CN220935031U - 直流高压逆变装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于绝缘电阻技术领域，尤其涉及一种直流高压逆变装置，包括降压电路、变换电路、输出电路、负反馈电路及控制电路，降压电路、变换电路及输出电路依次连接，负反馈电路分别与输出电路、降压电路连接，控制电路分别与负反馈电路、变换电路连接，所述降压电路用于提供原始信号；所述变换电路用于对原始信号进行功率放大并输出直流信号；所述输出电路用于对直流信号进行整流、平滑滤波并输出测试信号；所述负反馈电路用于监视测试信号并反馈至降压电路；所述负反馈电路还用于通过所述控制电路控制所述变换电路，实现对直流高压逆变装置限流。本直流高压逆变装置能够快速提升直流高压的升起速度，进而减少测试时间，提高测量效率。

Description

直流高压逆变装置

技术领域

本申请涉及绝缘电阻测量技术领域，特别涉及一种直流高压逆变装置。

背景技术

绝缘电阻测量是衡量电力电子器件绝缘性能优劣的重要参数，并且绝缘材料电阻测量是我国计量法规定的电气设备安全检测项目中的强检项目。绝缘电阻测量仪是用来检测变压器、电机，电缆以及其它电力电子设备或绝缘材料绝缘电阻的多功能仪表，又称兆欧表。绝缘电阻的测量方法可分为电流电压法、电容充电法、电压比较法、电桥法等，每一种方法在测量电阻时都有其优缺点和适用范围。

绝缘电阻测量仪测量绝缘电阻的基本原理为伏安法测电阻，具体的，对待测量设备施加直流电源，根据欧姆定律可知，待测量设备的绝缘电阻值，由施加在待测量设备两端的电压，及在高压作用下回流中产生的电流，两者之间的比值所得。

在相关技术中，绝缘电阻测量仪作用在待测量设备两端的电压升压慢，难以进行快速测量，通常需要在开始测量后数秒才能测得绝缘电阻值，难以满足快速测量绝缘电阻的要求。需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本申请提供一种直流高压逆变装置，解决了在相关技术中，绝缘电阻测量仪作用在待测量设备两端的电压升压慢，难以进行快速测量，通常需要在开始测量后数秒才能测得绝缘电阻值，难以满足快速测量绝缘电阻的要求的问题。

本申请实施例，提供一种直流高压逆变装置，包括降压电路、变换电路、输出电路、负反馈电路及控制电路，所述降压电路、变换电路及输出电路依次连接，所述负反馈电路分别与所述输出电路、降压电路连接，所述控制电路分别与所述负反馈电路、变换电路连接；

所述降压电路用于提供原始信号；

所述变换电路用于对原始信号进行功率放大并输出直流信号；

所述输出电路用于对直流信号进行整流、平滑滤波并输出测试信号，所述测试信号用于施加在待测量设备的两端；

所述负反馈电路用于监视测试信号并反馈至降压电路，使所述降压电路对原始信号进行调控；所述负反馈电路还用于通过所述控制电路控制所述变换电路，实现对直流高压逆变装置限流。

本申请具有如下技术效果：本直流高压逆变装置能够快速提升直流高压的升起速度，进而减少测试时间，提高测量效率。

在一些可选的实现方式中，所述降压电路包括降压芯片，所述降压芯片具有输出端及反馈输入端，所述降压芯片的输出端与所述变换电路连接，用于向变换电路输出原始信号；

所述负反馈电路包括电压反馈电路，所述电压反馈电路分别与所述输出电路、降压芯片的反馈输入端连接，用于采集测试信号并反馈至所述降压电路，使所述降压电路对原始信号进行调控；

所述降压芯片被配置为根据测试信号调节自身占空比，使原始信号保持稳定。

在一些可选的实现方式中，所述变换电路包括推挽变压器，所述推挽变压器具有第一输入端、第二输入端、第三输入端及输出端，所述推挽变压器的第一输入端与所述降压芯片的输出端连接，所述推挽变压器的输出端与所述输出电路连接；

所述负反馈电路还包括电流反馈电路，所述电流反馈电路与所述输出电路连接；

所述控制电路包括控制芯片及误差放大模块，所述控制芯片具有控制端、输入端、第一调解输出端及第二调解输出端，所述控制芯片的输入端与所述电流反馈电路连接，所述控制芯片的第一调解输出端与所述第二输入端连接，所述控制芯片的第二调解输出端与所述第三输入端连接，所述控制芯片的控制端与所述误差放大模块连接。

