一种电流放大器制造技术

本申请提供了一种电流放大器，D/A信号发送至控制IC模块，由控制IC模块将其形成正弦脉宽调制波形SPWM，并将脉宽调制波形拆分成四路，分别供给全桥开关组的四个桥臂用以控制输出波形，而输出电流经过电流采样模块采样后，回采给控制IC模块，并采用PID调节的方式形成反馈环路，保证输出电流的稳定。

A Current Amplifier

【技术实现步骤摘要】
一种电流放大器
本申请涉及电力设备领域，尤其涉及一种电流放大器。
技术介绍
随着特高压技术的日益成熟及其工程的不断投运，系统容量不断增大，电网在安全稳定运行方面所面临的挑战日益突出，其典型表现之一就是系统短路电流大和一次时间常数大。继电保护作为保证系统安全稳定运行的主要技术措施，其动能性能均受到为其提供系统电流信息的电流互感器的影响，尤其是电流互感器暂态特性的影响。如果电流互感器的暂态特性不好，则有可能造成继电保护的误动或拒动，威胁系统的安全稳定运行，因此对电流互感器开展暂态特性试验或检测具有重要的实践意义。对电流互感器开展暂态特性试验必须有大电流发生设备，现有的电流放大器虽然能够实现上千安大电流的输出，但是输出电流不稳定。
技术实现思路
本申请提供了一种电流放大器，以解决现有的电流放大器输出电流不稳定的问题。本申请提供了一种电流放大器，包括功率电流放大模块和控制模块；所述功率电流放大模快包括支撑电容组、全桥开关组、多级LC滤波电路和PWM及隔离驱动电路；所述控制模块包括控制IC模块和与所述制IC模块连接的电流采样模块；所述支撑电容组、全桥开关组、多级LC滤波电路依次串接；所述全桥开关组通过PWM及隔离驱动电路与控制IC模块连接。进一步地，所述全桥开关组包括两个开关支路以及电阻R1；两个所述开关支路的两端相连；每个所述开关支路包括两个串接的开关管，两个所述开关管之间的部分与电阻R1的一端连接，形成H型回路；每个所述开关管的两端并联有串接的电容、电感线圈和稳压二极管。进一步地，每个所述开关管包括MOS管Q1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7；所述MOS管Q1的源极和漏极之间连接有并联的二极管D7和电容C5；所述MOS管Q1的源极和漏极之间还连接有串接的电阻R9、稳压二极管D6和电感线圈L5；所述MOS管Q1的漏极与栅极之间连接有并联的稳压二极管D5；所述MOS管Q1的漏极还分别与电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5的一端连接；所述MOS管Q1的源极还分别与电阻R6和电阻R7的一端连接。进一步地，所述多级LC滤波电路包括串接的电感线圈L6和电容C6；所述电容C6的两端并联有电阻R10。进一步地，所述电感线圈L6的电感值为600μH，所述电容C6的电容值为4.7μF。进一步地，所述支撑电容组上还并联有等效串联电阻。进一步地，所述控制模块还包括过流、过压和开路保护模块，所述过流、过压和开路保护模块与控制IC模块连接。由以上技术方案可知，本申请提供了一种电流放大器，D/A信号发送至控制IC模块，由控制IC模块将其形成正弦脉宽调制波形SPWM，并将脉宽调制波形拆分成四路，分别供给全桥开关组的四个桥臂用以控制输出波形，而输出电流经过电流采样模块采样后，回采给控制IC模块，并采用PID调节的方式形成反馈环路，保证输出电流的稳定。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请提供的一种电流放大器的电路原理意图；图2为全桥开关组的电路图；图3为开关管的电路图。具体实施方式参见图1，本申请提供了一种电流放大器，包括功率电流放大模块和控制模块；所述功率电流放大模快包括支撑电容组、全桥开关组、多级LC滤波电路和PWM及隔离驱动电路；所述控制模块包括控制IC模块和与所述制IC模块连接的电流采样模块；所述支撑电容组、全桥开关组、多级LC滤波电路依次串接；所述全桥开关组通过PWM及隔离驱动电路与控制IC模块连接。进一步地，所述支撑电容组上还并联有等效串联电阻。本申请的工作原理为：功率电流首先经过支撑电容组储能平波，将母线电压波动降至最低避免母线电压波动，避免对输出精度造成影响。并且支撑电容组上并联等效串联电阻(EquivalentSeriesResistance)，进一步降低输出快速瞬变响应对支撑电容组的压力。然后采用全桥开关组，将直流逆变为幅值、相位、频率可调的交流电流输出；D/A信号发送至控制IC模块，由控制IC模块将其形成正弦脉宽调制波形SPWM，并将脉宽调制波形拆分成四路，分别供给全桥开关组的四个桥臂用以控制输出波形，这个方波经过多级LC滤波后即可形成带有一定纹波电流的交流电流。