CN220473648U - 一种带直流电源的峰值保持电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于脉冲法测量局部放电视在电荷领域，涉及一种带直流电源的峰值保持电路，直流电源DC1正极接Mosfet开关Q3漏极D，Q3源极S分别接比较器U4负输入端和运算放大器U5正输入端，设定的局部放电阈值电压Vref输入U4正输入端，输入电压Vi分别输入U4负输入端和运算放大器U5正输入端，U5负输入端分别接二极管D2输入端和电阻R2一端，U5输出端分别接二极管D2输出端和N‑CHANNEL开关Q4输入端，Q4输出端分别接电容C2一端、Mosfet开关Q5漏极D和运算放大器U3正输入端，Q5源极S接电阻R3一端，U3输出端输出输出电压Vo。本实用新型提高了局部放电视在放电量测量精度。
Description
技术领域
本实用新型属于脉冲法测量局部放电视在电荷技术领域，具体涉及一种带直流电源的峰值保持电路。
背景技术
在采用脉冲法测量局部放电视在电荷时，局部放电电路中RLC选频后的电路是正弦波，所以峰值保持电路的输入信号最大值在正弦波的第一个半波周期内，峰值保持电路由于运算放大器速度慢、RC充电时间常数大于正弦波上升时间、二极管反向漏电流大等原因，造成最大的峰值不能保持第一半波周期的最大电压，一般会保持住第二个半波周期最大值或者第三个半波周期最大值，影响电路测量精度。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种带直流电源的峰值保持电路。
本实用新型所采用的技术方案如下：
一种带直流电源的峰值保持电路，直流电源DC1的负极接地，DC1的正极接Mosfet开关Q3的漏极D，Q3的源极S分别接比较器U4的负输入端和运算放大器U5的正输入端，设定的局部放电阈值电压Vref输入U4的正输入端。输入电压Vi分别输入U4的负输入端和运算放大器U5的正输入端，U5的负输入端分别接二极管D2的输入端和电阻R2的一端，U5的输出端分别接二极管D2的输出端和N-CHANNEL开关Q4的输入端，Q4的输出端分别接电容C2的一端、Mosfet开关Q5的漏极D和运算放大器U3的正输入端，C2的另一端接地，Q5的源极S接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地。U3的负输入端分别接电阻R2的另一端和U3的输出端，U3的输出端输出输出电压Vo。
本实用新型的有益效果：
本实用新型采用直流电源给峰值保持电路预充电到最大电压，在局部放电装置发生放电时给最大电压放电，放电电压与局部放电装置的产生的输出电压相同时，本电路停止放电，然后再由输入电压给保持电容充电，减少充电电压误差，提高最大电压精度。此电路可以快速让峰值保持电路的电压跟踪到局部放电电压，抓取到最大峰值，提高局部放电视在放电量测量精度。
附图说明
图1是现有技术中的局部放电耦合网络电路的结构示意图；
图2是现有技术中的RLC选频及放大电路的结构示意图；
图3是现有技术中的峰值保持电路的结构示意图；
图4是现有技术中的衰减正弦波峰值保持波形的示意图；
图5是本实用新型实施例的带直流电源的峰值保持电路的结构示意图；
图6是本实用新型实施例的带直流电源的峰值保持电路的充电过程波形的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。
现有技术中，采用脉冲法测量局部放电视在电荷时，共涉及图1、图2和图3所示的三部分电路。
图1所示的局部放电耦合网络电路中，ZR是滤波电抗，防止局部放电过程中电荷传递到电源端，CK是局部放电的耦合电容，Cx是被测产品的等效电容，CD是测量网络的等效电容。
图2所示的RLC选频及放大电路中，LA、CA、RA组成选频网络，选频网络的频率由LACA决定G1是放大电路，对选频后的信号进行放大。Vi1(t)是输入信号，Vo1(t)是输出信号。
图3所示的峰值保持电路中，当运算放大器U2正输入端电压高于负输入端电压，U2输出高电平，N-CHANNEL开关Q1导通，电容C1充电，当C1电压达到U2正输入端电压时，通过反馈电阻R1输入到U2的负输入端，U2输出低电平，充电过程结束，C1电压处于保持状态。Mosfet开关Q2是C1的泄放回路，当Q2导通时，C1上面的电压泄放掉。
RLC选频及放大电路选频后的输出信号是正弦波，如图4所示，是现有技术中的正弦波峰值保持波形的示意图，所以峰值保持电路的输入电压最大值在正弦波的第一个半波周期内，峰值保持电路由于运算放大器速度慢、RC充电时间大于正弦波上升时间、二极管反向漏电流大等原因，造成最大的峰值不能保持住第一个半波周期的最大电压，一般会保持住第二个半波周期最大值或者第三个半波周期最大值，影响峰值保持电路的测量精度。
以图3为例，当峰值保持电路的RC充电时间大于输入电压的1/4周期时，电容C1上的电压还没有上升到输入电压的最大值V1电压，输入电压开始下降，这样整个峰值保持电路只能上升到V2电压，峰值保持电路的误差就是ΔV＝V1-V2，当RC电路的充电时间越长或者输入电压的周期越短，误差就会越大。为了消减峰值保持电路的误差，必须让V2电压跟踪上V1电压。
如图5所示，是本实用新型实施例的带直流电源的峰值保持电路的结构示意图。本实用新型在现有技术的峰值保持电路上增加了直流电源DC1(提供直流电源)，Mosfet开关Q3(接通或者断开直流电源DC1)，比较器U4(实现电压比较功能，用于控制Q3导通或关断)，电阻R3(实现保持电压泄放)。Mosfet开关是一种半导体器件，它的全称是金属氧化物半导体场效应晶体管。
工作过程：
1)当无局部放电发生时，Q3导通即接通DC1，U5的输入Vi等于直流电源DC1的电压(一般为5V)，Q5关闭，峰值保持电路会把C2的电压保持在直流电源DC1的电压。
2)当发生局部放电时，Vi即是局部放电的响应电压，当Vi高于Vref(设定的局部放电阈值电压，比如0.3V)时，比较器U4输出高电平控制Q3关断，即断开DC1，这时Vi给电容C2充电，关断Q3的同时导通Q5，通过电阻R3给C2放电。当C2电压低于Vi电压时，关断Q5停止C2放电。这时候，Vi给C2充电，最终C2的电压等于Vi的峰值电压。
本实用新型实施例的带直流电源的峰值保持电路的整个充电过程波形见图6。在衰减正弦波输入条件下，采用此电路能让电路跟踪到最大输入电压，提高局放视在放电量的测量精度。
本实用新型实施例中，未详细描述的技术特征均为现有技术或者常规技术手段，在此不再赘述。
最后需要说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种带直流电源的峰值保持电路，其特征在于，直流电源DC1的负极接地，DC1的正极接Mosfet开关Q3的漏极D，Q3的源极S分别接比较器U4的负输入端和运算放大器U5的正输入端，设定的局部放电阈值电压Vref输入U4的正输入端，输入电压Vi分别输入U4的负输入端和运算放大器U5的正输入端，U5的负输入端分别接二极管D2的输入端和电阻R2的一端，U5的输出端分别接二极管D2的输出端和N-CHANNEL开关Q4的输入端，Q4的输出端分别接电容C2的一端、Mosfet开关Q5的漏极D和运算放大器U3的正输入端，C2的另一端接地，Q5的源极S接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接地，U3的负输入端分别接电阻R2的另一端和U3的输出端，U3的输出端输出输出电压Vo。
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