放大器8的测试装置10当然不限于在以架空线形式的供电网络1中使用，而是可以在用于传输或分配电能的每个设备中使用，所述设备具有以带有开关装置5和所属的控制装置6的开关装置4形式的安全装置。根据本发明的放大器8也可以在用于测试电气开关设备的电气部件的测试装置10中使用，其中，测试信号被施加到电气部件上。
用于测试电气部件、优选电气开关设备4的开关装置5的控制装置6的测试装置10的放大器8设计用于在正极输出端子P与负极输出端子N之间的信号输出端上输出测试信号。根据本发明，在放大器8中设置有转换单元7，该转换单元设计用于将放大器8选择性地切换到第一运行模式Mi和第二运行模式Mu。
所述测试信号由测试电流ia和测试电压ua组成。在第一运行模式Mi中优选调节测试信号的测试电流ia，在第二运行模式Mu中优选调节测试信号的测试电压ua。在图3中示出放大器8的一个优选的设计方案。在此，设置有第一半桥HB1，该第一半桥优选包括第一开关元件S1和与该第一开关元件S1串联连接的第二开关元件S2，设置有第二半桥HB2，该第二半桥优选包括第三开关元件S3和与该第三开关元件S3串联连接的第四开关元件S4。
所述信号输出端与负载Z连接，优选在第一运行模式Mi中与低欧姆负载Z连接并且在第二运行模式Mu中与高欧姆负载Z连接。另一个电气部件例如对应于图1的电气开关设备4的开关装置5的控制装置6可被看作为负载L。在第一运行模式Mi中，第一半桥HB1和第二半桥HB2并联连接到信号输出端上，在第二运行模式Mu中，第一半桥HB1和第二半桥HB2串联连接到信号输出端上。在所示的实施例中，在放大器8中设置有具有第一直流电压Uq1的第一直流电压源UQ1和具有第二直流电压Uq2的通过连接点V串联连接的第二直流电压源UQ2。此外，第一半桥HB1和第二半桥HB2分别与串联连接的第一和第二直流电压源UQ1、UQ2并联连接，其中，第一开关元件S1和第二开关元件S2的连接点构成第一中间点M1，并且第三开关元件S3和第四开关元件S4的连接点构成第二中间点M2。此外，第一中间点M1与正极输出端子P连接，这可以直接进行，或者通过其它元件进行。作为其它元件尤其是可以设置有导线滤波电感L’。这在图2(以及图3a、3b、3c)中是这种情况，因为在第一中间点M1与正极输出端子P之间设置有可选的导线滤波电感L’。同样在图2(和图3a、3b、3c)中在第二中间点M2与负极输出端子N之间设置可选的导线滤波电感L’。此外，所述导线滤波电感L’分别通过可选的导线滤波电容C接地连接。如果放弃导线滤波电感L’并且尽管如此仍设置有导线滤波电容C，那么第一和第二中间点M1、M2分别通过导线滤波电容C接地连接。
此外，在信号输出端上设置有滤波电感L，滤波电感的感应率可通过第二转换器R2转换或跨接。优选地，所述滤波电感在第一运行模式Mi中通过第二转换器R2跨接。然而，同样设置有可选的第三转换器R3，该第三转换器用于在第二运行模式Mu中再次接通滤波电感L。当然，滤波电感L在第二运行模式Mu中也能够通过与第二转换器R2分开地实施的另一个转换器(未示出)来接通。
如果在第二运行模式Mu中接通滤波电感L，因此在第二运行模式Mu中低欧姆负载Z也能够与信号输出端连接。如果假设，放大器8在第二运行模式Mu中可以输出具有1A的测试电流ia的测试信号，因此例如可以在信号输出端上设置具有300欧姆的负载Z，因为电压源UQ1和UQ2提供足够高的直流电压Uq1、Uq2来驱动所述负载。
此外，在图2中可选的滤波电容Cx设置在正极输出端子P与负极输出端子N之间。在所示的设计方案中，第二转换器R2也用于在第二运行模式Mu中将滤波电容Cx切换到正极输出端子P与负极输出端子N之间并且在第一运行模式Mi中跨接滤波电容Cx。
第一转换器R1和/或第二转换器R2和/或第三转换器R3和/或另外的转换器可以通过转换单元7来操控。因此，滤波电感Lx位于第一中间点M1与正极输出端子P之间(如图中所示)。
也可设想，滤波电感Lx布置在第二中间点M2与负极输出端子N之间。也可以在第一中间点M1与正极输出端子P之间并且在第二中间点M2与负极输出端子N之间分别设置一个滤波电感Lx。在第一运行模式Mi中，第二中间点M2与负极输出端子N断开并且连接点V与负极输出端子N连接，以便将第一半桥HB1和第二半桥HB2并联连接到信号输出端上并且在信号输出端上输出具有高测试电流ia的测试信号。
取而代之地，在第一运行模式Mi中，第一中间点M1也与正极输出端子P断开，其中，连接点V与正极输出端子P连接，以便将第一半桥HB1和第二半桥HB2并联连接到信号输出端上并且在信号输出端上输出具有高测试电流ia的测试信号。在这种情况下有利的是，在第二中间点M2与负极输出端子N之间设置有滤波电感Lx。
第二中间点M2从负极输出端子N到连接点V的连接的转换以及相反(或可选地第一中间点M1从负极输出端子N到连接点V的连接的转换以及相反)优选通过例如由转换单元7控制的第一转换器R1来进行，其中，在所示的实施方式中，连接点V接地连接，并且第一转换器R1将负极输出端子N与第二中间点断开并且切换接地。
