專利名稱：一種低電壓大電流設(shè)備的恒流電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種低電壓大電流設(shè)備的恒流電源技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明屬于低壓電力設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，涉及其中斷路器的試驗(yàn)、校驗(yàn)工藝及自動(dòng)生產(chǎn)流水線，更具體地說，本發(fā)明涉及一種低電壓大電流設(shè)備的恒流電源。
背景技術(shù)：
[0002]現(xiàn)有市場上低電壓大電流設(shè)備的斷路器延時(shí)校驗(yàn)臺(tái)、試驗(yàn)臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)等所用的恒流電源，存在以下問題采用調(diào)壓器調(diào)節(jié)恒流，對市電的要求較高，且通過電機(jī)調(diào)節(jié)，響應(yīng)速度較慢，電流的穩(wěn)定性取決于市電；采用電子式推挽放大原理，輸出效率不高，產(chǎn)品本身功耗較大，不利于節(jié)能環(huán)保。[0003]目前由于國內(nèi)外的功率模塊輸出功率不夠高，制造成本相對較高，因此其輸出電流小于500A，輸出功率在700W以內(nèi)。發(fā)明內(nèi)容[0004]本發(fā)明解決的問題是提供一種低電壓大電流設(shè)備的恒流電源，其目的是提高恒流電源的穩(wěn)定性和工作效率。[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為[0006]本發(fā)明所提供的低電壓大電流設(shè)備的恒流電源，包括220V交流電源、降壓變壓器，所述的降壓變壓器的次級回路接到負(fù)載上，在連接所述的220V交流電源與降壓變壓器的電路上，設(shè)SPWM電路，所述的SPWM電路與處理器的控制電路連接，所述的處理器為集成電路芯片的微處理器。[0007]所述的降壓變壓器的次級回路還通過電路連接電流互感器組，所述的電流互感器組與放大及AD轉(zhuǎn)換模塊電路連接，所述的放大及AD轉(zhuǎn)換模塊與所述的處理器電路連接。[0008]所述的處理器通過電路與電流互感器控制繼電器連接，所述的電流互感器控制繼電器與接觸器連接，所述的接觸器與所述的電流互感器組電路連接。[0009]所述的處理器與故障保護(hù)模塊電路連接，所述的故障保護(hù)模塊連接到所述的220V 交流電源與SPWM電路之間的電路上。[0010]所述的處理器通過485總線與顯示設(shè)備進(jìn)行電路連接。[0011]所述的處理器通過485總線與HMI及上位機(jī)進(jìn)行雙向電路連接。[0012]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，集成了電流產(chǎn)生、電流控制、電流通過時(shí)間計(jì)時(shí)、試品優(yōu)劣判斷、計(jì)數(shù)等多種功能，外部接口簡單，減少連接控制線，提高了系統(tǒng)可靠性；采用專用芯片、NXP微處理器、功率模塊為核心器件，結(jié)合智能高效軟件PID算法設(shè)計(jì)而成的，具有穩(wěn)定性好、精度高、效率高、控制迅速和便捷等特點(diǎn)，可用于試(校)驗(yàn)臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)臺(tái)、自動(dòng)流水線、標(biāo)準(zhǔn)正統(tǒng)波發(fā)生器等設(shè)備的新一代交流恒流電源；具有兩個(gè)獨(dú)立的RS485通訊接口和輸出一組DC5V電壓，標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU通訊協(xié)議，可同時(shí)與觸摸屏及上位機(jī)進(jìn)行通訊， 便于組成自動(dòng)化調(diào)試設(shè)備與流水線設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)控制；配備1個(gè)互感器二次回路接口與4個(gè)可切換電流檔位接口，可以任意選擇互感器規(guī)格及型號(hào)，電流校準(zhǔn)方法簡單；輸出電流不受輸入市電電壓幅度(工作電壓范圍內(nèi))及波形變化影響，保證了測試的精度與穩(wěn)定性；抗干擾能力強(qiáng)，能適應(yīng)各種惡劣工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，保證可靠正常工作。


[0013]下面對本說明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明[0014]圖1為本發(fā)明的電路連接結(jié)構(gòu)示意圖。[0015]圖2為本發(fā)明的接線原理示意圖。[0016]圖中標(biāo)記為[0017]1、220V交流電源，2、SPWM電路，3、處理器，4、降壓變壓器，5、電流互感器組，6、放大及AD轉(zhuǎn)換模塊，7、電流互感器控制繼電器，8、485總線，9、顯示設(shè)備，10、HMI, 11、故障保護(hù)模塊，12、接觸器，13、負(fù)載，14、上位機(jī)。
