一种变频谐振电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变频谐振电源，包括：输入瞬态电压抑制电路、三相桥式不控整流电路、限流电路、母线电容及其均压电路、单相全桥PWM逆变电路以及用于控制所述单相全桥逆变电路逆变输出频率、幅值均可控的方波电压的开关管控制电路；所述输入瞬态电压抑制电路、三相桥式不控整流电路、限流电路、母线电容及其均压电路和单相全桥PWM逆变电路依次连接，开关管控制电路与单相全桥PWM逆变电路连接。本实用新型有益效果：变频电源的输出试验电压、频率均可调节，响应速度快，可满足不同试品的需求；装置内的主器件配备有保护电路，提高了系统可靠性；同时重量轻、体积小、效率高、造价经济，适用于电力行业现场试验。
【专利说明】一种变频谐振电源【技术领域】
[0001]本实用新型属于串联谐振交流耐压试验领域，具体涉及一种变频谐振电源。
【背景技术】
[0002]电力工程领域内，通常采用交流耐压试验来验证电力设备的绝缘质量。一般来说，交流耐压试验时施加的电压往往比设备正常运行电压高得多。以往采用的一种方式是通过试验变压器来提供交流耐压试验电压，但存在的问题是试验变压器的重量、体积过大，造价昂贵；试验变压器的波形容易畸变；试验变压器的启动电流较大，对电源的要求很高。
实用新型内容 [0003]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提出了一种适合于串联谐振交流耐压系统的变频谐振电源，电源输出的方波电压频率可调、电压可调；重量轻、体积小、效率高、造价经济。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种变频谐振电源，包括:输入瞬态电压抑制电路、三相桥式不控整流电路、限流电路、母线电容及其均压电路、单相全桥PWM逆变电路以及用于控制所述单相全桥逆变电路逆变输出频率、幅值均可控的方波电压的开关管控制电路。
[0006]所述输入瞬态电压抑制电路、三相桥式不控整流电路、限流电路、母线电容及其均压电路和单相全桥PWM逆变电路依次连接，开关管控制电路与单相全桥PWM逆变电路连接。
[0007]所述限流电路包括:555集成电路、电阻R1、电阻R2、三极管T和继电器K。
[0008]555集成电路经电阻R2连接至三极管T的基极，三极管T的发射极接地、集电极连接继电器K的线圈，电阻Rl串联在母线正极上，继电器K的常开触点并联在电阻Rl的两端。
[0009]所述母线电容及均压电路包括:电容C1-C8、电阻R3和电阻R4。
[0010]电容C1-C4依次并联连接组成并联支路一，电容C5-C8依次并联连接组成并联支路二，所述并联支路一和并联支路二串接在母线正负极之间，电阻R3和电阻R4串接在母线正负极之间，导线LI的一端连接在所述并联支路一和并联支路二之间、另一端连接在电阻R3和电阻R4之间。
[0011]所述单相全桥PWM逆变电路的开关器件选用IPM，IPM的开通和关断由DSP芯片产生的PWM信号来控制。
[0012]输入端三相交流电压通过所述输入瞬态电压抑制电路和所述三相桥式不控整流电路连接至所述母线电容，对所述母线电容组配备限流电路和均压电路，分别承担抑制母线电容冲击电流和保障各个电容组端电压均等的功能，再由开关管控制电路输出信号控制单相全桥逆变电路逆变输出频率、幅值均可控的方波电压。
[0013]采用包含本实用新型变频谐振电源的串联谐振交流耐压系统来进行交流耐压试验，在其系统中，被试品可以等效为电容，外加补偿高压电抗器，根据LC谐振原理，通过调节变频谐振电源的输出频率到特定数值，在回路中产生谐振，被试品上承受交流耐压试验所需的试验电压。
[0014]本实用新型的有益效果是:变频电源的输出试验电压、频率均可调节，响应速度快，可满足不同试品的需求；装置内的主器件配备有保护电路，提高了系统可靠性；同时重量轻、体积小、效率高、造价经济，适用于电力行业现场试验。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型结构框图；
[0016]图2为本实用新型限流电路的电路图；
[0017]图3为本实用新型母线电容及其均压电路的电路图。
