基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，通过设置频率合成器和模拟乘法器，频率合成器产生预设频率的电压频率信号，可实现频率的精确、快速控制，可满足继电保护测试仪对输出信号的频率要求，D/A转换器将处理器输出的数字信号转换成预设幅值的电压幅值信号，电压频率信号和电压幅值信号分别输出至模拟乘法器相乘得到一个频率和幅值为处理器设定的电压信号，利用模拟乘法器预先放大处理器输出信号的功率，使得功率放大电路输出波形总谐波畸变率低。

Detection device of relay protection device based on the principle of high frequency switch amplifier

【技术实现步骤摘要】
基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置
本技术涉及继电保护
，尤其涉及基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置。
技术介绍
继电保护装置可以自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。继电保护装置只有相位测定正确，才能保证保护装置交流输入回路接线的正确性，测试正确后方可投入运行。继电保护装置相位测试装置用于测定继电保护装置的电流、电压的相位。继电保护装置相位测试装置内置有电流源和电压源，可以发出幅值、频率均连续可调的电压、电流功率信号用作继电保护装置的激励信号，由于继电保护装置负载较大，DAC输出无法带动此负载，因此一般通过功率放大电路分别对电流功率信号和电压功率信号进行放大，但是现有的功率放大电路输出的激励信号频率与预设值存在较大的误差，反应速度较慢，并且输出波形总谐波畸变率高。因此，为解决上述问题，本技术提供基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，其输出频率精确、输出波形总谐波畸变率低。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出了基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，其输出频率精确、输出波形总谐波畸变率低。本技术的技术方案是这样实现的：本技术提供了基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，其包括处理器、D/A转换器、模拟开关和功率放大单元，还包括频率合成器和模拟乘法器；处理器输出数字信号分别至D/A转换器的数字输入端和频率合成器的输入端，D/A转换器的模拟输出端和频率合成器的输出端分别与模拟乘法器的两个模拟输入端一一对应电性连接，模拟乘法器的输出端与模拟开关的输入端电性连接，模拟开关的输出端与功率放大单元的输入端电性连接。在以上技术方案的基础上，优选的，功率放大单元包括电流功率放大电路和电压功率放大电路；电流功率放大电路的输入端和电压功率放大电路的输入端分别与模拟开关的输出端电性连接。进一步优选的，电压功率放大电路包括输入级电路、中间推动级电路和输出放大级电路；输入级电路的输入端与模拟开关的输出端电性连接，输入级电路的输出端通过中间推动级电路与输出放大级电路的输入端电性连接。进一步优选的，处理器为MSP430单片机。进一步优选的，D/A转换器包括DAC7644芯片；DAC7644芯片的DB0-DB15引脚分别与MSP430单片机的P1.0-P1.7、P2.0-P2.7一一对应电性连接，DAC7644芯片的RW引脚与MSP430单片机的WR引脚电性连接，DAC7644芯片的CS引脚接地，DAC7644芯片的VOUTA引脚与模拟乘法器的模拟输入端电性连接。进一步优选的，频率合成器包括AD9851芯片；AD9851芯片的D0-D7引脚分别与MSP430单片机的P4.0-P4.7一一对应电性连接，AD9851芯片的W_CLK、FQ_UD、REFCLK、VOUTP和RESET引脚分别与MSP430单片机的TDITCLK、P3.4、P3.5、P3.6和P3.7引脚一一对应电性连接，AD9851芯片的IOUT引脚与模拟乘法器的模拟输入端电性连接。进一步优选的，模拟乘法器包括：MC1496DR2G芯片；MC1496DR2G芯片的SIGIN引脚与DAC7644芯片的VOUTA引脚电性连接，MC1496DR2G芯片的INCARRIER引脚与AD9851芯片的IOUT引脚电性连接，MC1496DR2G芯片的OUT引脚与模拟开关的输入端电性连接。进一步优选的，输入级电路包括：电阻R21、电阻R22、电阻R24-R35、可调电阻R46、电容C30、电容C31、二极管D4、二极管D5、三极管Q1、三极管Q2和运算放大器TL082；电阻R21的一端与模拟开关的输出端电性连接，电阻R21的另一端与运算放大器TL082的反向输入端电性连接，运算放大器TL082的同相输入端通过电阻R22接地，运算放大器TL082的输出端与差分放大电路的输入端电性连接，可调电阻R46并联在运算放大器TL082的反向输入端和输出端之间；运算放大器TL082的输出端通过顺次串联的电阻R28、电阻R25与二极管D4的负极电性连接，二极管D4的正极分别与电阻R26的一端和三极管Q1的基极电性连接，三极管Q1的基极分别与电阻R29的一端和电阻R34的一端电性连接，电阻R26另一端和电阻R29的另一端分别与电源正极电性连接，电阻R34的另一端与中间推动级电路的输入端电性连接，三极管Q1的发射极通过顺次串联的电阻R30、电阻R31与三极管Q2的发射极电性连接，电容C30并联在电阻R30的两端，电容C31并联在电阻R31的两端，电阻R33的一端与电阻R30与电阻R31的连接点电性连接，电阻R33的另一端接地，三极管Q2的集电极通过电阻R32与电源负极电性连接，三极管Q2的集电极通过电阻R35与中间推动级电路的输入端电性连接，三极管Q2的基极分别与电阻R27的一端和二极管D5的负极电性连接，电阻R27的另一端与电源负极电性连接，二极管D5的正极通过电阻R24与运算放大器TL082的输出端电性连接。进一步优选的，中间推动级电路包括电阻R36-R41、三极管Q3和三极管Q4；三极管Q3的基极与电阻R34的另一端电性连接，三极管Q3的发射极通过电阻R36与电源正极电性连接，三极管Q3的集电极分别与电阻R40的一端和电阻R37的一端电性连接，电阻R40的另一端与输出放大级电路的输入端电性连接，电阻R37的另一端通过电阻R38分别与电阻R41的一端和三极管Q4的集电极电性连接，电阻R41的另一端与输出放大级电路的输入端电性连接，三极管Q4的基极与电阻R35的另一端电性连接，三极管Q4发射极通过电阻R39与电源负极电性连接。进一步优选的，输出放大级电路包括电阻R42-R45、二极管D6、二极管D7、IGBT管Q5、IGBT管Q6、三极管Q7和三极管Q8；电阻R40的另一端分别与IGBT管Q5的门极和二极管D6的正极电性连接，IGBT管Q5的集电极通过电阻R45与电源正极电性连接，IGBT管Q5的发射极通过顺次串联的电阻R42、电阻R44与IGBT管Q6的集电极电性连接，二极管D6的负极与三极管Q7的集电极电性连接，三极管Q7的基极与IGBT管Q5的发射极电性连接，三极管Q7的发射极接地；电阻R41的另一端分别与IGBT管Q6的门极和二极管D7的正极电性连接，IGBT管Q6的发射极通过电阻R43与电源负极电性连接，二极管D7的负极与三极管Q8的集电极电性连接，三极管Q8的基极与IGBT管Q6的发射极电性连接，三极管Q8的发射极接地。本技术的基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置相对于现有技术具有以下有益效果：(1)通过设置频率合成器和模拟乘法器，频率合成器产生预设频率的电压频率信号，可实现频率的精确、快速控制，可满足继电保护测试仪对输出信号的频率要求，D/A转换器将处理器输出的数字信号转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，其包括处理器、D/A转换器、模拟开关和功率放大单元，其特征在于：还包括频率合成器和模拟乘法器；/n所述处理器输出数字信号分别至D/A转换器的数字输入端和频率合成器的输入端，D/A转换器的模拟输出端和频率合成器的输出端分别与模拟乘法器的两个模拟输入端一一对应电性连接，模拟乘法器的输出端与模拟开关的输入端电性连接，模拟开关的输出端与功率放大单元的输入端电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，其包括处理器、D/A转换器、模拟开关和功率放大单元，其特征在于：还包括频率合成器和模拟乘法器；
所述处理器输出数字信号分别至D/A转换器的数字输入端和频率合成器的输入端，D/A转换器的模拟输出端和频率合成器的输出端分别与模拟乘法器的两个模拟输入端一一对应电性连接，模拟乘法器的输出端与模拟开关的输入端电性连接，模拟开关的输出端与功率放大单元的输入端电性连接。