具體實(shí)施方式
[0018]下面對照附圖，通過對實(shí)施例的描述，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。[0019]如圖1所表達(dá)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明為一種低電壓大電流設(shè)備的恒流電源，包括220V交流電源1、降壓變壓器4，所述的降壓變壓器4的次級回路接到負(fù)載13上。[0020]下面以ZYH-2011型變頻式恒流電源及其同類產(chǎn)品為例進(jìn)行分析。該恒流電源的應(yīng)用范圍為[0021]1、試驗(yàn)電流在500A以內(nèi)交流斷路器電流——時(shí)間特性試驗(yàn)；[0022]2、額定電流為交流125A以下的低壓斷路器標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)系統(tǒng)；[0023]3、要求產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的正弦波大電流的試驗(yàn)系統(tǒng)上；[0024]4、其它同類產(chǎn)品的上述兩項(xiàng)試驗(yàn)。[0025]為了解決在本說明書背景技術(shù)部分所述的目前公知技術(shù)存在的問題并克服其缺陷，實(shí)現(xiàn)提高恒流電源的穩(wěn)定性和工作效率的發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為[0026]如圖1和圖2所示，本發(fā)明所提供的低電壓大電流設(shè)備的恒流電源，在連接所述的 220V交流電源1與降壓變壓器4的電路上，設(shè)SPWM電路2，所述的SPWM電路2與處理器3 的控制電路連接，所述的處理器3為集成電路芯片的微處理器。[0027]所謂SPWM，就是在PWM的脈寬調(diào)制的基礎(chǔ)上改變了調(diào)制脈沖方式，脈沖寬度時(shí)間占空比按正弦規(guī)率排列，這樣輸出波形經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V波可以做到正弦波輸出，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)。即占空比越大，電壓越高；反之，電壓越低。[0028]本發(fā)明的ZYH-2011型變頻式恒流電源是專門針對試驗(yàn)電流在500A以下的斷路器及同類型產(chǎn)品的延時(shí)試驗(yàn)臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)等低壓大電流試驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)的一款高精度、高效率恒流電源。它是采用專用芯片、NXP微處理器、功率模塊為核心器件，結(jié)合智能高效的軟件算法設(shè)計(jì)而成的，具有穩(wěn)定性好、精度高、工作效率高、控制迅速和便捷等特點(diǎn)，可用于試(校) 驗(yàn)臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)臺(tái)、自動(dòng)流水線、標(biāo)準(zhǔn)正統(tǒng)波發(fā)生器等設(shè)備的新一代交流恒流電源。[0029]本發(fā)明采用高效變頻技術(shù)，NXP微處理器芯片工作在20K頻率，響應(yīng)速度快，轉(zhuǎn)換效率在85%以上。[0030]本發(fā)明配備1個(gè)互感器二次回路接口與4個(gè)可切換電流檔位接口，可以任意選擇互感器規(guī)格及型號(hào)，電流校準(zhǔn)方法簡單。[0031]本發(fā)明所述的降壓變壓器4的次級回路還通過電路連接電流互感器組5，所述的電流互感器組5與放大及AD轉(zhuǎn)換模塊6電路連接，所述的放大及AD轉(zhuǎn)換模塊6與所述的處理器3電路連接。[0032]為了保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須對電力設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視和測量。 但一般的測量和保護(hù)裝置不能直接接入一次高壓設(shè)備，而需要將一次系統(tǒng)的大電流按比例變換成小電流，通過放大及AD轉(zhuǎn)換模塊6向處理器3提供信號(hào)，或者供給測量儀表和保護(hù)裝置使用。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。[0033]本發(fā)明所述的處理器3通過電路與電流互感器控制繼電器7連接，所述的電流互感器控制繼電器7與接觸器12連接，所述的接觸器12與所述的電流互感器組5電路連接。[0034]所述的電流互感器控制繼電器7通過接觸器12，控制電流互感器組5的通斷。[0035]本發(fā)明所述的處理器3與故障保護(hù)模塊11電路連接，所述的故障保護(hù)模塊11連接到所述的220V交流電源1與SPWM電路2之間的電路上。