一种基于大功率场效应管驱动的快速真空开关模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及测控技术领域，为一种基于大功率场效应管驱动的快速真空开关模拟装置，包括：法拉电容以及由四个大功率场效应管并联形成的驱动电路，所述驱动电路的输出端串联同一个回路等效电阻后接地，输入端与所述法拉电容一端连接，所述法拉电容另一端接地；所述法拉电容的一端连接充电电流控制回路。通过极低导通阻的大功率场效应管，开断高达4000A的脉冲电流，模拟快速真空开关合闸、分闸驱动电流。它即可作为高压开关动特性测试仪的检验标准，也可作为继电保护试验工作的重要配套设备，具有重要的实用意义。有重要的实用意义。有重要的实用意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大功率场效应管驱动的快速真空开关模拟装置


[0001]本技术涉及测控
，具体涉及一种基于大功率场效应管驱动的快速真空开关模拟装置。

技术介绍

[0002]近年来，基于涡流效应的电磁斥力机构发展迅猛，推动了快速真空开关的迅猛发展。相对于传统液压操作机构高压开关、弹簧操作机构高压开关，该机构快速真空开关，具有结构简单，分合闸速度快，已大量应用到需要快速开断的电气领域。在高压输电系统中，短路电流超标已成为严重威胁电网安全稳定运行的重大问题。目前解决该问题主要方案是把电抗器串联在负荷线路里，并把快速真空开关并联在电抗器的两侧。输电线路正常运行时，快速真空开关处于合闸状态，电抗器被短路，不影响正常输电，当负荷线出现短路等故障时，快速真空开关可在几个毫秒内分闸，电抗器迅速投入负载线路，从而切断短路电流，避免了母线的电压陡降，提高了高压输电的可靠性。
[0003]随着快速真空开关的应用快速推广，其驱动电流、行程、合分闸时间、速度等参数的测量也变得尤为重要。高压开关动特性测试仪，是检测快速真空开关各项参数的主要仪器，但高压开关动特性测试仪的性能检测，也是非常必要。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是解决了以上所述的压开关动特性测试仪的性能检测准确度低的技术问题。
[0005]本技术为解决上述技术问题提供了一种基于大功率场效应管驱动的快速真空开关模拟装置，包括：法拉电容以及由四个大功率场效应管并联形成的驱动电路，所述驱动电路的输出端串联同一个回路等效电阻后接地，输入端与所述法拉电容一端连接，所述法拉电容另一端接地；
[0006]所述法拉电容的一端连接充电电流控制回路。
[0007]优选地，所述充电电流控制回路包括霍尔电流传感器、调流电阻器、比较器U1、比较器U2、逻辑与门U3；
[0008]比较器U1的负输入端接霍尔电流传感器，正输入端串接调流电阻器后接地；比较器U1的输出端和比较器U2的输出端分别与所述逻辑与门U3的输入端连接，所述逻辑与门U3的输出端与开关管输入端连接，所述开关管输出端与所述法拉电容的一端连接。
[0009]优选地，所述装置还包括驱动电流控制单元，所述驱动电流控制单元包括串联的开关电源和开关管，所述法拉电容的一端与所述开关管输出端连接以充电。
[0010]优选地，所述法拉电容的容量不低于500F,额定电压不低于16V。
[0011]有益效果：本技术提供了一种基于大功率场效应管驱动的快速真空开关模拟装置，包括：法拉电容以及由四个大功率场效应管并联形成的驱动电路，所述驱动电路的输出端串联同一个回路等效电阻后接地，输入端与所述法拉电容一端连接，所述法拉电容另
一端接地；所述法拉电容的一端连接充电电流控制回路。通过极低导通阻的大功率场效应管，开断高达4000A的脉冲电流，模拟快速真空开关合闸、分闸驱动电流。它即可作为高压开关动特性测试仪的检验标准，也可作为继电保护试验工作的重要配套设备，具有重要的实用意义。
[0012]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0013]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0014]图1为本技术基于大功率场效应管驱动的快速真空开关模拟装置的电路设计原理图。
