CN209432992U - 一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路，包括电力二极管三相不可控整流模块、移相全桥高频逆变模块、高频脉冲变压器组、单相半波不可控整流器组和三相三重降压斩波电路。本直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路采用的二极管三相不可控整流模块提高了稳定度，减少了波动；采用的移相全桥高频逆变模块减小了开关损耗和电磁干扰，高频脉冲变压器组和并联的单相半波不可控整流器组使整个直流电流源体积变小，质量变轻，从而便于携带；整体稳定度高、波动小，连续可调，体积小、重量轻，成本降低。

Description

一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路

技术领域

本实用新型涉及适用于特高压直流输电系统直流电流互感器现场校验用电流标准源电路技术领域，具体为一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路。

背景技术

随着我国超(特)高压直流输电建设的大规模推进,对特高压直流输电电流互感器现场校验用的直流电源提出了更高更新的要求；我国幅员辽阔，能源和能耗地区分布极不平衡，需要进行远距离输电，所以就要求此类电源的输出电流能够在几安培至一万安培的大范围内连续可调，还要保证输出高精度、高稳定度的电流，同时可以完善换流站直流电流互感器现场校准的技术手段，保证直流输电系统安全稳定运行，还要考虑到现场测试的便利性，需要此类电源体积小、重量轻、便于携带、可靠性高，然而目前还没有满足上述全部要求的高性能直流电流源，因此提出一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路，具有稳定度高、波动小，连续可调，体积小、重量轻，成本低的优点，解决了现有技术中输出电流不可连续调节，运行不稳定，且不便携带的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路，包括电力二极管三相不可控整流模块、移相全桥高频逆变模块、高频脉冲变压器组、单相半波不可控整流器组和三相三重降压斩波电路，所述电力二极管三相不可控整流模块与移相全桥高频逆变模块电连接，移相全桥高频逆变模块与高频脉冲变压器组电连接，高频脉冲变压器组与单相半波不可控整流器组电连接，单相半波不可控整流器组与三相三重降压斩波电路电连接；所述高频脉冲变压器组包括变压器T1、变压器T2、变压器T3、变压器T4、变压器T5和变压器T6，单相半波不可控整流器组包括第一组单相半波不可控整流电路、第二组单相半波不可控整流电路、第三组单相半波不可控整流电路、第四组单相半波不可控整流电路、第五组单相半波不可控整流电路和第六组单相半波不可控整流电路，变压器T1、变压器T2、变压器T3、变压器T4、变压器T5和变压器T6的一次侧串联后接移相全桥高频逆变模块的输出侧，变压器T1、变压器 T2、变压器T3、变压器T4、变压器T5和变压器T6的二次侧均分别接第一组单相半波不可控整流电路、第二组单相半波不可控整流电路、第三组单相半波不可控整流电路、第四组单相半波不可控整流电路、第五组单相半波不可控整流电路和第六组单相半波不可控整流电路的左侧输入侧，第一组单相半波不可控整流电路、第二组单相半波不可控整流电路、第三组单相半波不可控整流电路、第四组单相半波不可控整流电路、第五组单相半波不可控整流电路和第六组单相半波不可控整流电路的右侧输出侧并联直流滤波电容C2的两端，直流滤波电容C2并联三相三重降压斩波电路左侧输入端，三相三重降压斩波电路的右侧输出端接负载 R_L。

优选的，所述电力二极管三相不可控整流模块包括整流二极管(D1-D6)，电力二极管三相不可控整流模块输出侧设有电感L1和电容C1组成的滤波器，滤波器并联在电力二极管三相不可控整流模块的直流侧。

优选的，所述移相全桥高频逆变模块采用单相全桥逆变电路，单相全桥逆变电路包括四个功率开关管(VT1-VT4)，功率开关管(VT1-VT4)采用绝缘栅极双极性晶闸管、门极关断晶闸管两者中的任何一种。

优选的，所述第一组单相半波不可控整流电路包括两个大功率快恢复二极管(D7、D8)和滤波电感L3，第二组单相半波不可控整流电路包括两个大功率快恢复二极管(D9、D10)和滤波电感L4，第三组单相半波不可控整流电路包括两个大功率快恢复二极管(D11、D12)和滤波电感L5，第四组单相半波不可控整流电路包括两个大功率快恢复二极管(D13、D14)和滤波电感L6，第五组单相半波不可控整流电路包括两个大功率快恢复二极管(D15、D16)和滤波电感L7，第六组单相半波不可控整流电路包括两个大功率快恢复二极管(D17、D18)和滤波电感 L8，第一组单相半波不可控整流电路、第二组单相半波不可控整流电路、第三组单相半波不可控整流电路、第四组单相半波不可控整流电路、第五组单相半波不可控整流电路和第六组单相半波不可控整流电路的输出端并接电容C2，在高频脉冲变压器组输入端接电感L2。