在第二运行模式Mu中，第二中间点M2与负极输出端子N连接并且与连接点V断开(这在此也通过第一转换器R1进行)，以便串联连接第一半桥HB1和第二半桥HB2并且在信号输出端上输出具有高测试电压ua的测试信号。
当然，实现两种功能(使负极输出端子N与第二中间点M2断开，以及将第二中间点M2切换接地)的第一转换器R1的实施方案以及同样多个功能(接通/跨接滤波电感Lx并且连接第一和第二中间点M1、M2)的第二转换器R2的实施方案都是优选的。取而代之地，例如也可以针对每个功能设置各一个转换器，例如用于接通(或转换)滤波电感Lx的转换器、用于连接第一和第二中心点M1、M2的转换器、用于接通滤波电容Cx的转换器、用于将第二中心点M2与负极输出端子断开的转换器、用于将第二中心点M2转换接地的转换器或者它们的任意组合。
在图3a中示出图2中的放大器8在第一运行模式Mi中的接线。第一转换器R1(未示出)将负极输出端子N与连接点V连接(即在此不仅将负极输出端子N而且将连接点V接地)，并且将输出端子N与第二中间点M2断开。
第二转换器R2(未示出)在第一运行模式Mi中并联连接半桥HB1、HB2，在此同样跨接滤波电容Cx，并且将第一中间点M1与第二中间点M2(分别通过线圈L’)连接。第二转换器R2处于滤波电感Lx在第一中间点M1与正极输出端子P之间切换的位置中。第三转换器R3断开，以便不跨接滤波电感Lx。通过半桥HB1、HB2的并联连接，在第一运行模式Mi中可以在信号输出端上使测试信号的测试电流ia翻倍。例如，如果在半桥HB1、HB2中使用的开关元件S1、S2、S3、S4(例如实施为晶体管)分别可以承受15A，则通过两个半桥HB1、HB2的并联连接可以输出具有例如在30A范围内的高测试电流ia的测试信号。如果另外的半桥与所述两个半桥HB1、HB2并联连接，则可以产生具有更高测试电流ia的测试信号。
第一半桥HB1的第一开关元件S1和第二开关元件S2分别交替地切换，同样第二半桥HB2的第三开关元件S3和第四开关元件S4分别交替地切换。如果第一开关元件S1是作用的，则第二开关元件S2是非作用的，并且反之亦然。同样地，如果第四开关元件S4是非作用的，则第三开关元件S3是作用的，并且反之亦然。占空比众所周知描述半桥HB1、HB2的开关元件S1、S2、S3、S4的控制信号的比例，即在此为第一半桥HB1的第一开关元件S1的控制信号与第二开关元件S2的比例，以及第二半桥HB2的第三开关元件S3的控制信号与第四开关元件S4的比例。优选地，以相同的占空比操控第一半桥HB1和第二半桥HB2。所述控制信号由脉冲发生单元产生。优选地，转换单元7是脉冲发生单元的集成的组成部分。
在第一运行模式Mi下，第一半桥HB1和第二半桥HB2优选错开180°地被操控，由此对于由半桥HB1、HB2提供的半桥输出电流i1、i2分别得到(三角形的)纹波电流，所述纹波电流相互错开180°。测试信号的测试电流ia由半桥输出电流i1、i2之和得出。在此，在50％的占空比的情况下，所述两个半桥输出电流i1、i2的纹波电流抵消。在占空比不等于50％时，半桥输出电流i1、i2的纹波电流不完全地、但部分地抵消。在图3a中，在第一运行模式Mi中调节测试信号的测试电流ia。
图4a对于第一运行模式Mi在上面的图形中示例性地示出用于具有50％的占空比和相互错开180°的第一开关元件S1和第三开关元件S3的控制信号。所示的控制信号的略微错开仅用于在图中能够在视觉上相互区分重叠的控制信号。为控制信号设置开关周期T。相应地，在中间的图形中示出在第一中心点M1上由此产生的电压信号u1和在第二中心点M3上产生的电压信号u2。从所述电压信号u1、u2又得出在与第一中间点M1连接的导线滤波电感L’中的第一半桥输出电流i1，并且得出在与第二中间点M2连接的导线滤波电感L’中的第二半桥输出电流i2。由此，测试信号的测试电流ia作为由半桥输出电流i1、i2组成的和电流得出，其中，在图5a中示出的情况下在测试信号中不出现纹波电流。
在图4b中示出具有40％的占空比(再次相对彼此移动180°)的用于第一开关元件S1和第二开关元件S3的控制信号。测试电流ia的纹波电流在此不再为零，但相对于控制信号的频率具有双倍的频率，其中，纹波电流的幅度也被削弱。
在图3b中示出在图2中的放大器8在第二运行模式Mu中的接线。第一转换器R1(未示出)将负极输出端子N与第二中间点M2连接并且将负极输出端子N与连接点V断开(即在此接地)。此外，在此在第二运行模式Mu中切换在正极输出端子P与负极输出端子N之间的滤波电容Cx，因为第二转换器R2不跨接滤波电容Cx。然而，第二转换器R2在此跨接滤波电感Lx。在图3b中，在第二运行模式Mu中调节测试信号的测试电压ua。
图3c同样示出第二运行模式Mu，该第二运行模式然而与根据图4b的第二运行模式Mu的区别在于，第三转换器R3断开并且确保不跨接滤波电感Lx。在图3c中，在第二运行模式Mu中调节测试信号的测试电流ia。由此可以在第二运行模式Mu中输出具有高信号质量和对低欧姆以及高欧姆负载Z的稳固的调节特性的测试电流。
