一种双闭环直流高压发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种双闭环直流高压发生器。采取经过单相全隔离调压整流模块，电压负反馈模块形成闭环，得到一个可调压电压稳定的直流电压，此电压经过PWM斩波变成25千赫兹，送至中频升压变压器，经过中频整流器件整流产生50千伏直流高压。从高压测经光耦隔离取电压电流值，一路送至PWM控制器形成闭环，得到稳定的直流高压；另一路送至电压电流显示单元。主电路IGBT产生一个脉宽变化相对较小的电压，有利于提高IGBT使用寿命，提高IGBT安全性。双闭环直流高压发生器分别对输入、输出电压进行闭环稳压，提高了电路抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直流高压发生器领域，特别涉及适用于电力、工矿、冶金、钢铁等企业动力部门对氧化锌避雷器、电力电缆、变压器、发电机等高压电气设备进行直流耐压试及科研生产单位需要直流高压的双闭环直流高压发生器。
技术介绍
现在市场上的中频直流高压发生器一般直接采取整流逆变升压半波倍压整流电路，效率低(半波整流)，元器件多(多级倍压)容易受输入电源波动及干扰信号的影响。 因为主电路IGBT脉宽不能太窄，导致高压输出起始电压较高。高压起始电压较高，意味着试验完毕后，试品上残余电压比较高，容易产生安全隐患。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种双闭环直流高压发生器。技术方案提供一种双闭环直流高压发生器，电网交流220V输入分别接在单相全隔离调压整流模块与负反馈模块交流电压输入端子1，2 ；电网交流220V输入经过单相同步降压变压器降压至交流18V，接至单相全隔离调压整流模块端子5，6上；单相全隔离调压整流模块输出直流电压一路接在滤波电容Cl和假负载Rl上，另一路接在负反馈模块Uf+和 Uf-上；直流电压正极接滤波电容Cl正极和假负载Rl—端；直流电压负极接滤波电容Cl负极和假负载Rl另一端；单相全隔离调压整流模块与负反馈模块COM端子之间短接，单相全隔离调压整流模块与负反馈模块CON端子之间短接；负反馈模块+5V与COM端子接入证Ω 多圈精密电位器两端，变阻端接在Ug端；顺时针调整电位器，在Ug端子上产生0-5V的电压，相应的单相全隔离调压整流模块输出0-300V的直流可变电压；单相全隔离调压整流模块与负反馈模块与滤波电容Cl和假负载Rl构成了闭合负反馈回路。单相全隔离调压整流模块输出直流电压经滤波电容Cl正极和假负载Rl接在主电路IGBT-H桥输入端。直流高压经过高压滤波电容滤波高压端经过限流电阻R2输出，接地端经过电流传感器输出接地；在电阻R2输出端与接地输出端连接电阻R3，R4，电阻R4两端与光耦隔离电路连接，光耦隔离电路与电压表电流表及PWM控制器连接，形成负反馈闭环进行直流高压的稳压及高压电流过流保护电路。技术效果本专利技术采取经过单相全隔离调压整流模块，电压负反馈模块形成闭环， 得到一个可调压电压稳定的直流电压(输入电压闭环)，此电压经过PWM斩波变成25千赫兹，送至中频升压变压器，经过中频整流器件整流产生50千伏直流高压。从高压测经光耦隔离取电压电流值，一路送至PWM控制器形成闭环，得到稳定的直流高压(输出电压闭环)； 另一路送至电压电流显示单元。一般的中频直流高压发生器，为获得较宽的调压范围，PWM 控制器工作在占空比10% 48%之间；双闭环直流高压发生器先用单相全隔离调压整流模块进行调压(电压粗调)，再用PWM控制器脉宽调制IGBT进行调压。PWM控制器可以工作在占空比30% -40%之间(电压细调)。主电路IGBT产生一个脉宽变化相对较小的电压， 有利于提高IGBT使用寿命，提高IGBT安全性(脉宽太宽上下桥臂容易异常导通击穿，脉宽太窄模块过热容易烧毁)。直流高压发生器主要应用在电厂、变电站，设备处在强电场、强磁场的环境下，容易引起电子干扰，使电路误动作，影响到直流高压发生器的安全性、可靠性。 双闭环直流高压发生器分别对输入、输出电压进行闭环稳压，提高了电路抗干扰能力。附图说明图1本专利技术双闭环直流高压发生器电路图。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。参照图1，在本实施例中，电网交流220V输入分别接在单相全隔离调压整流模块与负反馈模块1、2交流电压输入端子。电网交流220V输入经过单相同步降压变压器降压至交流18V，接至单相全隔离调压整流模块5、6端子上，给模块提供一个同步触发电压。单相全隔离调压整流模块输出直流电压一路接在滤波电容Cl和假负载Rl上，另一路接在负反馈模块Uf+和Uf-上(直流电压正极接滤波电容Cl正极和假负载Rl —端，负反馈模块 Uf+端；直流电压负极接滤波电容Cl负极和假负载Rl另一端，负反馈模块Uf-端)。单相全隔离调压整流模块与负反馈模块COM端子之间短接，单相全隔离调压整流模块与负反馈模块CON端子之间短接。