CN212989444U - 一种超低频高压发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种超低频高压发生器，对称式全波倍压电压电路由两个半波倍压电路组合而成，其上下两部分完全对称，中间部分的电容为上下两部分共用，用于减少两个半波倍压电路中电容串联放电，进而减小电源的纹波系数；通过设置调频调脉宽电路对高压发生器输出电流和电压的采集，通过采集结果调整控制全桥逆变电路中开关管的导通时间，从而实现高压发生器的快速稳定输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及阻尼振荡波电压下的PD检测技术领域，尤其涉及一种超低频高压发生器。
背景技术
对电力电缆及其接头进行局部放电检测和定位研究有着非常重要的意义和经济价值。通过对局部放电的测量及时发现绝缘系统中的薄弱环节，找出故障原因，保证电力电缆质量，保障电力系统安全可靠运行。目前国内外开展的局部放电现场检测的电源类型主要有：工频正弦波电源、超低频带能源和阻尼振荡波电压源。针对以上三种电源方式下相应的局部放电检测主要为：工频正弦波电压下的PD检测、超低频电压下的PD检测和阻尼振荡波电压下的PD检测(简称DAC)。其中，在DAC检测中，要求阻尼振荡波电压源体积小、重量轻、纹波系数小以及响应速度快。但是，在阻尼振荡波高压发生器中选用的电容会发生串联放电，导致阻尼振荡波电压源输出纹波大，无法满足系统的要求。因此，为了解决上述问题，本实用新型提供一种超低频高压发生器，其输出纹波系数小，且响应速度快。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出了一种超低频高压发生器，其输出纹波系数小，且响应速度快。
本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种超低频高压发生器，其包括220V工频交流源、桥式整流电路、全桥逆变电路和处理器，还包括调频调脉宽电路和对称式全波倍压电压电路；
220V工频交流源通过顺次串联的桥式整流电路、全桥逆变电路和对称式全波倍压电压电路与被测电缆连接；调频调脉宽电路的输入端与对称式全波倍压电压电路与被测电缆中间连接点电性连接，调频调脉宽电路的输出端与处理器的输入端电性连接，处理器的输出端与全桥逆变电路的控制端电性连接。
在以上技术方案的基础上，优选的，处理器为MC33066芯片。
进一步优选的，全桥逆变电路包括：IGBT管Q1-Q4；
IGBT管Q1的集电极和IGBT管Q2的发射极分别与桥式整流电路的输出端电性连接，IGBT管Q1的发射极分别与IGBT管Q2的集电极和对称式全波倍压电压电路的输入端电性连接；
IGBT管Q3的集电极和IGBT管Q4的发射极分别与桥式整流电路的输出端电性连接，IGBT管Q3的发射极分别与IGBT管Q4的集电极和对称式全波倍压电压电路的输入端电性连接；
IGBT管Q1的门极和IGBT管Q4的门极分别与MC33066芯片的引脚12电性连接，IGBT管Q2的门极和IGBT管Q3的门极分别与MC33066芯片的引脚14电性连接。
进一步优选的，对称式全波倍压电压电路包括：变压器T1、二极管C2-C7和二极管D5-D12；
变压器T1原边的两端分别与全桥逆变电路的两个输出端一一对应电性连接，变压器T1副边的一端通过电容C3与电容C4的一端电性连接，电容C4的另一端与二极管D9的负极电性连接，二极管D9的正极分别与被测电缆的一端和调频调脉宽电路的输入端电性连接，二极管D5的正极和二极管D7的负极分别并联在电容C3和电容C4之间，二极管D8的正极并联在电容C4和二极管D9的负极之间；
变压器T1副边的另一端通过电容C2与电容C7的一端电性连接，电容C7的另一端与二极管D12的负极电性连接，二极管D12的正极分别与被测电缆的一端和调频调脉宽电路的输入端电性连接，二极管D6的正极和二极管D10的负极分别并联在电容C2和电容C7之间，二极管D11的正极并联在电容C7和二极管D12的负极之间；
二极管D5的负极与二极管D6的负极电性连接，二极管D7的正极与二极管D10的正极电性连接，电容C5的两端分别与二极管D5的负极和二极管D7的正极电性连接，二极管D7的正极与二极管D8的负极电性连接，二极管D8的负极与二极管D11的负极电性连接，电容C6的两端分别与二极管D8的负极与二极管D9的正极电性连接。
进一步优选的，调频调脉宽电路包括：电阻R3-R9、二极管D13、电容C11和运算放大器LM358；