优选的，所述三相三重降压斩波电路包括二极管(D19-D21)、电感(L9-L11)、电容C3和三组MOSFET管组，电容C3并接在电感(L9-L11)的两端构成滤波电路，三组MOSFET管组分别为第一组(Q1、Q2、Q3)、第二组(Q4、Q5、Q6)、第三组(Q7、Q8、Q9)，其中每组三个的MOSFET管相互并联，MOSFET管组与滤波电路构成DC-DC变换电路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路采用的二极管三相不可控整流模块可以使输出电压平均值高，脉动小，且交流电源电流中不含直流分量，从而提高了稳定度，减少了波动，适用于大功率不可控整流领域；采用的移相全桥高频逆变模块通过调节输出电压脉冲的宽度，实现对输出电流的连续可调，同时该电路实现了功率器件的零电压零电流开关，减小了开关损耗和电磁干扰，由于使用了高频脉冲变压器组和并联了单相半波不可控整流器组，可以使整个直流电流源体积变小，质量变轻，从而便于携带，由于二极管三相不可控整流模块、单相半波不可控整流器组和三相三重降压斩波电路使用的滤波电感L1和滤波电容C1的体积变小，从而使整体的成本降低；整体稳定度高、波动小，连续可调，体积小、重量轻，成本降低。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