而纹波电流的大小完全取决于多级LC滤波电路的选择，针对不同的需求可采用不同的选型或降低成本，或增加性能。具有相当的灵活性。经过多级LC滤波器滤波后，即可输出至负载。输出电流经过电流采样模块采样后，回采给控制IC模块，并采用PID调节的方式形成反馈环路，保证输出电流的稳定。由以上技术方案可知，本申请提供了一种电流放大器，D/A信号发送至控制IC模块，由控制IC模块将其形成正弦脉宽调制波形SPWM，并将脉宽调制波形拆分成四路，分别供给全桥开关组的四个桥臂用以控制输出波形，而输出电流经过电流采样模块采样后，回采给控制IC模块，并采用PID调节的方式形成反馈环路，保证输出电流的稳定。进一步地，参见图2，所述全桥开关组包括两个开关支路以及电阻R1；两个所述开关支路的两端相连；每个所述开关支路包括两个串接的开关管，如图2中所示的MOS管T1及与MOS管T2串接的MOS管T2，MOS管T3及与MOS管T2串接的MOS管T4。两个所述开关管之间的部分与电阻R1的一端连接，形成H型回路；每个所述开关管的两端并联有串接的电容、电感线圈和稳压二极管。如图2中所示，并联在MOS管T1两端的电容C1、电感线圈L1和稳压二极管D1，并联在MOS管T2两端的电容C2、电感线圈L2和稳压二极管D2，并联在MOS管T1两端的电容C3、电感线圈L3和稳压二极管D3，并联在MOS管T4两端的电容C4、电感线圈L4和稳压二极管D4。H桥电流采样大功率半导体MOS组成，且每一个桥臂均由大功率半导体MOS管并联，用以扩充输出功率。进一步地，参见图3，每个所述开关管包括MOS管Q1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7；所述MOS管Q1的源极和漏极之间连接有并联的二极管D7和电容C5；所述MOS管Q1的源极和漏极之间还连接有串接的电阻R9、稳压二极管D6和电感线圈L5；所述MOS管Q1的漏极与栅极之间连接有并联的稳压二极管D5；所述MOS管Q1的漏极还分别与电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5的一端连接；所述MOS管Q1的源极还分别与电阻R6和电阻R7的一端连接。在本申请采用380V交流电，通过大功率放大模块后，把电流放大至100A，功率MOS管控制信号这样设置辅助电路，开关频率可至100kHz，远大于IGBT常用的30kHz的频率，放大后，谐波信号少，信号比较干净，功率可以做的很大，最高可达10kW，从而使电流放大器的带宽做到更大。控制信号从光耦隔离后，驱动开通信号连着电阻R2和R3的一端，电阻R2和R3的另一端连着MOS管Q1的栅极，驱动关断信号连着电阻R4和R5的一端，电阻R4和R5的另一端连着MOS管Q1的栅极,驱动地信号通过电阻R6和R7，连着MOS管Q5的源极。进一步地，所述多级LC滤波电路包括串接的电感线圈L6和电容C6；所述电容C6的两端并联有电阻R10。进一步地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流放大器，其特征在于，包括功率电流放大模块和控制模块；所述功率电流放大模快包括支撑电容组、全桥开关组、多级LC滤波电路和PWM及隔离驱动电路；所述控制模块包括控制IC模块和与所述制IC模块连接的电流采样模块；所述支撑电容组、全桥开关组、多级LC滤波电路依次串接；所述全桥开关组通过PWM及隔离驱动电路与控制IC模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种电流放大器，其特征在于，包括功率电流放大模块和控制模块；所述功率电流放大模快包括支撑电容组、全桥开关组、多级LC滤波电路和PWM及隔离驱动电路；所述控制模块包括控制IC模块和与所述制IC模块连接的电流采样模块；所述支撑电容组、全桥开关组、多级LC滤波电路依次串接；所述全桥开关组通过PWM及隔离驱动电路与控制IC模块连接。2.如权利要求1所述的电流放大器，其特征在于，所述全桥开关组包括两个开关支路以及电阻R1；两个所述开关支路的两端相连；每个所述开关支路包括两个串接的开关管，两个所述开关管之间的部分与电阻R1的一端连接，形成H型回路；每个所述开关管的两端并联有串接的电容、电感线圈和稳压二极管。3.如权利要求1所述的电流放大器，其特征在于，每个所述开关管包括MOS管Q1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7；所述MOS管Q1的源极和漏极之间连接有并联...

【专利技术属性】
技术研发人员：许守东，吴远密，姚建中，陈勇，张丽，丁心志，杨蕾，韩钰，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53