本实用新型涉及一种电弧故障波形发生装置。
背景技术：
电弧故障波形发生装置是一种可以模拟大电流、高电压的信号输出的设备，可以使得AFDD试件的保护动特性检测过程更高效、更精确。然而，这种模拟故障电弧的信号极易产生空间电磁干扰并进入AFDD智能检测系统中的计算机采集系统，进而造成计算机系统的损坏。因此，在计算机采集系统和电弧故障波形发生电路之间建立有效的保护屏障尤为重要。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有高线性、高带宽的隔离耦合电路、且输出功率高，能满足模拟故障电弧的大电流、高电压需求的电弧故障波形发生装置。
为实现上述目的，本实用新型采用这样一种电弧故障波形发生装置，包括波形隔离输出模块和不止一个的功放模块，所述的不止一个的功放模块的输出端并接后接出所述的电弧故障波形发生装置的两个输出连接端，所述的电弧故障波形发生装置的输入端接入被指定输出的小信号波形。与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现于：通过以上结构的设计，被指定输出的小信号波形经波形隔离输出模块后，最终接至并联的功放模块，出来的模拟故障电弧不会进入计算机采集系统中，实现了模拟故障电弧与计算机采集系统的有效隔离，且多级并联的功放模块可以满足故障电弧的大电流需求。
特别的，所述的波形隔离输出模块包括高线性光耦，所述的高线性光耦包括发光二极管、第一光电二极管和第二光电二极管，所述的被指定输出的小信号波形经电阻接至比较器的反相端，所述的比较器的同相端接至地，所述的比较器的输出端接至一PNP三极管，所述的PNP三极管的输出端与第一限流电阻、所述的发光二极管、第一直流电源形成回路，所述的第一光电二极管接至I-V转换器的输入端，所述的I-V转换器的输出端接至所述的比较器的反相端，所述的第二光电二极管与第二直流电源、第二限流电阻形成回路，所述的第二光电二极管的正极端接出一经隔离的电压信号。通过以上结构的设计，将第一光电二极管的导通电流转变为电压信号并接回至反相器的反相端，提高了光耦的线性度，保证被指定输出的小信号波形不失真地传输。
特别的，所述的比较器的反相端还叠加一偏置直流电源，所述的偏置直流电源由三端可调稳压器提供一精密直流电源。为了使高线性光耦能够传输双极性信号，被指定输出的小信号被叠加了一直流信号，这样，PNP三极管所在的回路才能驱动发光二极管导通，高线性光耦开始传输信号。
特别的，所述的经隔离的电压信号的前端连接电压跟随器。通过电压跟随器的设置，可实现电路隔离，波形隔离输出模块和功放模块之间不会相互影响。
特别的，所述的功放模块包括反相器、第一PI调节器、第二PI调节器、第一功率管和第二功率管，所述的经隔离的电压信号接出两条支路，其中一条支路经反相器接至第一PI调节器的输入端，所述的第一PI调节器的输出端接至所述的第一功率管的输入端，另一条支路接至第二PI调节器的输入端，所述的第二PI调节器的输出端接至所述的第二功率管的输入端，所述的第一功率管的源极输出端、所述的第二功率管的源极输出端并接至地，所述的第一功率管的漏极输出端接出第一模拟故障电弧信号连接端，所述的第二功率管的漏极输出端接出第二模拟故障电弧信号连接端。通过以上结构的设置，在其中一条支路上，经隔离的电压信号的正半周电压在PI积分后，触发第二功率管导通，并经第二功率管的源极流入地，而经隔离的电压信号的负半周电压被阻断；在另一条支路上，经隔离的电压信号的负半周电压被反相后，触发第一功率管导通，并经第一功率管的源极流入地，相应的，经隔离的电压信号的正半周电压被阻断，如此便可在电弧故障波形发生装置的输出端形成交变的、被放大的模拟故障电弧波形。
特别的，所述的第一功率管的源极端接出反馈信号至所述的第一PI调节器的输入端，所述的第二功率管的源极端接出另一反馈信号至所述的第二PI调节器的输入端。通过以上结构的设置，将第一功率管、第二功率管的漏极端分别反馈至第一P I调节器、第二PI调节器的输入端，可加速功率放大的过程。
附图说明
图1是本实用新型实施例的原理方框图；
图2是本实用新型实施例波形隔离输出模块的原理图；
图3是本实用新型实施例功率模块的原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种电弧故障波形发生装置，包括波形隔离输出模块和不止一个的功放模块，不止一个的功放模块的输出端并接后接出电弧故障波形发生装置的两个输出连接端AFDDL、AFDDN，电弧故障波形发生装置的输入端接入被指定输出的小信号波形VIN。
波形隔离输出模块包括高线性光耦U7，高线性光耦U7包括发光二极管LED、第一光电二极管PD1和第二光电二极管PD2，被指定输出的小信号波形VIN经电阻R1接至比较器U1的反相端，比较器U1的同相端接至地，比较器U1的输出端接至一PNP三极管Q1，PNP三极管Q1的输出端与第一限流电阻R7、发光二极管LED、第一直流电源VDD1+形成回路，第一光电二极管PD1接至I-V转换器U2的输入端，I-V转换器U2的输出端接至比较器U1的反相端，第二光电二极管PD2与第二直流电源VDD2+、第二限流电阻R23形成回路，第二光电二极管PD2的正极端接出一经隔离的电压信号VOUT。
比较器U1的反相端还叠加一偏置直流电源，偏置直流电源由三端可调稳压器T1提供一精密直流电源。
经隔离的电压信号VOUT的前端连接电压跟随器U3。
功放模块包括反相器U4、第一PI调节器、第二PI调节器、第一功率管M1和第二功率管M2，经隔离的电压信号VOUT接出两条支路，其中一条支路经反相器U4接至第一PI调节器的输入端，第一PI调节器的输出端接至第一功率管M1的输入端，另一条支路接至第二PI调节器的输入端，第二PI调节器的输出端接至第二功率管M2的输入端，第一功率管M1的源极输出端、第二功率管M2的源极输出端并接至地GND，第一功率管M1的漏极输出端接出第一模拟故障电弧信号连接端AFDDL，第二功率管M2的漏极输出端接出第二模拟故障电弧信号连接端AFDDN。
第一功率管M1的源极端接出反馈信号至第一PI调节器的输入端，第二功率管M2的源极端接出另一反馈信号至第二PI调节器的输入端。