负反馈模块+5V与COM端子接入证Ω多圈精密电位器两端，变阻端接在Ug端。顺时针调整电位器，在Ug端子上产生0-5V的电压，相应的单相全隔离调压整流模块输出0-300V的直流可变电压。滤波电容Cl和假负载Rl使直流电压波形平滑，幅值稳定，有利于负反馈模块稳定工作。单相全隔离调压整流模块与负反馈模块与滤波电容 Cl和假负载Rl构成了闭合负反馈回路，电网波动和从交流输入端因外部环境引起的干扰再此负反馈回路下引起的输出直流电压波动大幅度减低。单相全隔离调压整流模块输出直流电压经滤波电容Cl正极和假负载Rl接在主电路IGBT-H桥输入端，在PWM控制器的控制下IGBT-H桥输出端产生脉宽30% -40%频率 25kHz、幅值0-300V的电压，此电压经过中频变压器升至40kV，经高压桥式整流电路变成直流。一般的直流高压发生器中频变压器输出电压低(20kV左右)，再经过高压倍压电路来升压整流，电路复杂，效率低(半波整流)。本直流高压发生器中频变压器摒弃了常用的铁氧体磁芯，用新型的铁基非晶铁芯，特殊的绝缘材料和方式，直接将电压升至所需电压，减少后续电路元器件数量，提高了效率(全波整流)。直流高压经过高压滤波电容滤波高压端经过限流电阻R2输出高压，接地端经过电流传感器输出接地。在R2输出端与接地输出端连接R3、R4，R4两端电压值为高压电压取样值，R4两端电压值送至光耦隔离电路。电流传感器所测电压值为高压电流取样值、高压电流取样值送至光耦隔离电路。光耦隔离电路将两信号生成两路信号，一路送至电压表电流表进行高压电压和高压电流显示。另一路送至PWM控制器形成负反馈闭环进行直流高压的稳压及高压电流过流保护。这样如果高压负载自身变化引起高压波动，负反馈闭环电路会进行相应调整来抑制直流高压的波动，达到稳压效果。以上内容是结合优选技术方案对本专利技术所做的进一步详细说明，不能认定专利技术的具体实施仅限于这些说明。对本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本专利技术的保护范围。权利要求1. 一种双闭环直流高压发生器，其特征在于，电网交流220V输入分别接在单相全隔离调压整流模块与负反馈模块交流电压输入端子(1，2)；电网交流220V输入经过单相同步降压变压器降压至交流18V，接至单相全隔离调压整流模块端子(5，6)上；单相全隔离调压整流模块输出直流电压一路接在滤波电容(Cl)和假负载(Rl)上，另一路接在负反馈模块Uf+ 和Uf-上；直流电压正极接滤波电容(Cl)正极和假负载(Rl) —端；直流电压负极接滤波电容(Cl)负极和假负载(Rl)另一端；单相全隔离调压整流模块与负反馈模块COM端子之间短接，单相全隔离调压整流模块与负反馈模块CON端子之间短接；负反馈模块+5V与COM端子接入^Ω多圈精密电位器两端，变阻端接在Ug端；顺时针调整电位器，在Ug端子上产生 0-5V的电压，相应的单相全隔离调压整流模块输出0-300V的直流可变电压；单相全隔离调压整流模块与负反馈模块与滤波电容(Cl本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种双闭环直流高压发生器，其特征在于，电网交流２２０Ｖ输入分别接在单相全隔离调压整流模块与负反馈模块交流电压输入端子（１，２）；电网交流２２０Ｖ输入经过单相同步降压变压器降压至交流１８Ｖ，接至单相全隔离调压整流模块端子（５，６）上；单相全隔离调压整流模块输出直流电压一路接在滤波电容（Ｃ１）和假负载（Ｒ１）上，另一路接在负反馈模块Ｕｆ＋和Ｕｆ－上；直流电压正极接滤波电容（Ｃ１）正极和假负载（Ｒ１）一端；直流电压负极接滤波电容（Ｃ１）负极和假负载（Ｒ１）另一端；单相全隔离调压整流模块与负反馈模块ＣＯＭ端子之间短接，单相全隔离调压整流模块与负反馈模块ＣＯＮ端子之间短接；负反馈模块＋５Ｖ与ＣＯＭ端子接入５ｋΩ多圈精密电位器两端，变阻端接在Ｕｇ端；顺时针调整电位器，在Ｕｇ端子上产生０－５Ｖ的电压，相应的单相全隔离调压整流模块输出０－３００Ｖ的直流可变电压；单相全隔离调压整流模块与负反馈模块与滤波电容（Ｃ１）和假负载（Ｒ１）构成了闭合负反馈回路；单相全隔离调压整流模块输出直流电压经滤波电容（Ｃ１）正极和假负载（Ｒ１）接在主电路ＩＧＢＴ－Ｈ桥输入端；直流高压经过高压滤波电容滤波高压端经过限流电阻（Ｒ２）输出，接地端经过电流传感器输出接地；在电阻（Ｒ２）输出端与接地输出端连接电阻（Ｒ３，Ｒ４），电阻（Ｒ４）两端与光耦隔离电路连接，光耦隔离电路与电压表电流表及ＰＷＭ控制器连接，形成负反馈闭环进行直流高压的稳压及高压电流过流保护电路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张世铭，
申请(专利权)人：大连大工安道船舶技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：91