專利名稱：一種雙閉環(huán)直流高壓發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流高壓發(fā)生器領(lǐng)域，特別涉及適用于電力、工礦、冶金、鋼鐵等企業(yè)動力部門對氧化鋅避雷器、電力電纜、變壓器、發(fā)電機等高壓電氣設(shè)備進(jìn)行直流耐壓試及科研生產(chǎn)單位需要直流高壓的雙閉環(huán)直流高壓發(fā)生器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在市場上的中頻直流高壓發(fā)生器一般直接采取整流逆變升壓半波倍壓整流電路，效率低(半波整流)，元器件多(多級倍壓)容易受輸入電源波動及干擾信號的影響。 因為主電路IGBT脈寬不能太窄，導(dǎo)致高壓輸出起始電壓較高。高壓起始電壓較高，意味著試驗完畢后，試品上殘余電壓比較高，容易產(chǎn)生安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種雙閉環(huán)直流高壓發(fā)生器。技術(shù)方案提供一種雙閉環(huán)直流高壓發(fā)生器，電網(wǎng)交流220V輸入分別接在單相全隔離調(diào)壓整流模塊與負(fù)反饋模塊交流電壓輸入端子1，2 ；電網(wǎng)交流220V輸入經(jīng)過單相同步降壓變壓器降壓至交流18V，接至單相全隔離調(diào)壓整流模塊端子5，6上；單相全隔離調(diào)壓整流模塊輸出直流電壓一路接在濾波電容Cl和假負(fù)載Rl上，另一路接在負(fù)反饋模塊Uf+和 Uf-上；直流電壓正極接濾波電容Cl正極和假負(fù)載Rl—端；直流電壓負(fù)極接濾波電容Cl負(fù)極和假負(fù)載Rl另一端；單相全隔離調(diào)壓整流模塊與負(fù)反饋模塊COM端子之間短接，單相全隔離調(diào)壓整流模塊與負(fù)反饋模塊CON端子之間短接；負(fù)反饋模塊+5V與COM端子接入證Ω 多圈精密電位器兩端，變阻端接在Ug端；順時針調(diào)整電位器，在Ug端子上產(chǎn)生0-5V的電壓，相應(yīng)的單相全隔離調(diào)壓整流模塊輸出0-300V的直流可變電壓；單相全隔離調(diào)壓整流模塊與負(fù)反饋模塊與濾波電容Cl和假負(fù)載Rl構(gòu)成了閉合負(fù)反饋回路。單相全隔離調(diào)壓整流模塊輸出直流電壓經(jīng)濾波電容Cl正極和假負(fù)載Rl接在主電路IGBT-H橋輸入端。直流高壓經(jīng)過高壓濾波電容濾波高壓端經(jīng)過限流電阻R2輸出，接地端經(jīng)過電流傳感器輸出接地；在電阻R2輸出端與接地輸出端連接電阻R3，R4，電阻R4兩端與光耦隔離電路連接，光耦隔離電路與電壓表電流表及PWM控制器連接，形成負(fù)反饋閉環(huán)進(jìn)行直流高壓的穩(wěn)壓及高壓電流過流保護(hù)電路。技術(shù)效果本發(fā)明采取經(jīng)過單相全隔離調(diào)壓整流模塊，電壓負(fù)反饋模塊形成閉環(huán)， 得到一個可調(diào)壓電壓穩(wěn)定的直流電壓(輸入電壓閉環(huán))，此電壓經(jīng)過PWM斬波變成25千赫茲，送至中頻升壓變壓器，經(jīng)過中頻整流器件整流產(chǎn)生50千伏直流高壓。從高壓測經(jīng)光耦隔離取電壓電流值，一路送至PWM控制器形成閉環(huán)，得到穩(wěn)定的直流高壓(輸出電壓閉環(huán))； 另一路送至電壓電流顯示單元。一般的中頻直流高壓發(fā)生器，為獲得較寬的調(diào)壓范圍，PWM 控制器工作在占空比10% 48%之間；雙閉環(huán)直流高壓發(fā)生器先用單相全隔離調(diào)壓整流模塊進(jìn)行調(diào)壓(電壓粗調(diào))，再用PWM控制器脈寬調(diào)制IGBT進(jìn)行調(diào)壓。