对称式全波倍压电压电路的输出端通过电阻R3分别与运算放大器LM358的引脚3和电阻R4的一端电性连接，电阻R4的另一端接地，电阻R5的两端并联在运算放大器LM358的引脚2和引脚1之间，电阻R6的一端和电阻R7的一端分别与运算放大器LM358的引脚2电性连接，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端与电源电性连接，运算放大器LM358的引脚1通过反向通道的二极管D13与电阻R9的一端电性连接，电阻R9的另一端与MC33066芯片的引脚16电性连接，电阻R8的一端和电容C11的一端分别与电阻R9的两端电性连接，电阻R8的另一端和电容C11的另一端均接地。
本实用新型的一种超低频高压发生器相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)对称式全波倍压电压电路由两个半波倍压电路组合而成，其上下两部分完全对称，中间部分的电容为上下两部分共用，用于减少两个半波倍压电路中电容串联放电，进而减小高压发生器的纹波系数；
(2)通过设置调频调脉宽电路对高压发生器输出电流和电压的采集，通过采集结果调整控制全桥逆变电路中开关管的导通时间，从而实现高压发生器的快速稳定输出。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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1为本实用新型一种超低频高压发生器的结构图；
图2为本实用新型一种超低频高压发生器中桥式整流电路和全桥逆变电路的电路图；
图3为本实用新型一种超低频高压发生器中对称式全波倍压电压电路的电路图；
图4为本实用新型一种超低频高压发生器中调频调脉宽电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型的一种超低频高压发生器，其包括220V工频交流源、桥式整流电路、全桥逆变电路、对称式全波倍压电压电路、调频调脉宽电路和处理器。
桥式整流电路，对220V工频交流源输出的工频交流信号做整流处理，并输出直流信号。本实施例中，桥式整流电路的电路图如图2所示，其中，二极管D1-D4对工频交流信号做整流处理输出直流信号；电容C1由于其储能作用，降低脉动成分，使输出电压波形平滑。
全桥逆变电路，将桥式整流电路输出的直流电压转换为交流电压。本实施例中，如图2所示，全桥逆变电路包括：IGBT管Q1-Q4；其中，IGBT管Q1的集电极和IGBT管Q2的发射极分别与桥式整流电路的输出端电性连接，IGBT管Q1的发射极分别与IGBT管Q2的集电极和对称式全波倍压电压电路的输入端电性连接；IGBT管Q3的集电极和IGBT管Q4的发射极分别与桥式整流电路的输出端电性连接，IGBT管Q3的发射极分别与IGBT管Q4的集电极和对称式全波倍压电压电路的输入端电性连接；IGBT管Q1的门极和IGBT管Q4的门极分别与MC33066芯片的引脚12电性连接，IGBT管Q2的门极和IGBT管Q3的门极分别与MC33066芯片的引脚14电性连接。其中，全桥逆变电路可以视为由两个半桥逆变电路组合而成，IGBT管Q1和IGBT管Q4为一组，受同一控制信号的控制；IGBT管Q2和IGBT管Q3为另一组，受同一控制信号的控制。两组控制信号作用时间相差半个周期。IGBT管Q1和IGBT管Q4导通时，IGBT管Q2和IGBT管Q3截止，当两组开关交替导通时，输出电压就会成为一系列正负相间的窄脉冲，从而实现将直流电压转换为交流电压的逆变过程。
对称式全波倍压电压电路，将桥式整流电路输出的交流电压转换为直流电压，并使得直流电压幅值翻倍升高。目前，倍压电路中选用电容会发生串联放电，导致该类电路输出纹波大。因此，本实施例中，优化采用对称式全波倍压电压电路代替传统的倍压电路以减小电源的纹波系数。本实施例中，对称式全波倍压电路为对称式全波四倍压电路。具体的，如图3所示，对称式全波倍压电压电路包括：变压器T1、二极管C2-C7和二极管D5-D12；变压器T1原边的两端分别与全桥逆变电路的两个输出端一一对应电性连接，变压器T1副边的一端通过电容C3与电容C4的一端电性连接，电容C4的另一端与二极管D9的负极电性连接，二极管D9的正极分别与被测电缆的一端和调频调脉宽电路的输入端电性连接，二极管D5的正极和二极管D7的负极分别并联在电容C3和电容C4之间，二极管D8的正极并联在电容C4和二极管D9的负极之间；变压器T1副边的另一端通过电容C2与电容C7的一端电性连接，电容C7的另一端与二极管D12的负极电性连接，二极管D12的正极分别与被测电缆的一端和调频调脉宽电路的输入端电性连接，二极管D6的正极和二极管D10的负极分别并联在电容C2和电容C7之间，二极管D11的正极并联在电容C7和二极管D12的负极之间；二极管D5的负极与二极管D6的负极电性连接，二极管D7的正极与二极管D10的正极电性连接，电容C5的两端分别与二极管D5的负极和二极管D7的正极电性连接，二极管D7的正极与二极管D8的负极电性连接，二极管D8的负极与二极管D11的负极电性连接，电容C6的两端分别与二极管D8的负极与二极管D9的正极电性连接。对称式全波倍压电路由两个半波倍压电路组合而成，其上下两部分完全对称，中间部分的电容C5和C6为上下共用。当变压器T1次级输出为上正下负时，变压器T1向上臂电容C3和C4充电储能。当变压器T1次级输出为上负下正时，上臂C3和C4通过变压器次级向下臂电容C2和C7充电。
