继电保护测试仪用电压功率放大模块制造技术

本实用新型专利技术提出了一种继电保护测试仪用电压功率放大模块，包括前置输入级、互补中间级及功率输出级，功率输出级包括MOS管T1、MOS管T2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8、三极管Q1、三极管Q2及比较器U1。本实用新型专利技术的功率输出级在传统热切断保护电路的基础上，通过镜像源将采样电流在电阻R3上生成的变化速度慢的电压信号转换成变化速度快的电压信号，输出给比较器U1，使比较器工作在小信号模式，减少了延时，热切断保护更加及时。

【技术实现步骤摘要】
继电保护测试仪用电压功率放大模块
本技术涉及继电保护测试仪
，尤其涉及一种继电保护测试仪用电压功率放大模块。
技术介绍
继电保护测试仪为一种智能电力设备，可对各种继电器(如电流、阻抗、差动)和微机保护进行鉴定，并可模拟各种复杂的瞬时性、永久性故障进行试验。测试仪可根据实验需要产生保护所需的各种电压、电流、相位、频率信号。继电保护测试仪主要包括主机通信单元、数字信号产生单元、逻辑控制单元、D/A转换单元、功率放大单元、开入开出单元等。其中，功率放大单元包括电压功率放大及电流功率放大两部分，分别将模拟小信号进一步放大，以得到继电保护测试所需的各种交直流电压电流信号。继电保护测试仪的电压功率放大部分通常包括前置输入级、互补中间级及功率输出级，功率输出级通常采用MOS管构成，由于电路在某些环境下可能发生电压输出短路，必须对MOS管进行热切断保护。传统的热切断保护是在MOS管的漏极或源极串联一个电阻，若MOS管的输出电压过大，正或负半周电流在电阻上产生的压降分别送至两路比较器输出一个触发信号，控制晶体管驱动固态继电器切断电源并驱动蜂鸣器报警。由于电压在电阻上产生的变化慢，造成比较器延时较大，MOS管的热切断保护不及时。
技术实现思路
有鉴于此本技术提出了一种继电保护测试仪用电压功率放大模块，以解决传统继电保护测试仪用电压功率放大模块热切断保护不及时的问题。本技术的技术方案是这样实现的：一种继电保护测试仪用电压功率放大模块，包括前置输入级、互补中间级及功率输出级，功率输出级包括MOS管T1、MOS管T2、电阻R1及电阻R2，电源+Vcc连接MOS管T1的漏极，MOS管T1的源极依次经电阻R1、电阻R2连接MOS管T2的漏极，电源-Vcc连接MOS管T2的源极；功率输出级还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8、三极管Q1、三极管Q2及比较器U1；电阻R3串联接入电阻R1与电阻R2之间，电阻R2与电阻R3的公共端连接负载，电源+Vcc经电阻R4连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极经电阻R5接地，电阻R1与电阻R3的公共端连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极还连接三极管Q1的基极，三极管Q1的基极还连接三极管Q2的基极；电源+Vcc经电阻R6连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极还经电阻R8连接比较器U1的反相输入端，比较器U1的同相输入端接入参考电压，比较器U1的输出端连接继电保护测试仪的固态继电器驱动。可选的，功率输出级还包括二极管D1，二极管D1接入电阻R1、R3的公共端与三极管Q1发射极之间，电阻R1、R3的公共端依次经二极管D1的正极、二极管D1的负极连接三极管Q1的发射极。可选的，功率输出级还包括电阻R7，电阻R7接入电阻R6与三极管Q2的集电极之间，电阻R6与电阻R7的公共端经电阻R8连接比较器U1的反相输入端。可选的，前置输入级包括运算放大器U2、电阻R9、电阻R10、电阻R11及电阻R12；电阻R2与电阻R3的公共端还经电阻R11连接运算放大器U2的反相输入端，电阻R11与运算放大器U2反相输入端的公共端经电阻R12接地，运算放大器U2的同相输入端依次经电阻R10、电阻R9接地，电阻R10与电阻R9的公共端接入继电保护测试仪内产生的模拟小信号，运算放大器U2的输出端连接互补中间级的输入端。可选的，前置输入级还包括电容C1，运算放大器U2的输出端经电容C1连接运算放大器U2的反相输入端。可选的，前置输入级还包括电压跟随器U3，电压跟随器U3接入电阻R2、R3的公共端与电阻R11之间。本技术的电压功率放大模块相对于现有技术具有以下有益效果：(1)本技术的功率输出级在传统热切断保护电路的基础上，通过镜像源将采样电流在电阻R3上生成的变化速度慢的电压信号转换成变化速度快的电压信号，输出给比较器U1，使比较器工作在小信号模式，减少了延时，热切断保护更加及时；(2)本技术的前置输入级在反馈电阻R11两端并联一个超前相位补偿电容C1，可防止电路产生振荡并抑制信号总谐波量，电压跟随器U3可对前置输入级输入的电流进行放大，提高驱动互补中间级中三极管的能力。附图说明为了更清楚地说明本技术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描述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技术的一些实施例，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为本技术的电压功率放大模块的结构框图；图2为本技术的电压功率放大模块的电路图。具体实施方式下面将结合本技术实施方式，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本实施例的继电保护测试仪用电压功率放大模块包括前置输入级、互补中间级及功率输出级，如图2所示，功率输出级包括MOS管T1、MOS管T2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、二极管D1、NPN三极管Q1、NPN三极管Q2及比较器U1，电源+Vcc连接MOS管T1的漏极，MOS管T1的源极依次经电阻R1、电阻R2连接MOS管T2的漏极，电源-Vcc连接MOS管T2的源极；电阻R3串联接入电阻R1与电阻R2之间，电阻R2与电阻R3的公共端连接负载，电源+Vcc经电阻R4连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极经电阻R5接地，电阻R1与电阻R3的公共端依次经二极管D1的正极、二极管D1的负极连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极还连接三极管Q1的基极，三极管Q1的基极还连接三极管Q2的基极；电源+Vcc还依次经电阻R6、电阻R7连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，电阻R6与电阻R7的公共端经电阻R8连接比较器U1的反相输入端，比较器U1的同相输入端接入参考电压，比较器U1的输出端连接继电保护测试仪的固态继电器驱动。MOS管T1、MOS管T2、电阻R1、电阻R2构成传统的功率输出级。本实施例中，正常状态下，三极管Q2处于截止状态，若功率输出级发生电压输出短路，电源电压直接加载到MOS管T1或MOS管T2上，以MOS管T1为例，此时流经电阻R3的电流变大，电阻R3两端的电压上升，即图1中a点的电压上升过压，经二极管D1加载到b点，b点的电位升高，三极管Q1和三极管Q2的基极电位升高，随着基极的电位升高，三极管Q2由截止状态经过放大状态迅速进入饱和状态，三极管Q2几乎完全导通，c点的电位迅速降低，小于参考电压，比较器U1输出一高电平控制晶体管驱动固态继电器切断电源并驱动蜂鸣器报警，这样便实现了MOS管的热切断保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种继电保护测试仪用电压功率放大模块，包括前置输入级、互补中间级及功率输出级，功率输出级包括MOS管T1、MOS管T2、电阻R1及电阻R2，电源+Vcc连接MOS管T1的漏极，MOS管T1的源极依次经电阻R1、电阻R2连接MOS管T2的漏极，电源-Vcc连接MOS管T2的源极，其特征在于：/n功率输出级还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8、三极管Q1、三极管Q2及比较器U1；/n电阻R3串联接入电阻R1与电阻R2之间，电阻R2与电阻R3的公共端连接负载，电源+Vcc经电阻R4连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极经电阻R5接地，电阻R1与电阻R3的公共端连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极还连接三极管Q1的基极，三极管Q1的基极还连接三极管Q2的基极；/n电源+Vcc经电阻R6连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极还经电阻R8连接比较器U1的反相输入端，比较器U1的同相输入端接入参考电压，比较器U1的输出端连接继电保护测试仪的固态继电器驱动。/n

