输出电流源制造技术

本实用新型专利技术提供了一种输出电流源，包括：串联连接的桥式逆变电源模块和线性功率放大器；以及分别与桥式逆变电源模块和线性功率放大器连接的驱动模块；其中，桥式逆变电源模块的输出电压用于为线性功率放大器供电，驱动模块驱动桥式逆变电源模块和线性功率放大器的输出电压同步变化。根据本实用新型专利技术提供的上述技术方案，解决了相关技术中交流电流源无法应用在对输出波形品质要求高的场合等问题，进而可以减小输出波形失真、大大提高系统效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及仪器仪表领域，具体而言，涉及一种输出电流源。
技术介绍
随着工业化的发展、技术水平的提高，生产实践中对交流电流源的输出电流要求越来越大，从几安培、几十安培发展到几百安培甚至几千安培。随着输出电流的增大，相关技术中，采用模拟功放输出的交流电流源效率低下的缺点暴露无遗，由于模拟功放采用恒定电压供电，平均效率只有50% 60%，随着输出功率的增加，自身损耗也成比例增加，发热严重，故障率高，极大地限制了电流源输出电流进一步增加。为了提高输出电流，可以在传统模拟功放输出电流源后串入升流变压器，利用变压器功率守恒，通过初次级变比可以提升输出电流的原理，使得传统模拟功放输出电流源工作在最佳效率区间通过升流变压器提升输出电流。升流变压器的引入虽然可以在不改变交流电流源的输出功率的基础上大大提高输出电流，但是由于升流变压器的频率特性，只能在50Hz工频附近输出大电流，在20Hz以下的低频段升流变压器饱和无法输出。但是，随着电力电子技术的发展，新能源技术的革命，在变频器测量、风力发电、光伏发电等领域迫切需要在O 400Hz变频频率范围输出的交流大电流源，而采用升流变压器的方法却无法满足低频段需要。为此相关技术中，又出现了采用电力电子逆变技术的开关功放输出的交流电流源，开关功放中的功率管工作在开关状态下，没有线性状态，所以效率很高，适合在功率场合使用。但是，开关功放需要串接低通滤波器，使得带负载能力较差，而且功率管工作在开关状态下，产生大量谐波，噪音大，输出波形失真，无法应用在对输出波形品质要求高的场合。所以目前迫切需要能够在变频范围输出高品质大电流的交流电流源。
技术实现思路
针对相关技术中交流电流源无法应用在对输出波形品质要求高的场合等问题，本技术提供了一种输出电流源，以解决上述问题至少之一。根据本技术，提供了一种输出电流源。根据本技术的输出电流源包括串联连接的桥式逆变电源模块和线性功率放大器；以及分别与所述桥式逆变电源模块和所述线性功率放大器连接的驱动模块；其中， 所述桥式逆变电源模块的输出电压用于为所述线性功率放大器供电，所述驱动模块驱动所述桥式逆变电源模块和所述线性功率放大器的输出电压同步变化。通过本技术，采用桥式逆变电源模块产生频率电压可变的正弦波电压为后级线性功率放大器供电，且所述桥式逆变电源模块和所述线性功率放大器的输出电压同步变化，解决了相关技术中交流电流源无法应用在对输出波形品质要求高的场合等问题，进而可以减小输出波形失真、大大提高系统效率。附图说明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。在附图中图1是根据本技术实施例的输出电流源的结构框图；图2是根据本技术优选实施例的输出电流源的电路原理图；图3是根据本技术实例的输出电流源的电路原理图。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。图1是根据本技术实施例的输出电流源的结构框图。如图1所示，该输出电流源包括串联连接的桥式逆变电源模块10和线性功率放大器12 ；以及分别与桥式逆变电源模块10和线性功率放大器12连接的驱动模块14 ；其中，桥式逆变电源模块10的输出电压用于为线性功率放大器12供电，驱动模块14驱动桥式逆变电源模块10和线性功率放大器12的输出电压同步变化。相关技术中，采用电力电子逆变技术的开关功放输出的交流电流源中，开关功放需要串接低通滤波器，使得带负载能力较差，而且功率管工作在开关状态下，产生大量谐波，噪音大，输出波形失真，无法应用在对输出波形品质要求高的场合。