调频调脉宽电路，实现对高压发生器输出电流和电压的控制。本实施例中，如图4所示，调频调脉宽电路包括：电阻R3-R9、二极管D13、电容C11和运算放大器LM358；具体的，对称式全波倍压电压电路的输出端通过电阻R3分别与运算放大器LM358的引脚3和电阻R4的一端电性连接，电阻R4的另一端接地，电阻R5的两端并联在运算放大器LM358的引脚2和引脚1之间，电阻R6的一端和电阻R7的一端分别与运算放大器LM358的引脚2电性连接，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端与电源电性连接，运算放大器LM358的引脚1通过反向通道的二极管D13与电阻R9的一端电性连接，电阻R9的另一端与MC33066芯片的引脚16电性连接，电阻R8的一端和电容C11的一端分别与电阻R9的两端电性连接，电阻R8的另一端和电容C11的另一端均接地。
电阻R1和电容C8组成电路的振荡回路和死区时间产生电路。其中，电容C8放电速度大小由MC33066芯片引脚3上的频率反馈信号的大小进行控制。当频率反馈信号变大，此时流经电容C8的电流增大，其放电速度加快，导致振荡周期变短。因此，故从MC33066芯片引脚12和14输出的PWM的频率变大；当频率反馈信号变小，MC33066芯片流入的电流减小，电容C8的放电速度变慢，则振荡周期变长，由MC33066芯片引脚12和14输出的PWM的频率变小。另外，通过电阻R1控制MC33066芯片引脚12和14输出的控制信号之间的死区时间。当增加电阻R1的值时，控制信号之间的死区时间就会随之增加。
输出PWM的脉宽控制电路由R8、R9和C11构成。调频调脉宽电路的脉宽调制由脉宽反馈控制信号HV的大小控制。当脉宽反馈控制信号HV变大，其通过由R3和R4组成的分压单元后进入运算放大器LM358的引脚3信号变大，此时流经R5的电流减小。运算放大器LM358的引脚1的电平变高，电容C11的放电速度变慢，从而增加PWM波的脉宽；同理，当脉宽反馈控制信号HV减小，在通过同样的分压单元后输入运算放大器LM358的引脚3信号变小，流经R5的电流变大，此时运算放大器LM358的引脚1电平变低，电容C11的放电速度增加，从而减小了PWM波的脉宽。最终通过上述电路过程来实现对MC33066芯片引脚12和14输出信号的脉宽调节。
本实施例的工作原理为：220V工频交流源输出交流电压经桥式整流电路变换为低压直流，再经全桥逆变电路转变为高频交流，高频交流信号经过对称式全波倍压电压电路的升压变换和整流倍压电路的处理，可得到恒流恒压直流高压信号；然后通过高压电阻组成的分压单元和调频调脉宽电路将输出电压和电流反馈到处理器，处理器根据反馈的电流和电压信号和所设置的参考信号进行比较，调整后输出信号频率和脉宽，从而实现高压发生器的快速稳定输出。
本实施例的有益效果为：对称式全波倍压电压电路由两个半波倍压电路组合而成，其上下两部分完全对称，中间部分的电容为上下两部分共用，用于减少两个半波倍压电路中电容串联放电，进而减小高压发生器的纹波系数；
通过设置调频调脉宽电路对高压发生器输出电流和电压的采集，通过采集结果调整控制全桥逆变电路中开关管的导通时间，从而实现高压发生器的快速稳定输出。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种超低频高压发生器，其包括220V工频交流源、桥式整流电路、全桥逆变电路和处理器，其特征在于：还包括调频调脉宽电路和对称式全波倍压电压电路；
所述220V工频交流源通过顺次串联的桥式整流电路、全桥逆变电路和对称式全波倍压电压电路与被测电缆连接；调频调脉宽电路的输入端与对称式全波倍压电压电路与被测电缆中间连接点电性连接，调频调脉宽电路的输出端与处理器的输入端电性连接，处理器的输出端与全桥逆变电路的控制端电性连接。
2.如权利要求1所述的一种超低频高压发生器，其特征在于：所述处理器为MC33066芯片。
3.如权利要求2所述的一种超低频高压发生器，其特征在于：所述全桥逆变电路包括：IGBT管Q1-Q4；
所述IGBT管Q1的集电极和IGBT管Q2的发射极分别与桥式整流电路的输出端电性连接，IGBT管Q1的发射极分别与IGBT管Q2的集电极和对称式全波倍压电压电路的输入端电性连接；
所述IGBT管Q3的集电极和IGBT管Q4的发射极分别与桥式整流电路的输出端电性连接，IGBT管Q3的发射极分别与IGBT管Q4的集电极和对称式全波倍压电压电路的输入端电性连接；