【技术特征摘要】
1.一种继电保护测试仪用电压功率放大模块，包括前置输入级、互补中间级及功率输出级，功率输出级包括MOS管T1、MOS管T2、电阻R1及电阻R2，电源+Vcc连接MOS管T1的漏极，MOS管T1的源极依次经电阻R1、电阻R2连接MOS管T2的漏极，电源-Vcc连接MOS管T2的源极，其特征在于：
功率输出级还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8、三极管Q1、三极管Q2及比较器U1；
电阻R3串联接入电阻R1与电阻R2之间，电阻R2与电阻R3的公共端连接负载，电源+Vcc经电阻R4连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极经电阻R5接地，电阻R1与电阻R3的公共端连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极还连接三极管Q1的基极，三极管Q1的基极还连接三极管Q2的基极；
电源+Vcc经电阻R6连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极还经电阻R8连接比较器U1的反相输入端，比较器U1的同相输入端接入参考电压，比较器U1的输出端连接继电保护测试仪的固态继电器驱动。


2.如权利要求1所述的继电保护测试仪用电压功率放大模块，其特征在于，功率输出级还包括二极管D1，二极管D1接入电阻R1、R3的公共端与三极管Q1发射极之间，电阻R1、R3的公共端依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨棉胜，
申请(专利权)人：武汉海山电子仪器公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42