在一些可选的实现方式中，所述误差放大模块包括第三十三电容、第四十九电阻及基准电源，所述第三十三电容的一端与所述控制芯片的控制端连接，所述第四十九电阻的一端与所述第三十三电容的另一端连接，所述第四十九电阻的另一端与所述基准电源连接。

在一些可选的实现方式中，所述输出电路包括全波整流电路及滤波电路，所述全波整流电路与所述推挽变压器连接，所述全波整流电路与所述电流反馈电路连接，所述滤波电路与所述全波整流电路连接，所述滤波电路与所述电压反馈电路连接。

在一些可选的实现方式中，所述滤波电路包括第二十五电阻、第六十电阻及第五电感，所述第二十五电阻的第一端与所述全波整流电路连接，所述第二十五电阻的第二端与所述第五电感的第一端连接，所述第六十电阻的第一端、第二端分别与所述第二十五电阻的第一端、第二端连接，所述第五电感的第二端与所述电压反馈电路连接。

在一些可选的实现方式中，所述降压电路还包括供电电源，所述供电电源与所述降压芯片连接，用于将供电信号转换成可调信号。

在一些可选的实现方式中，所述降压电路还包括高频滤波电路，所述高频滤波电路连接于所述降压电路的输出端、变换电路之间，所述高频滤波电路用于对可调信号进行滤波并生成原始信号。

在一些可选的实现方式中，所述电流反馈电路包括第四十八电阻、第六十一电阻及第十一二极管，所述第四十八电阻、第六十一电阻及第十一二极管并联，所述第四十八电阻的第一端与所述全波整流电路连接，所述第十一二极管的第一端与所述控制芯片连接。下面结合附图与实施例，对本实用新型进一步说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请实施例所示的直流高压逆变装置的第一结构图；

图2是本申请实施例所示的直流高压逆变装置的第二结构图；

图3是本申请实施例所示的降压电路的电路图；

图4是本申请实施例所示的变换电路、输出电路的电路图；

图5是本申请实施例所示的电压反馈电路的电路图；

图6是本申请实施例所示的电流反馈电路、控制电路的电路图；

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在相关技术中，绝缘电阻测量仪作用在待测量设备两端的电压升压慢，难以进行快速测量，通常需要在开始测量后数秒才能测得绝缘电阻值，难以满足快速测量绝缘电阻的要求。本直流高压逆变装置能够快速提升直流高压的升起速度，进而减少测试时间，提高测量效率。

请参见图1、图2、图3、图4、图5及图6，其中，图1是本申请实施例所示的直流高压逆变装置的第一结构图；图2是本申请实施例所示的直流高压逆变装置的第二结构图；图3是本申请实施例所示的降压电路的电路图；图4是本申请实施例所示的变换电路、输出电路的电路图；图5是本申请实施例所示的电压反馈电路的电路图；图6是本申请实施例所示的电流反馈电路、控制电路的电路图；本申请实施例提供一种直流高压逆变装置，包括降压电路110、变换电路120、输出电路130、负反馈电路140及控制电路150。

所述降压电路110、变换电路120及输出电路130依次连接，所述负反馈电路140分别与所述输出电路130、降压电路110连接，所述控制电路150分别与所述负反馈电路140、变换电路120连接；所述降压电路110用于提供原始信号；所述变换电路120用于对原始信号进行功率放大并输出直流信号；所述输出电路130用于对直流信号进行整流、平滑滤波并输出测试信号，所述测试信号用于施加在待测量设备的两端；所述负反馈电路140用于监视测试信号并反馈至降压电路110，使所述降压电路110对原始信号进行调控；所述负反馈电路140还用于通过所述控制电路150控制所述变换电路120，实现对直流高压逆变装置限流。

参阅图1至图6，在某些示例中，所述降压电路110包括降压芯片U13，所述降压芯片U13具有输出端及反馈输入端，所述降压芯片U13的输出端与所述变换电路120连接，用于向变换电路120输出原始信号；所述负反馈电路140包括电压反馈电路141，所述电压反馈电路141分别与所述输出电路130、降压芯片U13的反馈输入端连接，用于采集测试信号并反馈至所述降压电路110，使所述降压电路110对原始信号进行调控；所述降压芯片U13被配置为根据测试信号调节自身占空比，使原始信号保持稳定。