当然也可能的是，然而未在图中示出在第一运行模式Mi中调节测试电压。在下面的表格中简短地描述哪些附图示出哪些运行模式Mi、Mu和哪些调节方式(调节测试电流ia，调节测试电压ua)：
第一运行模式Mi 第二运行模式Mu
对测试电流ia的调节 图3a 图3c
对测试电压ua的调节 (未示出) 图3b
在图5a中示出在第二运行模式Mu中用于第一开关元件S1和第二开关元件S2的控制信号。所示的控制信号的略微错开用于能够在光学上相互区分图中的控制信号。在图5a中示出50％的占空比，这意味着控制信号彼此同相。在第一和第二中间点M1、M2上的半桥输出电压u1、u2具有与控制信号相同的形状，由此补偿了流动通过导线滤波电感L’的线圈电流的电流纹波。电压信号ua由半桥电压u1、u2之差得出，由此在所示的情况下不出现电压纹波，而是出现零的测试电压ua。
在图5b中示出40％的占空比，而在图5c中示出60％的占空比。因此，得出(再次由半桥电压u1、u2的差得出)测试电压ua，该测试电压具有控制信号的两倍的频率。因此，流动通过导线滤波电感L’的线圈电流的电流纹波总计抵消一半，由此并且接下来通过测试电压ua的电压纹波的控制信号的两倍频率在滤波电容Cx上减半。

Claims (10)

1.用于适合于测试电气部件的测试装置(10)的放大器(8)，其中，该放大器(8)设计用于将测试信号输出给在正极输出端子(P)与负极输出端子(N)之间的信号输出端，其中，该放大器包括第一半桥(HB1)和第二半桥(HB2)，其特征在于，设置有转换单元(7)，该转换单元设计用于在第一运行模式(Mi)中将第一半桥(HB1)和第二半桥(HB2)并联连接到所述信号输出端上，并且在第二运行模式(Mu)中将第一半桥(HB1)和第二半桥(HB2)串联连接到所述信号输出端上。
2.根据权利要求1所述的放大器(8)，其特征在于，所述放大器(2)包括第一半桥(HB1)和第二半桥(HB2)，所述第一半桥包括第一开关元件(S1)和与该第一开关元件(S1)串联连接的第二开关元件(S2)，所述第二半桥包括第三开关元件(S3)和与该第三开关元件(S3)串联连接的第四开关元件(S4)。
3.根据权利要求1或2所述的放大器(8)，其特征在于，所述放大器(2)包括第一直流电压源(UQ1)和经由连接点(V)串联连接的第二直流电压源(UQ2)，其中，所述第一半桥和第二半桥(HB1、HB2)分别与串联连接的所述第一直流电压源和第二直流电压源(UQ1、UQ2)并联连接。
4.根据权利要求3所述的放大器(8)，其特征在于，所述第一半桥具有第一开关元件(S1)和经由第一中间点(M1)串联连接的第二开关元件(S2)，其中，所述第一中间点(M1)与所述正极输出端子(P)连接，并且所述第二半桥(BH2)具有第三开关元件(S3)和经由第二中间点(M2)串联连接的第四开关元件(S4)。
5.根据权利要求4所述的放大器(8)，其特征在于，在第一运行模式(Mi)中，所述第二中间点(M2)与所述正极输出端子(P)连接并且与所述负极输出端子(N)断开，以及所述连接点(V)与所述负极输出端子(N)连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的放大器(8)，其特征在于，在第二运行模式(Mu)中，所述连接点(V)与所述第二中间点(M2)断开并且与所述负极输出端子(N)连接。
7.根据权利要求6所述的放大器(8)，其特征在于，在第二运行模式(Mu)中，所述第二中间点(M2)与所述负极输出端子(N)的连接通过由所述转换单元(7)操控的第一转换器(R1)实现。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的放大器(8)，其特征在于，设置有滤波电容(Cx)，该滤波电容优选在第二运行模式(Mu)中能够在所述正极输出端子(P)与所述负极输出端子(N)之间进行切换。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的放大器(8)，其特征在于，在所述信号输出端上设置有滤波电感(Lx)，该滤波电感具有能优选通过所述转换单元(7)转换的和/或桥接的感应率。
10.用于测试电气部件、优选电气开关设备(4)的开关装置(5)的控制装置(6)的测试装置(10)，该测试装置包括根据权利要求1至9中任一项所述的放大器(8)，该放大器输出用于测试电气部件的测试信号。
CN202180025682.XA 2020-04-03 2021-04-02 可转换的放大器 Pending CN115461631A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50287/2020A AT523673B1 (de) 2020-04-03 2020-04-03 Umschaltbarer Verstärker