图中：1电力二极管三相不可控整流模块、2移相全桥高频逆变模块、3高频脉冲变压器组、4单相半波不可控整流器组、5三相三重降压斩波电路、6第一组单相半波不可控整流电路、7第二组单相半波不可控整流电路、8第三组单相半波不可控整流电路、9第四组单相半波不可控整流电路、10第五组单相半波不可控整流电路、 11第六组单相半波不可控整流电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路，包括电力二极管三相不可控整流模块1、移相全桥高频逆变模块2、高频脉冲变压器组3、单相半波不可控整流器组4和三相三重降压斩波电路5，电力二极管三相不可控整流模块1与移相全桥高频逆变模块2电连接，移相全桥高频逆变模块2与高频脉冲变压器组3电连接，高频脉冲变压器组3与单相半波不可控整流器组4电连接，单相半波不可控整流器组4与三相三重降压斩波电路5电连接；高频脉冲变压器组3包括变压器T1、变压器T2、变压器T3、变压器T4、变压器T5和变压器T6，单相半波不可控整流器组4包括第一组单相半波不可控整流电路6、第二组单相半波不可控整流电路7、第三组单相半波不可控整流电路8、第四组单相半波不可控整流电路9、第五组单相半波不可控整流电路10和第六组单相半波不可控整流电路11，变压器T1、变压器T2、变压器T3、变压器T4、变压器T5和变压器T6的一次侧串联后接移相全桥高频逆变模块2的输出侧，变压器T1、变压器T2、变压器T3、变压器T4、变压器T5和变压器T6的二次侧均分别接第一组单相半波不可控整流电路6、第二组单相半波不可控整流电路7、第三组单相半波不可控整流电路8、第四组单相半波不可控整流电路9、第五组单相半波不可控整流电路10和第六组单相半波不可控整流电路11的左侧输入侧，第一组单相半波不可控整流电路6、第二组单相半波不可控整流电路7、第三组单相半波不可控整流电路8、第四组单相半波不可控整流电路9、第五组单相半波不可控整流电路10和第六组单相半波不可控整流电路11的右侧输出侧并联直流滤波电容C2的两端，直流滤波电容C2并联三相三重降压斩波电路5左侧输入端，三相三重降压斩波电路5的右侧输出端接负载 R_L；电力二极管三相不可控整流模块1包括整流二极管(D1-D6)，整流二极管 (D1-D6)组成三相整流桥，电力二极管三相不可控整流模块1输出侧设有电感 L1和电容C1组成的滤波器，滤波器并联在电力二极管三相不可控整流模块1的直流侧；电力二极管三相不可控整流模块1用于从电网送来的三相交流电转化为直流电，并使直流电压的平均值比交流电压的有效值高；滤波器并联在三相桥式不可控整流电路的直流侧，用于过滤出输出电压中的高频波成分；串联电感L1 可抑制冲击电流，避免逆变器中的高频电流对三相桥式不可控整流器的干扰，进过电容C1滤除输出电压中的高频谐波部分；移相全桥高频逆变模块2采用单相全桥逆变电路，单相全桥逆变电路包括四个功率开关管(VT1-VT4)，功率开关管 (VT1-VT4)采用绝缘栅极双极性晶闸管、门极关断晶闸管两者中的任何一种，功率开关管VT1和VT2的栅极信号互补，同时功率开关管VT3和VT4的栅极信号也互补，但是它们都存在相同的死区时间，功率开关管VT1(或VT2)的驱动信号比功率开关管VT4(或VT3)的驱动信号超前，该模块将电力二极管三相不可控整流模块1输出的直流电压逆变成高频方波后从交流输出侧输出,然后输入到高频脉冲变压器组3的原方；移相全桥高频逆变模块2用于从电力二极管三相不可控整流模块1获取直流电压，并将该直流电压变成幅值不变、脉宽可控的高频方波后从交流输出侧输出；第一组单相半波不可控整流电路6包括两个大功率快恢复二极管(D7、D8)和滤波电感L3，第二组单相半波不可控整流电路7包括两个大功率快恢复二极管(D9、D10)和滤波电感L4，第三组单相半波不可控整流电路 8包括两个大功率快恢复二极管(D11、D12)和滤波电感L5，第四组单相半波不可控整流电路9包括两个大功率快恢复二极管(D13、D14)和滤波电感L6，第五组单相半波不可控整流电路10包括两个大功率快恢复二极管(D15、D16)和滤波电感L7，第六组单相半波不可控整流电路11包括两个大功率快恢复二极管 (D17、D18)和滤波电感L8，第一组单相半波不可控整流电路6、第二组单相半波不可控整流电路7、第三组单相半波不可控整流电路8、第四组单相半波不可控整流电路9、第五组单相半波不可控整流电路10和第六组单相半波不可控整流电路11的输出端并接电容C2，在高频脉冲变压器组3输入端接电感L2；第一组单相半波不可控整流电路6、第二组单相半波不可控整流电路7、第三组单相半波不可控整流电路8、第四组单相半波不可控整流电路9、第五组单相半波不可控整流电路 10和第六组单相半波不可控整流电路11用于分别将变压器T1、变压器T2、变压器 T3、变压器T4、变压器T5和变压器T6幅边输出的高频方波转化成直流电；三相三重降压斩波电路5包括二极管D19-D21、电感L9-L11、电容C3和三组MOSFET 管组，电容C3并接在电感L9-L11的两端构成滤波电路，三组MOSFET管组分别为第一组(Q1、Q2、Q3)、第二组(Q4、Q5、Q6)、第三组(Q7、Q8、Q9)，其中每组三个的MOSFET管相互并联，MOSFET管组与滤波电路构成DC-DC变换电路，DC-DC变换电路将单相半波不可控整流器组4输出的直流电转换成稳定的不同电压的直流电后接入负载R_L，可为负载R_L提供高精度恒定直流大电流；该直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路采用的二极管三相不可控整流模块1可以使输出电压平均值高，脉动小，且交流电源电流中不含直流分量，从而提高了稳定度，减少了波动，适用于大功率不可控整流领域；采用的移相全桥高频逆变模块 2通过调节输出电压脉冲的宽度，实现对输出电流的连续可调，同时该电路实现了功率器件的零电压零电流开关，减小了开关损耗和电磁干扰，由于使用了高频脉冲变压器组3和并联了单相半波不可控整流器组4，可以使整个直流电流源体积变小，质量变轻，从而便于携带，由于二极管三相不可控整流模块1、单相半波不可控整流器组4和三相三重降压斩波电路5使用的滤波电感L1和滤波电容 C1的体积变小，从而使整体的成本降低；整体稳定度高、波动小，连续可调，体积小、重量轻，成本降低。