[0018]其中，1.输入瞬态电压抑制电路，2.三相桥式不控整流电路，3.限流电路，4.母线电容及均其压电路，5.单相全桥PWM逆变电路，6.开关管控制电路。
【具体实施方式】:
[0019]下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明:
[0020]如图1所示，本实用新型包括输入瞬态电压抑制电路1、三相桥式不控整流电路2、限流电路3、母线电容及其均压电路4、单相全桥PWM逆变电路5、开关管控制电路6。三相交流电压通过输入瞬态电压抑制电路I连接至三相桥式不控整流电路2，整流得到直流电压。由限流电路3连接至母线电容及其均压电路4，逆变功能由单相全桥PWM逆变电路5来实现，输出频率和电压均可控的方波。开关管控制电路6与逆变电路5相连，控制5中的IPM开通关断。
[0021]下面详细介绍本实用新型变频谐振电源的电路工作过程。
[0022]输入电源为三相380V、50Hz的交流电源，输入瞬态电压抑制电路I的主器件采用双向TVS，可应对异常输入的瞬态高压，保护后端电子器件的安全。再连接三相桥式不控整流电路2进行整流，输出平均值约为513V的直流电压。
[0023]图2为本实用新型限流电路的电路图。
[0024]限流电路3的主器件包括限流电阻、继电器、555集成电路、三极管。三相整流桥开始工作时，母线电容上没有电压，会产生很大的冲击电流，因此采用限流电阻来抑制这种现象。从三相整流桥刚开始工作，继电器K是断开的，也就是将限流电阻Rl接入电路中去，经过一段时间后，可认为直流母线电容上的电压已经达到了稳定的程度，这时555集成电路发出信号导通三极管T，使得继电器K闭合，将限流电阻Rl短路使之不再参与电路的工作，完成对直流母线电容充电的保护功能。
[0025]图3为本实用新型母线电容及均压电路的电路图。
[0026]直流母线电容采用的类型为电解电容，受电解电容器的最高耐压所限，采用数个电容通过先并联再串联的方式来实现。对此电容组设计均压电路来实现串联的两个小电容组的分压均等，均压电路的主器件为均压电阻R3、R4。
[0027]逆变电路采用单相全桥PWM逆变电路5，其中的开关器件选用IPM。开关管控制电路6输出信号控制IPM，利用DSP芯片产生高精度的PWM信号，控制IPM的开通和关断，输出频率、幅值均可控的方波电压，供后端的试验回路使用。[0028]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种变频谐振电源，其特征是，包括:输入瞬态电压抑制电路、三相桥式不控整流电路、限流电路、母线电容及其均压电路、单相全桥PWM逆变电路以及用于控制所述单相全桥逆变电路逆变输出频率、幅值均可控的方波电压的开关管控制电路； 所述输入瞬态电压抑制电路、三相桥式不控整流电路、限流电路、母线电容及其均压电路和单相全桥PWM逆变电路依次连接，开关管控制电路与单相全桥PWM逆变电路连接。
2.如权利要求1所述的一种变频谐振电源，其特征是，所述限流电路包括:555集成电路、电阻R1、电阻R2、三极管T和继电器K ； 555集成电路经电阻R2连接至三极管T的基极，三极管T的发射极接地、集电极连接继电器K的线圈，电阻Rl串联在母线正极上，继电器K的常开触点并联在电阻Rl的两端。
3.如权利要求1所述的一种变频谐振电源，其特征是，所述母线电容及均压电路包括:电容C1-C8、电阻R3和电阻R4 ； 电容C1-C4依次并联连接组成并联支路一，电容C5-C8依次并联连接组成并联支路二，所述并联支路一和并联支路二串接在母线正负极之间，电阻R3和电阻R4串接在母线正负极之间，导线LI的一端连接在所述并联支路一和并联支路二之间、另一端连接在电阻R3和电阻R4之间。
4.如权利要求1所述的一种变频谐振电源，其特征是，所述单相全桥PWM逆变电路的开关器件选用IPM，IPM的开通和关断由DSP芯片产生的PWM信号来控制。
【文档编号】H02M5/48GK203800830SQ201420151222
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】刘辉, 刘嵘, 沈庆河, 姚金霞, 周磊, 张有平 申请人:国家电网公司, 山东电力研究院