降压芯片U13的型号为PL83251，在工作时，供电电源(也就是供电电压端VBAT)经过降压芯片U13转换成0.7至11V的可调电压，也就是原始信号，并输入至变换电路120的推挽变压器中。原始信号作为变换电路120的推挽变压器的输入电压实现固定倍率的升压，形成直流信号。再经过输出电路130中的全波整流电路、滤波电路，得到范围是100至1100V的宽范围可调直流电压，也就是测试信号。然后再通过降压芯片U13来实现调节占空比，使降压芯片U13输出的原始信号稳定在合适电压值，进而最终得到一个稳定的直流高压输出。

参阅图1至图6，在某些示例中，所述变换电路120包括推挽变压器121，所述推挽变压器121具有第一输入端、第二输入端、第三输入端及输出端，所述推挽变压器121的第一输入端与所述降压芯片U13的输出端连接，所述推挽变压器121的输出端与所述输出电路130连接；

所述负反馈电路140还包括电流反馈电路142，所述电流反馈电路142与所述输出电路130连接；

所述控制电路150包括控制芯片U4及误差放大模块151，所述控制芯片U4具有控制端、输入端、第一调解输出端及第二调解输出端，所述控制芯片U4的输入端与所述电流反馈电路142连接，所述控制芯片U4的第一调解输出端与所述第二输入端连接，所述控制芯片U4的第二调解输出端与所述第三输入端连接，所述控制芯片U4的控制端与所述误差放大模块151连接。

为了针对快速升压，且电路需要连续地能量输出，同时还要满足响应速度快且波纹小，因此采用推挽结构。且在推挽变压器121中，通过第十四功率开关管Q14、第十五功率开关管Q15加大功率，实现大电流以驱动推挽变压器121工作。

推挽变压器121相对于普通变压器，具有以下优点：磁场利用率高；响应速度快，能量利用率低，能量输出连续；变压器及其外围驱动设计简单；适合低电压逆变成高电压。

为实现过流保护，防止电流过大，故设置电流反馈电路142。当回路电流大于2毫安时，将反馈至控制芯片U4中，然后误差放大模块151与基准电源进行比较和误差放大，从而调节控制芯片U4内部PWM调制器，减小PWM波占空比，实现对推挽变压器121的控制，从而实现回路电流恒定为毫安。

参阅图1至图6，在某些示例中，所述误差放大模块151包括第三十三电容C33、第四十九电阻R49及基准电源VREF_3V，所述第三十三电容C33的一端与所述控制芯片U4的控制端连接，所述第四十九电阻R49的一端与所述第三十三电容C33的另一端连接，所述第四十九电阻R49的另一端与所述基准电源VREF_3V连接。

参阅图1至图6，在某些示例中，所述输出电路130包括全波整流电路131及滤波电路132，所述全波整流电路131与所述推挽变压器121连接，所述全波整流电路131与所述电流反馈电路142连接，所述滤波电路132与所述全波整流电路131连接，所述滤波电路132与所述电压反馈电路141连接。

参阅图1至图6，在某些示例中，所述滤波电路132包括第二十五电阻R25、第六十电阻R60及第五电感L5，所述第二十五电阻R25的第一端与所述全波整流电路131连接，所述第二十五电阻R25的第二端与所述第五电感L5的第一端连接，所述第六十电阻R60的第一端、第二端分别与所述第二十五电阻R25的第一端、第二端连接，所述第五电感L5的第二端与所述电压反馈电路141连接。

参阅图1至图6，在某些示例中，所述降压电路110还包括供电电源，所述供电电源与所述降压芯片U13连接，用于将供电信号转换成可调信号。

参阅图1至图6，在某些示例中，所述降压电路110还包括高频滤波电路，所述高频滤波电路连接于所述降压电路110的输出端、变换电路120之间，所述高频滤波电路用于对可调信号进行滤波并生成原始信号。

参阅图1至图6，在某些示例中，所述电流反馈电路142包括第四十八电阻R48、第六十一电阻R61及第十一二极管D11，所述第四十八电阻R48、第六十一电阻R61及第十一二极管D11并联，所述第四十八电阻R48的第一端与所述全波整流电路131连接，所述第十一二极管D11的第一端与所述控制芯片U4连接。

本申请实施例的直流高压逆变装置实施的逆变方法，所述方法包括：

降压电路110提供原始信号；

变换电路120对原始信号进行功率放大并输出直流信号；

输出电路130对直流信号进行整流、平滑滤波并输出测试信号，所述测试信号用于施加在待测量设备的两端；

负反馈电路140监视测试信号并反馈至所述降压电路110，使所述降压电路110对原始信号进行调控；

负反馈电路140还通过所述控制电路150控制所述变换电路120，实现对所述直流高压逆变模块限流。

应理解，在本申请的各种实施例中，可以理解的是，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。此外，在一些可能的实现方式中，上述实施例中的各步骤可以根据实际情况选择性执行，可以部分执行，也可以全部执行，此处不做限定。本申请的任意实施例的任意特征的全部或部分在不矛盾的前提下，可以自由地、任何地组合。组合后的技术方案也在本申请的范围之内。