ATA50287/2020 2020-04-03
PCT/EP2021/058791 WO2021198505A1 (de) 2020-04-03 2021-04-02 Umschaltbarer verstärker

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115461631A true CN115461631A (zh) 2022-12-09

Family

ID=75441885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180025682.XA Pending CN115461631A (zh) 2020-04-03 2021-04-02 可转换的放大器

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20230138101A1 (zh)
EP (1) EP4100751B1 (zh)
KR (1) KR102635055B1 (zh)
CN (1) CN115461631A (zh)
AT (1) AT523673B1 (zh)
AU (1) AU2021249482B2 (zh)
BR (1) BR112022017997A2 (zh)
CA (1) CA3172035C (zh)
ES (1) ES2974817T3 (zh)
MX (1) MX2022012308A (zh)
PL (1) PL4100751T3 (zh)
WO (1) WO2021198505A1 (zh)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2930034A1 (de) * 1979-07-24 1981-02-12 Siemens Ag Ueberwachungseinrichtung fuer die kondensatorbatterie eines gleichstromfilterkreises
EP0613242B1 (en) * 1993-02-24 1997-10-29 STMicroelectronics S.r.l. Self-configurable dual bridge power amplifier
WO2004025314A1 (en) * 2002-09-16 2004-03-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. A method and apparatus for iddq measuring
CN104113215B (zh) * 2012-11-27 2017-03-22 台达电子工业股份有限公司 直流对直流转换器及其控制方法
ITMI20131762A1 (it) * 2013-10-23 2015-04-24 St Microelectronics Srl Metodo per ridurre la dissipazione di potenza in un amplificatore a commutazione e circuito implementante detto metodo
WO2015131931A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-11 Abb Technology Ltd Multilevel converter
US9519034B2 (en) * 2014-05-15 2016-12-13 Everspin Technologies, Inc. Bipolar chopping for 1/F noise and offset reduction in magnetic field sensors
DE102015002687A1 (de) * 2015-03-04 2016-09-08 Witech GmbH Verfahren der induktiven Stromübertragung
CN107015081B (zh) * 2017-04-28 2023-05-12 南京南瑞继保电气有限公司 一种阻尼模块试验装置及其试验方法
CN206725674U (zh) * 2017-04-28 2017-12-08 南京南瑞继保电气有限公司 一种阻尼模块试验装置
IT201800001967A1 (it) * 2018-01-26 2019-07-26 System Spa Amplificatore per il pilotaggio di un carico capacitivo
CN109687715A (zh) * 2018-12-20 2019-04-26 江苏万帮德和新能源科技股份有限公司 一种提高llc增益范围的变换器及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR112022017997A2 (pt) 2022-10-25