在图1所示的输出电流源中，采用桥式逆变电源模块产生频率电压可变的正弦波电压为后级线性功率放大器供电，且桥式逆变电源模块和线性功率放大器的输出电压同步变化，解决了相关技术中交流电流源无法应用在对输出波形品质要求高的场合等问题，进而可以减小输出波形失真、 大大提高系统效率。其中，如图2所示，线性功率放大器12与负载RO串联连接。优选地，在桥式逆变电源模块和线性功率放大器之间还可以连接有低通滤波电路 16。上述桥式逆变电源模块10的输出信号经过低通滤波电路滤波后得到与给定正弦波同频同相的输出交流电压，用于为线性功率放大器供电。优选地，如图2所示，低通滤波电路16为LC低通滤波电路(由电感Ll与电容Cl 串联构成的电路)。优选地，桥式逆变电源模块10可以包括4个呈全桥串接的逆变全桥开关管Tl、 T2、T3、T4。其连接方式具体可以参见图2和图3。需要注意的是，桥式逆变电源模块10不限于上述一种实施方式，也可以采用半桥等结构。优选地，如图2所示，线性功率放大器包括串联连接的两个线性调整管Ql和Q2， 与Ql并联连接的二极管D1，与Q2并联连接的二极管D2，其中，Ql的E极与Q2的E极相连， Dl的阳极与D2的阳极相连。优选地，如图2所示，驱动模块14可以进一步包括驱动信号产生电路140，用于产生一个预定的正弦信号；第一驱动电路142，连接在驱动信号产生电路与桥式逆变电源模块之间，用于采用一个预定的正弦信号驱动桥式逆变电源模块；以及第二驱动电路144， 连接在驱动信号产生电路与线性功率放大器之间，用于采用一个预定的正弦信号驱动线性功率放大器。优选地，如图3所示，第二驱动电路144可以进一步包括第一线性驱动器1440， 与线性调整管Ql的基极相连；第二线性驱动器1442，与线性调整管Q2的基极相连；反相器 1444，与第一线性驱动器串联连接或者与第二线性驱动器串联连接。优选地，如图3所示，驱动信号产生电路140可以进一步包括用户接口模块 1400，用于响应用户操作，获取用户输入的参数；单片机1402，与用户接口模块相连接，用于根据参数对现场可编程门阵列(Field Programmable feiteArray，简称为FPGA)进行配置；FPGA1404，与单片机相连接，用于在配置后产生上述一个预定的正弦信号。以下结合图3描述上述优选实施方式。用户接口模块1400，可以响应用户的输入操作(例如，用户通过键盘进行的输入操作)，获取用户输入的预定频率参数和预定电流参数，单片机1402接收到上述输入参数后产生预定正弦波，经过分析计算对FPGA 1404进行配置。第一驱动电路(例如，正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation，简称为SPWM驱动器))接收FPGA产生的正弦波调制信号，驱动全桥逆变电源输出，通过Ll和Cl构成的低通滤波电路后得到与给定正弦波同频同相的输出交流电压，输出交流电压为Q1、Q2、D1、D2构成的线性功放供电。由于在图3中与第二线性驱动器串联有一个反相器，因而Ql和Q2的驱动信号输入是反相的，所以当A点电压比B点高时，上述一个预定的正弦信号作为Ql的驱动输入驱动Ql管工作在线性放大区间，Q2的反并联二极管D2导通，Q2驱动无效；当A点电压比B点低时，上述一个预定的正弦信号反相以后作为Q2的驱动输入驱动Q2管工作在线性放大区间，Ql的反并联二极管Dl导通，Ql驱动无效。由此可见本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种输出电流源，其特征在于，包括：串联连接的桥式逆变电源模块和线性功率放大器；以及分别与所述桥式逆变电源模块和所述线性功率放大器连接的驱动模块；其中，所述桥式逆变电源模块的输出电压用于为所述线性功率放大器供电，所述驱动模块驱动所述桥式逆变电源模块和所述线性功率放大器的输出电压同步变化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，廖仲篪，徐伟专，
申请(专利权)人：湖南银河电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43