综上所述：本直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路采用的二极管三相不可控整流模块1可以使输出电压平均值高，脉动小，且交流电源电流中不含直流分量，从而提高了稳定度，减少了波动，适用于大功率不可控整流领域；采用的移相全桥高频逆变模块2通过调节输出电压脉冲的宽度，实现对输出电流的连续可调，同时该电路实现了功率器件的零电压零电流开关，减小了开关损耗和电磁干扰，由于使用了高频脉冲变压器组3和并联了单相半波不可控整流器组4，可以使整个直流电流源体积变小，质量变轻，从而便于携带，由于二极管三相不可控整流模块1、单相半波不可控整流器组4和三相三重降压斩波电路5使用的滤波电感L1和滤波电容C1的体积变小，从而使整体的成本降低；整体稳定度高、波动小，连续可调，体积小、重量轻，成本降低。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路，包括电力二极管三相不可控整流模块(1)、移相全桥高频逆变模块(2)、高频脉冲变压器组(3)、单相半波不可控整流器组(4)和三相三重降压斩波电路(5)，其特征在于：所述电力二极管三相不可控整流模块(1)与移相全桥高频逆变模块(2)电连接，移相全桥高频逆变模块(2)与高频脉冲变压器组(3)电连接，高频脉冲变压器组(3)与单相半波不可控整流器组(4)电连接，单相半波不可控整流器组(4)与三相三重降压斩波电路(5)电连接；所述高频脉冲变压器组(3)包括变压器T1、变压器T2、变压器T3、变压器T4、变压器T5和变压器T6，单相半波不可控整流器组(4)包括第一组单相半波不可控整流电路(6)、第二组单相半波不可控整流电路(7)、第三组单相半波不可控整流电路(8)、第四组单相半波不可控整流电路(9)、第五组单相半波不可控整流电路(10)和第六组单相半波不可控整流电路(11)，变压器T1、变压器T2、变压器T3、变压器T4、变压器T5和变压器T6的一次侧串联后接移相全桥高频逆变模块(2)的输出侧，变压器T1、变压器T2、变压器T3、变压器T4、变压器T5和变压器T6的二次侧均分别接第一组单相半波不可控整流电路(6)、第二组单相半波不可控整流电路(7)、第三组单相半波不可控整流电路(8)、第四组单相半波不可控整流电路(9)、第五组单相半波不可控整流电路(10)和第六组单相半波不可控整流电路(11)的左侧输入侧，第一组单相半波不可控整流电路(6)、第二组单相半波不可控整流电路(7)、第三组单相半波不可控整流电路(8)、第四组单相半波不可控整流电路(9)、第五组单相半波不可控整流电路(10)和第六组单相半波不可控整流电路(11)的右侧输出侧并联直流滤波电容C2的两端，直流滤波电容C2并联三相三重降压斩波电路(5)左侧输入端，三相三重降压斩波电路(5)的右侧输出端接负载R_L。

2.根据权利要求1所述的一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路，其特征在于：所述电力二极管三相不可控整流模块(1)包括整流二极管(D1-D6)，电力二极管三相不可控整流模块(1)输出侧设有电感L1和电容C1组成的滤波器，滤波器并联在电力二极管三相不可控整流模块(1)的直流侧。

3.根据权利要求1所述的一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路，其特征在于：所述移相全桥高频逆变模块(2)采用单相全桥逆变电路，单相全桥逆变电路包括四个功率开关管(VT1-VT4)，功率开关管(VT1-VT4)采用绝缘栅极双极性晶闸管、门极关断晶闸管两者中的任何一种。

4.根据权利要求1所述的一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路，其特征在于：所述第一组单相半波不可控整流电路(6)包括两个大功率快恢复二极管(D7、D8)和滤波电感L3，第二组单相半波不可控整流电路(7)包括两个大功率快恢复二极管(D9、D10)和滤波电感L4，第三组单相半波不可控整流电路(8)包括两个大功率快恢复二极管(D11、D12)和滤波电感L5，第四组单相半波不可控整流电路(9)包括两个大功率快恢复二极管(D13、D14)和滤波电感L6，第五组单相半波不可控整流电路(10)包括两个大功率快恢复二极管(D15、D16)和滤波电感L7，第六组单相半波不可控整流电路(11)包括两个大功率快恢复二极管(D17、D18)和滤波电感L8，第一组单相半波不可控整流电路(6)、第二组单相半波不可控整流电路(7)、第三组单相半波不可控整流电路(8)、第四组单相半波不可控整流电路(9)、第五组单相半波不可控整流电路(10)和第六组单相半波不可控整流电路(11)的输出端并接电容C2，在高频脉冲变压器组(3)输入端接电感L2。

5.根据权利要求1所述的一种直流电流互感器现场校验用的电流标准源电路，其特征在于：所述三相三重降压斩波电路(5)包括二极管(D19-D21)、电感(L9-L11)、电容C3和三组MOSFET管组，电容C3并接在电感(L9-L11)的两端构成滤波电路，三组MOSFET管组分别为第一组(Q1、Q2、Q3)、第二组(Q4、Q5、Q6)、第三组(Q7、Q8、Q9)，其中每组三个的MOSFET管相互并联，MOSFET管组与滤波电路构成DC-DC变换电路。