2.如权利要求1所述的基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，其特征在于：所述功率放大单元包括电流功率放大电路和电压功率放大电路；
所述电流功率放大电路的输入端和电压功率放大电路的输入端分别与模拟开关的输出端电性连接。


3.如权利要求2所述的基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，其特征在于：所述电压功率放大电路包括输入级电路、中间推动级电路和输出放大级电路；
所述输入级电路的输入端与模拟开关的输出端电性连接，输入级电路的输出端通过中间推动级电路与输出放大级电路的输入端电性连接。


4.如权利要求1所述的基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，其特征在于：所述处理器为MSP430单片机。


5.如权利要求4所述的基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，其特征在于：所述D/A转换器包括DAC7644芯片；
所述DAC7644芯片的DB0-DB15引脚分别与MSP430单片机的P1.0-P1.7、P2.0-P2.7一一对应电性连接，DAC7644芯片的RW引脚与MSP430单片机的WR引脚电性连接，DAC7644芯片的CS引脚接地，DAC7644芯片的VOUTA引脚与模拟乘法器的模拟输入端电性连接。


6.如权利要求5所述的基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，其特征在于：所述频率合成器包括AD9851芯片；
所述AD9851芯片的D0-D7引脚分别与MSP430单片机的P4.0-P4.7一一对应电性连接，AD9851芯片的W_CLK、FQ_UD、REFCLK、VOUTP和RESET引脚分别与MSP430单片机的TDITCLK、P3.4、P3.5、P3.6和P3.7引脚一一对应电性连接，AD9851芯片的IOUT引脚与模拟乘法器的模拟输入端电性连接。


7.如权利要求6所述的基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，其特征在于：所述模拟乘法器包括：MC1496DR2G芯片；
所述MC1496DR2G芯片的SIGIN引脚与DAC7644芯片的VOUTA引脚电性连接，MC1496DR2G芯片的INCARRIER引脚与AD9851芯片的IOUT引脚电性连接，MC1496DR2G芯片的OUT引脚与模拟开关的输入端电性连接。


8.如权利要求3所述的基于高频开关型放大器原理的继电保护装置检测装置，其特征在于：所述输入级电路包括：电阻R21、电阻R22、电阻R24-R35、可调电阻R46、电容C30、电容C31、二极管D4、二极管D5...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍斌，刘家庆，孙正伟，王开白，阴宏民，刘庆伟，廖晓春，范凯，陶宇超，孙雨桐，陶冶，曲欣瑶，李丹，贲驰，孙羽，曾令森，王慧琼，高学强，邓碧青，常靖松，
申请(专利权)人：国家电网公司东北分部，武汉华电顺承科技有限公司，河海大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21