PWM控制器可以工作在占空比30% -40%之間(電壓細(xì)調(diào))。主電路IGBT產(chǎn)生一個脈寬變化相對較小的電壓， 有利于提高IGBT使用壽命，提高IGBT安全性(脈寬太寬上下橋臂容易異常導(dǎo)通擊穿，脈寬太窄模塊過熱容易燒毀)。直流高壓發(fā)生器主要應(yīng)用在電廠、變電站，設(shè)備處在強電場、強磁場的環(huán)境下，容易引起電子干擾，使電路誤動作，影響到直流高壓發(fā)生器的安全性、可靠性。 雙閉環(huán)直流高壓發(fā)生器分別對輸入、輸出電壓進(jìn)行閉環(huán)穩(wěn)壓，提高了電路抗干擾能力。


圖1本發(fā)明雙閉環(huán)直流高壓發(fā)生器電路圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。參照圖1，在本實施例中，電網(wǎng)交流220V輸入分別接在單相全隔離調(diào)壓整流模塊與負(fù)反饋模塊1、2交流電壓輸入端子。電網(wǎng)交流220V輸入經(jīng)過單相同步降壓變壓器降壓至交流18V，接至單相全隔離調(diào)壓整流模塊5、6端子上，給模塊提供一個同步觸發(fā)電壓。單相全隔離調(diào)壓整流模塊輸出直流電壓一路接在濾波電容Cl和假負(fù)載Rl上，另一路接在負(fù)反饋模塊Uf+和Uf-上(直流電壓正極接濾波電容Cl正極和假負(fù)載Rl —端，負(fù)反饋模塊 Uf+端；直流電壓負(fù)極接濾波電容Cl負(fù)極和假負(fù)載Rl另一端，負(fù)反饋模塊Uf-端)。單相全隔離調(diào)壓整流模塊與負(fù)反饋模塊COM端子之間短接，單相全隔離調(diào)壓整流模塊與負(fù)反饋模塊CON端子之間短接。負(fù)反饋模塊+5V與COM端子接入證Ω多圈精密電位器兩端，變阻端接在Ug端。順時針調(diào)整電位器，在Ug端子上產(chǎn)生0-5V的電壓，相應(yīng)的單相全隔離調(diào)壓整流模塊輸出0-300V的直流可變電壓。濾波電容Cl和假負(fù)載Rl使直流電壓波形平滑，幅值穩(wěn)定，有利于負(fù)反饋模塊穩(wěn)定工作。單相全隔離調(diào)壓整流模塊與負(fù)反饋模塊與濾波電容 Cl和假負(fù)載Rl構(gòu)成了閉合負(fù)反饋回路，電網(wǎng)波動和從交流輸入端因外部環(huán)境引起的干擾再此負(fù)反饋回路下引起的輸出直流電壓波動大幅度減低。單相全隔離調(diào)壓整流模塊輸出直流電壓經(jīng)濾波電容Cl正極和假負(fù)載Rl接在主電路IGBT-H橋輸入端，在PWM控制器的控制下IGBT-H橋輸出端產(chǎn)生脈寬30% -40%頻率 25kHz、幅值0-300V的電壓，此電壓經(jīng)過中頻變壓器升至40kV，經(jīng)高壓橋式整流電路變成直流。一般的直流高壓發(fā)生器中頻變壓器輸出電壓低(20kV左右)，再經(jīng)過高壓倍壓電路來升壓整流，電路復(fù)雜，效率低(半波整流)。本直流高壓發(fā)生器中頻變壓器摒棄了常用的鐵氧體磁芯，用新型的鐵基非晶鐵芯，特殊的絕緣材料和方式，直接將電壓升至所需電壓，減少后續(xù)電路元器件數(shù)量，提高了效率(全波整流)。直流高壓經(jīng)過高壓濾波電容濾波高壓端經(jīng)過限流電阻R2輸出高壓，接地端經(jīng)過電流傳感器輸出接地。在R2輸出端與接地輸出端連接R3、R4，R4兩端電壓值為高壓電壓取樣值，R4兩端電壓值送至光耦隔離電路。電流傳感器所測電壓值為高壓電流取樣值、高壓電流取樣值送至光耦隔離電路。光耦隔離電路將兩信號生成兩路信號，一路送至電壓表電流表進(jìn)行高壓電壓和高壓電流顯示。另一路送至PWM控制器形成負(fù)反饋閉環(huán)進(jìn)行直流高壓的穩(wěn)壓及高壓電流過流保護(hù)。