所述IGBT管Q1的门极和IGBT管Q4的门极分别与MC33066芯片的引脚12电性连接，IGBT管Q2的门极和IGBT管Q3的门极分别与MC33066芯片的引脚14电性连接。
4.如权利要求3所述的一种超低频高压发生器，其特征在于：所述对称式全波倍压电压电路包括：变压器T1、二极管C2-C7和二极管D5-D12；
所述变压器T1原边的两端分别与全桥逆变电路的两个输出端一一对应电性连接，变压器T1副边的一端通过电容C3与电容C4的一端电性连接，电容C4的另一端与二极管D9的负极电性连接，二极管D9的正极分别与被测电缆的一端和调频调脉宽电路的输入端电性连接，二极管D5的正极和二极管D7的负极分别并联在电容C3和电容C4之间，二极管D8的正极并联在电容C4和二极管D9的负极之间；
所述变压器T1副边的另一端通过电容C2与电容C7的一端电性连接，电容C7的另一端与二极管D12的负极电性连接，二极管D12的正极分别与被测电缆的一端和调频调脉宽电路的输入端电性连接，二极管D6的正极和二极管D10的负极分别并联在电容C2和电容C7之间，二极管D11的正极并联在电容C7和二极管D12的负极之间；
所述二极管D5的负极与二极管D6的负极电性连接，二极管D7的正极与二极管D10的正极电性连接，电容C5的两端分别与二极管D5的负极和二极管D7的正极电性连接，二极管D7的正极与二极管D8的负极电性连接，二极管D8的负极与二极管D11的负极电性连接，电容C6的两端分别与二极管D8的负极与二极管D9的正极电性连接。
5.如权利要求4所述的一种超低频高压发生器，其特征在于：所述调频调脉宽电路包括：电阻R3-R9、二极管D13、电容C11和运算放大器LM358；
所述对称式全波倍压电压电路的输出端通过电阻R3分别与运算放大器LM358的引脚3和电阻R4的一端电性连接，电阻R4的另一端接地，电阻R5的两端并联在运算放大器LM358的引脚2和引脚1之间，电阻R6的一端和电阻R7的一端分别与运算放大器LM358的引脚2电性连接，电阻R7的另一端接地，电阻R6的另一端与电源电性连接，运算放大器LM358的引脚1通过反向通道的二极管D13与电阻R9的一端电性连接，电阻R9的另一端与MC33066芯片的引脚16电性连接，电阻R8的一端和电容C11的一端分别与电阻R9的两端电性连接，电阻R8的另一端和电容C11的另一端均接地。
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|---|---|---|---|---|
| CN113442775A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-09-28 | 长春捷翼汽车零部件有限公司 | 充放电控制方法、充电设备及存储介质 |
| CN113629993A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-11-09 | 深圳供电局有限公司 | 直流高压发生装置 |
| CN114062743A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-02-18 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种应用于电力行业的全桥开关特征电流发生装置 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113629993A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-11-09 | 深圳供电局有限公司 | 直流高压发生装置 |
| CN113442775A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-09-28 | 长春捷翼汽车零部件有限公司 | 充放电控制方法、充电设备及存储介质 |
| CN114062743A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-02-18 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种应用于电力行业的全桥开关特征电流发生装置 |
| CN114062743B (zh) * | 2021-11-11 | 2023-08-15 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种应用于电力行业的全桥开关特征电流发生装置 |
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