ES2974817T3 (es) 2024-07-01
EP4100751C0 (de) 2024-01-10
CA3172035C (en) 2024-02-27
CA3172035A1 (en) 2021-10-07
US20230138101A1 (en) 2023-05-04
MX2022012308A (es) 2022-10-27
EP4100751A1 (de) 2022-12-14
AT523673A1 (de) 2021-10-15
PL4100751T3 (pl) 2024-04-15
AU2021249482A1 (en) 2022-09-29
KR20220163456A (ko) 2022-12-09
EP4100751B1 (de) 2024-01-10
KR102635055B1 (ko) 2024-02-07
WO2021198505A1 (de) 2021-10-07
AU2021249482B2 (en) 2023-09-07
AT523673B1 (de) 2023-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9797853B2 (en) Insulation resistance measurement for inverters
DK2332229T3 (en) TESTING INSTALLATION FOR WIND ENERGY INSTALLATIONS
CA2704723C (en) Method and system for bypassing a power cell of a power supply
US8804390B2 (en) Connecting an inverter in a solar power plant with shifted potential center point
JP2012522477A (ja) 負荷に電力を供給するための電源、方法及びコンピュータプログラム
CN103038968A (zh) 超高效率切换的功率逆变器和功率放大器
US6181586B1 (en) Current-to-voltage converter and associate closed-loop control circuit
NL2025328B1 (en) Electrical power converter
JP6685477B1 (ja) 電力変換装置、および電力変換システム
US9157944B2 (en) Method and a device for impressing a measuring-signal voltage on a power supply network
US7521919B2 (en) Measuring device for measuring an electrical current
Schmitt et al. A novel modulation scheme for a modular multiphase multilevel converter in a power hardware-in-the-loop emulation system
CN115461631A (zh) 可转换的放大器
KR20090096841A (ko) 인버터의 병렬 운전에서 전류균형 제어장치
RU2793392C1 (ru) Переключаемый усилитель
US20080048637A1 (en) Measuring Device for Measuring the Output Current of a Clocked Half-Bridge Circuit
JP7058864B2 (ja) 電子負荷ユニット
CN100438285C (zh) 频率受控的功率因数校正电路和方法
JP2858164B2 (ja) 電源装置
JP3200809B2 (ja) 偏向コイルアセンブリ耐圧試験器
De Gusseme et al. Fully equipped half bridge building block for fast prototyping of switching power converters
SU736345A1 (ru) Устройство дл управлени -фазным вентильным преобразователем посто нного тока
CN214585716U (zh) 用于场强检测的装置、通信设备
KR20000057322A (ko) 장하 직류 변환기용 측정장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination