一种高压大功率变频可调恒压源制造技术

一种高压大功率变频可调恒压源，包括信号发生器和N路信号处理电路，任意两路信号处理电路内部元件的供电电源不共地；每路所述信号处理电路由一路数字隔离转换电路和一个功放模块构成；信号发生器产生的信号同步输出到各路信号处理电路，先经各路信号处理电路的数字隔离转换电路处理后，输出N(N为整数，且N≥1)路高精度、隔离的小电压交流信号，各路所述小电压交流信号具有相同的幅度、频率和相位，且各路小电压交流信号的幅度和频率同步可调；各路所述小电压交流信号再输出到相应的功放模块中完成放大处理，N路所述功放模块的输出端依次串联后作为所述恒压源的总输出。本发明专利技术输出的电压和功率的精度高，幅度调节范围大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高压大功率变频可调恒压源，属于电力电子改造

技术介绍
近几年，随着世界经济一体化进程的加快和一些特殊行业的迅猛发展，变频可调电压源的应用越来越广泛，人们对变频可调电源的质量、功能、性能指标、智能化程度以及成本都有了更高的要求。然而，基于模拟电路技术发展起来的电源产品，性能得不到提高、质量得不到保证，功能也已满足不了人们使用的需求，这种情况已经严重影响了相关行业的发展和技术的进步，因此，研究高性能智能化的变频可调电压源有着十分重要的现实意义。 目前变频可调电压源大部分是这样实现的采用逆变技术，将市电中的交流电经过AC — DC — AC变换，采用该技术得到的产品能够输出比较纯净的正弦波，且输出频率和电压在一定范围内可调。但采用这种技术得到的变频电压源的幅度和频率的调节范围受到一定的限制，大部分只能输出300V以下、频率在40-400HZ之间的电压信号，而且稳定性较差，输出的精度不高，大部分不超过O. 5%。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，就是提供一种幅度调节范围大、精度高的高压大功率变频可调恒压源。本专利技术所要解决的技术问题通过如下技术方案实现一种高压大功率变频可调恒压源，其特征在于，包括信号发生器和N路信号处理电路，任意两路信号处理电路内部元件的供电电源不共地； 每路所述信号处理电路由一路数字隔离转换电路和一个功放模块构成； 信号发生器产生的信号同步输出到各路信号处理电路，先经各路信号处理电路的数字隔离转换电路处理后，输出N路高精度、隔离的小电压交流信号，N为整数，且NS 1，各路所述小电压交流信号具有相同的幅度、频率和相位，且各路小电压交流信号的幅度和频率同步可调； 各路所述小电压交流信号再输出到相应的功放模块中完成放大处理，N路所述功放模块的输出端依次串联后作为所述恒压源的总输出。本专利技术的各路信号处理电路彼此隔离不共地，单独供电，单独进行信号处理，抗干扰能力强，精度高。另外，现有技术中采用逆变技术制成的变频可调电压源的输入一般直接采用市电，而市电易受整个电网干扰的影响，所以难以满足需要高精度变频恒压源的场合。本专利技术的恒压源由信号发生器产生信号，相对稳定，且最后以串联形式输出，使恒压源的总输出为各功放模块的输出电压之和，从而大大增大了本专利技术的恒压源的输出功率和输出电压的可调范围。作为本专利技术的一个优选实施例，所述功放模块主要由仪表运放U1、功率放大器U2和变压器Tl组成，所述小电压交流信号以差分方式输入到所述仪表运放Ul的两输入端，再通过桥臂电阻Rl输出到功率放大器U2的反相输入端，功率放大器U2的同相输入端通过平衡电阻R4接地，功率放大器U2的输出端与变压器Tl 一次侧的一端相连，变压器Tl 一次侧的另一端接地，变压器Tl 二次侧的两输出端引出作为此路功放模块的两输出端U1+、U1-以便与其它功放模块的输出端相串联； 所述功放模块还包括反馈电路和低通滤波电路，所述反馈电路设于变压器Tl 二次侧的一端Ul+和功率放大器U2的反相输入端之间，所述反馈电路由反馈电阻R2构成，所述低通滤波电路连于功率放大器U2的输出端和其同相输入端之间。由于本专利技术的恒压源所输出的高压是由N路功放模块的输出电压相加得到的，对于单个功放模块的电压增益要求不高，能更好的保证高频的输出。这是因为，在正常情况下，变压器在传递交流信号的时候，所输出的交流信号的频率越高、幅度越大，变压器内部损耗也越高，越容易引起功放的震荡，所以只有保证输出信号的幅度不是很高的情况下，才能保证高频的输出，使本专利技术恒压源的频率可调范围增大。 本专利技术利用仪表运放Ul对输入的小电压交流信号进行差分处理，抵消同相输入端与反相输入端之间的干扰，使输出的信号失真度小，在利用功率放大器U2对上述失真度小的信号进行放大处理的同时，在功率放大器U2的输出端与输入端之间设置低通滤波电路，滤除功率放大器U2输出的放大信号的直流部分，保证变压器Tl的输出在一个线性的状态，本专利技术还将功率放大器U2的反馈电路的一端设置在变压器Tl的输出端，使变压器Tl的输出更加稳定，基本不受负载变化影响，从而使本专利技术的恒压源能保持高精度输出。作为本专利技术的一种具体实施方式，所述低通滤波电路由运放U3、电阻R3和电容Cl构成，运放U3的反相输入端连接功率放大器U2的输出端，其同相输入端接地，其输出端与功率放大器U2的同相输入端相连，所述电阻R3和电容Cl分别并联在运放U3的反相输入端与其输出端之间。所述变压器Tl 二次侧连接反馈电路的一端与功率放大器U2的输出端之间还设有相位补偿电路，所述相位补偿电路由电容C构成，使功率放大器U2的工作状态更加稳定。所述变压器Tl 二次侧区别于与所述反馈电路连接的一端接地，以增强系统的稳定性。经所述功放模块输出的电压信号的幅度在220V以下，以便能使本专利技术的恒压源可以保证高达1050HZ的频率输出，且输出精度可达O. 05%。所述桥臂电阻Rl和反馈电阻R2都采用IPPM的高精度电阻，以保证功率放大器U2输出的高精度和稳定性。作为本专利技术优选的实施例，所述信号发生器为DSP处理器，所述数字隔离转换电路由一个数字隔离器、一个数模转换器和一个设置有由电阻R构成的负反馈电路的前级运放U4顺次连接而成，所述DSP处理器上还设置有便于其与外部电脑设备相连的RS232接□。本专利技术利用DSP处理器产生一路稳定的数字信号，然后将此路数字信号同步输出到N个数字隔离器使经其输出的各路信号彼此隔离互不干扰，并利用具有相同组成的N路电路对所述数字信号进行分别处理，不但能很好的保证经功放模块输出的交流电压信号的精度，而且使准备串联输出的各路所述交流电压信号具有相同的频率、相位、幅度、波形失真度等，使最后经过恒压源输出的高压信号能完全叠加。相对现有技术，本专利技术具有如下有益效果1)本专利技术通过信号发生器产生信号，同步输出到N路信号处理电路，各路信号处理电路彼此隔离不共地，単独供电，単独进行信号处理，相对现有技木，不仅输入信号处理电路的信号较稳定，而且各信号处理电路的抗干扰能力强，利于提高本专利技术的输出精度；本专利技术的恒压源以串联形式输出，输出的电压和功率为各功放模块输出的电压和功率之和，大大增大了本专利技术的总输出功率和总输出电压的可调范围； 2)本专利技术的功放模块设置仪表运放、反馈电路、低通滤波电路等，以降低波形失真，提高了输出精度；本专利技术的输出高压是由多路功放模块输出的电压叠加起来的，对每路功放模块输出电压幅度的要求被降低，以便可以在保证精度的同时通过限制单路功放模块的输出来获得较高的输出频率，使本专利技术的恒压源能输出ー种幅度和频率可调范围大、精度高的高压大功率电压信号，经试验，本专利技术在一个实施例中能输出幅度高达1600V、频率在4(Γ1050ΗΖ范围内可调、精度可达0. 05%大功率交流电压信号； 3)本专利技术利用DSP处理器产生数字信号，再通过数字隔离器将数字信号分开为Ν路隔离的信号输出，充分利用DSP处理器的特点，使通过所述数字隔离转换电路输出的小电压交流信号精度高、频率调节范围大、稳定不易被干扰；另外，采用DSP处理器作为信号发生器，方便与外接电脑设备相连从而实现程序控制，自动设置其输出，使所述恒压源更加智能化。附图说明图1为本专利技术的原理框 图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压大功率变频可调恒压源，其特征在于，包括信号发生器和N路信号处理电路，任意两路信号处理电路内部元件的供电电源不共地；每路所述信号处理电路由一路数字隔离转换电路和一个功放模块构成；信号发生器产生的信号同步输出到各路信号处理电路，先经各路信号处理电路的数字隔离转换电路处理后，输出N(N为整数，且N≥1)路高精度、隔离的小电压交流信号，各路所述小电压交流信号具有相同的幅度、频率和相位，且各路小电压交流信号的幅度和频率同步可调；各路所述小电压交流信号再输出到相应的功放模块中完成放大处理，N路所述功放模块的输出端依次串联后作为所述恒压源的总输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，孙卫明，肖勇，孟金岭，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：