這樣如果高壓負(fù)載自身變化引起高壓波動，負(fù)反饋閉環(huán)電路會進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整來抑制直流高壓的波動，達(dá)到穩(wěn)壓效果。以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定發(fā)明的具體實施僅限于這些說明。對本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下，還可以做出簡單的推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種雙閉環(huán)直流高壓發(fā)生器，其特征在于，電網(wǎng)交流220V輸入分別接在單相全隔離調(diào)壓整流模塊與負(fù)反饋模塊交流電壓輸入端子(1，2)；電網(wǎng)交流220V輸入經(jīng)過單相同步降壓變壓器降壓至交流18V，接至單相全隔離調(diào)壓整流模塊端子(5，6)上；單相全隔離調(diào)壓整流模塊輸出直流電壓一路接在濾波電容(Cl)和假負(fù)載(Rl)上，另一路接在負(fù)反饋模塊Uf+ 和Uf-上；直流電壓正極接濾波電容(Cl)正極和假負(fù)載(Rl) —端；直流電壓負(fù)極接濾波電容(Cl)負(fù)極和假負(fù)載(Rl)另一端；單相全隔離調(diào)壓整流模塊與負(fù)反饋模塊COM端子之間短接，單相全隔離調(diào)壓整流模塊與負(fù)反饋模塊CON端子之間短接；負(fù)反饋模塊+5V與COM端子接入^Ω多圈精密電位器兩端，變阻端接在Ug端；順時針調(diào)整電位器，在Ug端子上產(chǎn)生 0-5V的電壓，相應(yīng)的單相全隔離調(diào)壓整流模塊輸出0-300V的直流可變電壓；單相全隔離調(diào)壓整流模塊與負(fù)反饋模塊與濾波電容(Cl)和假負(fù)載(Rl)構(gòu)成了閉合負(fù)反饋回路；單相全隔離調(diào)壓整流模塊輸出直流電壓經(jīng)濾波電容(Cl)正極和假負(fù)載(Rl)接在主電路IGBT-H橋輸入端；直流高壓經(jīng)過高壓濾波電容濾波高壓端經(jīng)過限流電阻(似)輸出，接地端經(jīng)過電流傳感器輸出接地；在電阻(似)輸出端與接地輸出端連接電阻(R3，R4)，電阻(R4)兩端與光耦隔離電路連接，光耦隔離電路與電壓表電流表及PWM控制器連接，形成負(fù)反饋閉環(huán)進(jìn)行直流高壓的穩(wěn)壓及高壓電流過流保護(hù)電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙閉環(huán)直流高壓發(fā)生器。采取經(jīng)過單相全隔離調(diào)壓整流模塊，電壓負(fù)反饋模塊形成閉環(huán)，得到一個可調(diào)壓電壓穩(wěn)定的直流電壓，此電壓經(jīng)過PWM斬波變成25千赫茲，送至中頻升壓變壓器，經(jīng)過中頻整流器件整流產(chǎn)生50千伏直流高壓。從高壓測經(jīng)光耦隔離取電壓電流值，一路送至PWM控制器形成閉環(huán)，得到穩(wěn)定的直流高壓；另一路送至電壓電流顯示單元。主電路IGBT產(chǎn)生一個脈寬變化相對較小的電壓，有利于提高IGBT使用壽命，提高IGBT安全性。雙閉環(huán)直流高壓發(fā)生器分別對輸入、輸出電壓進(jìn)行閉環(huán)穩(wěn)壓，提高了電路抗干擾能力。
文檔編號H02M3/335GK102231603SQ20111018041
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者張世銘 申請人:大連大工安道船舶技術(shù)有限責(zé)任公司