[0015]其中，霍尔电流传感器20，开关管21，调流电阻器22，调压电阻器23，开关电源30，法拉电容32，大功率场效应管33，回路等效电阻34。
具体实施方式
[0016]以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本技术。根据下面说明和权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。
[0017]如图1所示，本技术提供了一种基于大功率场效应管驱动的快速真空开关模拟装置，如图1所示。包括：法拉电容32、由四个大功率场效应管33并联形成的驱动电路，所述驱动电路的输出端串联同一个回路等效电阻34后接地，输入端与所述法拉电容32一端连接，所述法拉电容32另一端接地；所述法拉电容32的一端连接充电电流控制回路。本装置可以在极短的时间(约3ms)内，通过超强的电磁斥力，使分闸速度达到3m/s,所以需要极大的驱动电流，通常电流峰值可达4000A。
[0018]本模拟装置的驱动电流单元采用极低导通电阻，大功率场效应管IRFP3703作为核心部件，该场效应管导通电阻约2.8mΩ，脉冲导通电流为1000A，
[0019]为了模拟峰值可达4000A的驱动电流，设计了图1示的驱动电流控制单元，包括开关电源30通过开关管21，对法拉电容32进行充电。法拉电容32作为模拟装置的驱动电源，其参数是容量不低于500F,额定电压不低于16V。
[0020]其中，霍尔电流传感器20、调流电阻器22，比较器U1，比较器U2，逻辑与门U3组成充电电流控制回路。比较器U1的负输入端接霍尔电流传感器20，正输入端串接调流电阻器22后接地；比较器U1的输出端和比较器U2的输出端分别与所述逻辑与门U3的输入端连接，所述逻辑与门U3的输出端与开关管21输入端连接，所述开关管21输出端与所述法拉电容32的一端连接。
[0021]霍尔电流传感器20实时检测充电电流值，当实测充电电流值大于调流电阻器22的设定电流值时，比较器U1输出低电平，从而逻辑与门U3输出低电平，进而关闭开关管21，停止对电容充电；当实测充电电流值小于调流电阻器22的设定电流值时，比较器U1输出高电平，如果此时实测的充电电压低于设定的电压值，则逻辑与门U3两个输入端均为高电平，则与门U3输出高电平，驱动开关管21导通，进而对法拉电容充电。
[0022]更进一步的方案，电压采样电阻R1,R2、调压电阻器22，比较器U2，逻辑与门U3组成充电电压控制回路。电压采样电阻R1,R2实时检测充电电压值，当实测充电电压值大于调压电阻器23的设定电压值时，比较器U2输出低电平，从而逻辑与门U3输出低电平，进而关闭开关管21，停止对电容充电。当实测充电电压值小于调流电阻器23的设定电压值时，比较器U2输出高电平，如果此时实测的充电电流低于设定的电流值，则逻辑与门U3两个输入端均为高电平，则与门U3输出高电平，驱动开关管21导通，进而对法拉电容充电。
[0023]具体的方案，驱动电流单元使用4个大功率场效应管33并联，增大电流驱动能力。回路等效电阻34作为模拟装置的负载，回路等效电阻34包括4个场效应管并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大功率场效应管驱动的快速真空开关模拟装置，其特征在于，包括：法拉电容以及由四个大功率场效应管并联形成的驱动电路，所述驱动电路的输出端串联同一个回路等效电阻后接地，输入端与所述法拉电容一端连接，所述法拉电容另一端接地；所述法拉电容的一端连接充电电流控制回路。2.根据权利要求1所述的基于大功率场效应管驱动的快速真空开关模拟装置，其特征在于，所述充电电流控制回路包括霍尔电流传感器、调流电阻器、比较器U1、比较器U2、逻辑与门U3；比较器U1的负输入端接霍尔电流传感器，正输入端串接调流电阻器后接地；比较器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张思齐，
申请(专利权)人：武汉大洋义天科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：