[0036]本發(fā)明抗干擾能力強(qiáng)，能適應(yīng)各種惡劣工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，保證可靠正常工作。[0037]本發(fā)明所述的處理器3通過485總線8與顯示設(shè)備9進(jìn)行電路連接。[0038]所述的處理器3通過485總線8與HMI (即HMI10)及上位機(jī)14進(jìn)行雙向電路連接。[0039]本發(fā)明具有兩個(gè)獨(dú)立的RS485通訊接口和輸出一組DC5V電壓，標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU 通訊協(xié)議，可同時(shí)與觸摸屏及上位機(jī)進(jìn)行通訊，便于組成自動(dòng)化調(diào)試設(shè)備與流水線設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)控制[0040]HMI (Human Machine Interface)即“人機(jī)接口 ”，也叫人機(jī)界面。人機(jī)界面(又稱用戶界面或使用者界面)是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。[0041]本發(fā)明的主要技術(shù)指標(biāo)[0042]1、接入工作電壓范圍AC220V士 10% ；50Hz ；[0043]2、輸出功率< 700VA ；[0044]3、電流穩(wěn)定精度示值誤差彡0. 5% ；[0045]4、電流穩(wěn)定時(shí)間彡0. 1秒；[0046]5、轉(zhuǎn)換效率滿負(fù)荷時(shí)> 85% ；[0047]6、波形失真度THD ^ 3% ；[0048]7、體積(LXMXH，mm) :325X 178X91 ；[0049]8、使用環(huán)境溫度-20 +40°C，相對濕度85%。[0050]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種低電壓大電流設(shè)備的恒流電源，包括220V交流電源(1)、降壓變壓器，所述的降壓變壓器(4)的次級回路接到負(fù)載(1 上，其特征在于在連接所述的220V交流電源 ⑴與降壓變壓器⑷的電路上，設(shè)SPWM電路O)，所述的SPWM電路⑵與處理器(3)的控制電路連接，所述的處理器C3)為集成電路芯片的微處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓大電流設(shè)備的恒流電源，其特征在于所述的降壓變壓器(4)的次級回路還通過電路連接電流互感器組(5)，所述的電流互感器組( 與放大及 AD轉(zhuǎn)換模塊(6)電路連接，所述的放大及AD轉(zhuǎn)換模塊(6)與所述的處理器(3)電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低電壓大電流設(shè)備的恒流電源，其特征在于所述的處理器 (3)通過電路與電流互感器控制繼電器(7)連接，所述的電流互感器控制繼電器(7)與接觸器(1 連接，所述的接觸器(1 與所述的電流互感器組(5)電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓大電流設(shè)備的恒流電源，其特征在于所述的處理器 (3)與故障保護(hù)模塊(11)電路連接，所述的故障保護(hù)模塊(11)連接到所述的220V交流電源(1)與SPWM電路O)之間的電路上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓大電流設(shè)備的恒流電源，其特征在于所述的處理器 (3)通過485總線(8)與顯示設(shè)備(9)進(jìn)行電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低電壓大電流設(shè)備的恒流電源，其特征在于所述的處理器 (3)通過485總線⑶與HMI (10)及上位機(jī)(14)進(jìn)行雙向電路連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種低電壓大電流設(shè)備的恒流電源，包括220V交流電源、降壓變壓器，降壓變壓器的次級回路接到負(fù)載上，在連接220V交流電源與降壓變壓器的電路上，設(shè)SPWM電路，SPWM電路與處理器的控制電路連接，處理器為集成電路芯片的微處理器。上述技術(shù)方案集成了電流產(chǎn)生、電流控制、電流通過時(shí)間計(jì)時(shí)、試品優(yōu)劣判斷、計(jì)數(shù)等多種功能，外部接口簡單，減少連接控制線，提高了系統(tǒng)可靠性；采用專用芯片、NXP微處理器、功率模塊為核心器件，結(jié)合智能高效軟件PID算法設(shè)計(jì)而成的，具有穩(wěn)定性好、精度高、效率高、控制迅速和便捷等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M5/12GK202261041SQ20112030694
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者李國軍 申請人:李國軍