还应理解，在本申请实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种直流高压逆变装置，其特征在于，包括降压电路、变换电路、输出电路、负反馈电路及控制电路，所述降压电路、变换电路及输出电路依次连接，所述负反馈电路分别与所述输出电路、降压电路连接，所述控制电路分别与所述负反馈电路、变换电路连接；

所述降压电路用于提供原始信号；

所述变换电路用于对原始信号进行功率放大并输出直流信号；

所述输出电路用于对直流信号进行整流、平滑滤波并输出测试信号，所述测试信号用于施加在待测量设备的两端；

所述负反馈电路用于监视测试信号并反馈至降压电路，使所述降压电路对原始信号进行调控；所述负反馈电路还用于通过所述控制电路控制所述变换电路，实现对直流高压逆变装置限流；

所述降压电路包括降压芯片，所述降压芯片具有输出端及反馈输入端，所述降压芯片的输出端与所述变换电路连接，用于向变换电路输出原始信号，所述降压芯片的型号为PL83251。

2.根据权利要求1所述的直流高压逆变装置，其特征在于，所述负反馈电路包括电压反馈电路，所述电压反馈电路分别与所述输出电路、降压芯片的反馈输入端连接，用于采集测试信号并反馈至所述降压电路，使所述降压电路对原始信号进行调控；

所述降压芯片被配置为根据测试信号调节自身占空比，使原始信号保持稳定。

3.根据权利要求2所述的直流高压逆变装置，其特征在于，所述变换电路包括推挽变压器，所述推挽变压器具有第一输入端、第二输入端、第三输入端及输出端，所述推挽变压器的第一输入端与所述降压芯片的输出端连接，所述推挽变压器的输出端与所述输出电路连接；

所述负反馈电路还包括电流反馈电路，所述电流反馈电路与所述输出电路连接；

所述控制电路包括控制芯片及误差放大模块，所述控制芯片具有控制端、输入端、第一调解输出端及第二调解输出端，所述控制芯片的输入端与所述电流反馈电路连接，所述控制芯片的第一调解输出端与所述第二输入端连接，所述控制芯片的第二调解输出端与所述第三输入端连接，所述控制芯片的控制端与所述误差放大模块连接。

4.根据权利要求3所述的直流高压逆变装置，其特征在于，所述误差放大模块包括第三十三电容、第四十九电阻及基准电源，所述第三十三电容的一端与所述控制芯片的控制端连接，所述第四十九电阻的一端与所述第三十三电容的另一端连接，所述第四十九电阻的另一端与所述基准电源连接。

5.根据权利要求3所述的直流高压逆变装置，其特征在于，所述输出电路包括全波整流电路及滤波电路，所述全波整流电路与所述推挽变压器连接，所述全波整流电路与所述电流反馈电路连接，所述滤波电路与所述全波整流电路连接，所述滤波电路与所述电压反馈电路连接。

6.根据权利要求5所述的直流高压逆变装置，其特征在于，所述滤波电路包括第二十五电阻、第六十电阻及第五电感，所述第二十五电阻的第一端与所述全波整流电路连接，所述第二十五电阻的第二端与所述第五电感的第一端连接，所述第六十电阻的第一端、第二端分别与所述第二十五电阻的第一端、第二端连接，所述第五电感的第二端与所述电压反馈电路连接。

7.根据权利要求2所述的直流高压逆变装置，其特征在于，所述降压电路还包括供电电源，所述供电电源与所述降压芯片连接，用于将供电信号转换成可调信号。

8.根据权利要求7所述的直流高压逆变装置，其特征在于，所述降压电路还包括高频滤波电路，所述高频滤波电路连接于所述降压电路的输出端、变换电路之间，所述高频滤波电路用于对可调信号进行滤波并生成原始信号。

9.根据权利要求5所述的直流高压逆变装置，其特征在于，所述电流反馈电路包括第四十八电阻、第六十一电阻及第十一二极管，所述第四十八电阻、第六十一电阻及第十一二极管并联，所述第四十八电阻的第一端与所述全波整流电路连接，所述第十一二极管的第一端与所述控制芯片连接。