专利名称：用于高压绝缘介电谱分析的高压线性放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于高压绝缘介电谱分析的高压线性放大器。
技术背景高压放大器是一种高电压幅度输出的信号放大器，幅度一般可达数千伏以上，响 应带宽可达20KHz，上升速率可达1000V/μ S，失真度小于1%，分单极和双极性放大器。单 极放大器只能放大单极性直流或单极性脉冲和其他单极性信号。双极放大器可以放大交流 信号、直流信号或其它任何信号，称为任意波形高压放大器。瑞典保加玛公司研制的电气绝缘诊断及绝缘特性测试分析仪IDA 200，测试电压 输出范围为0 200V(峰值)，适用于对变压器、套管、电缆XLPE及油浸纸电缆)、CT/PT互感 器、发电机、电动机、及断路器的绝缘测试。奥地利MICRON DIRANA介质响应分析仪FDS (频 域谱)测量电压0 200V，可以应用于电力变压器油纸绝缘中的水含量分析、高压套管的诊 断、发电机和电动机绝缘的诊断和电缆绝缘的诊断。上述几种放大器均采用场效应管放大电路，放大器的设计及其电路拓扑结构比较 复杂。场效应管放大器所用分立元器件数量多，静态工作点选择计算比较繁琐，而且对双极 性放大存在交越失真的问题。
发明内容本实用新型的目的是提供一种用于高压绝缘介电谱分析的高压线性放大器，这种 放大器实现方便，结构简单，可应用于高压电力设备的绝缘诊断分析。上述的目的通过以下的技术方案实现用于高压绝缘介电谱分析的高压线性放大器，其组成包括电源部分，所述的电源 部分连接放大部分，所述的放大部分分别连接输入部分和输出部分，所述的放大部分包括 运算放大器三和运算放大器六，所述的运算放大器三分别连接运算放大器一连接运算放大 器二，所述的运算放大器六分别连接运算放大器四连接运算放大器五，所述的运算放大器 三和所述的运算放大器六连接所述的输出部分。有益效果1.本实用新型设计了如图2所示的对称放大电路，左右两半部分电路各由三个运 放组成，中间的运放实现放大功能，用上下两个运放为中间放大的运放提供电源，从而扩大 了输出范围，最终实现峰-峰值4U的高电压输出。结构简单，便于实现。2.本实用新型设计由于巧妙地设计了电路拓扑结构，使得放大电路集成度高，所 用元器件数量大为减少。 3.本实用新型设计由于采用了高压集成运算放大器，构建高压放大器时无需进行 复杂的电路静态工作点设计，本发明电路简单可靠。 4.本实用新型设计采用的集成运算放大器频率响应范围宽，可以有效避免高频信 号放大时产生的交越失真问题。
附图1是本实用新型的结构示意图。附图2是本实用新型的电路原理图。附图3是输入信号波形图。附图4是输出波形波形图。
具体实施方式
实施例1:如图1所示，用于高压绝缘介电谱分析的高压线性放大器，其组成包括电源部分 1，其特征是所述的电源部分连接放大部分3，所述的放大部分分别连接输入部分2和输出 部分4，所述的放大部分包括运算放大器三5和运算放大器六6，所述的运算放大器三分别 连接运算放大器一 7连接运算放大器二 8，所述的运算放大器六分别连接运算放大器四9连 接运算放大器五10，所述的运算放大器三和所述的运算放大器六连接所述的输出部分。放大部分的电路如图2所示，此电路为对称放大电路，左半部分电路由三个运放 A1、A2、A3组成，右半部分由A4、A5、A6组成，其中中间两个运放A3、A6实现放大功能。Al、 A2和A4、A5分别为A3和A6提供电源，为了充分利用运放从而实现最优放大，电路设计的 电源电压为V+-V_ = 2U，然而A3和A6无法直接加2U电源电压，无法实现最后峰-峰值4U 的输出。此电路的巧妙之处就在于用上下两个运放为中间的运放提供电源，从而扩大了输 出范围，其中上面两个运放A1、A4接+U电源实现对前级输出电压的跟随，并且抬高U/2 ；下 面两个运放A2、A5原理与Al、A4相同，实现对前级输出电压的跟随，并且降低U/2，这样上 下运放输出信号幅值之差正好为U，从而为中间的运放A3、A6提供了电源。输入信号和输 出波形分别如图3和图4所示。
权利要求1. 一种用于高压绝缘介电谱分析的高压线性放大器，其组成包括电源部分，其特征 是所述的电源部分连接放大部分，所述的放大部分分别连接输入部分和输出部分，所述的 放大部分包括运算放大器三和运算放大器六，所述的运算放大器三分别连接运算放大器一 连接运算放大器二，所述的运算放大器六分别连接运算放大器四连接运算放大器五，所述 的运算放大器三和所述的运算放大器六连接所述的输出部分。专利摘要本实用新型涉及一种用于高压绝缘介电谱分析的高压线性放大器。现有的放大器均采用场效应管放大电路，放大器的设计及其电路拓扑结构比较复杂。本实用新型的组成包括电源部分(1)，所述的电源部分连接放大部分(3)，所述的放大部分分别连接输入部分(2)和输出部分(4)，所述的放大部分包括运算放大器三(5)和运算放大器六(6)，所述的运算放大器三分别连接运算放大器一(7)连接运算放大器二(8)，所述的运算放大器六分别连接运算放大器四(9)连接运算放大器五(10)，所述的运算放大器三和所述的运算放大器六连接所述的输出部分。本实用新型用于高压绝缘介电谱分析。
文档编号G01R1/30GK201897607SQ20102058988
公开日2011年7月13日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者刘涛, 刘骥, 孙冰, 张凤娟, 肖文章 申请人:哈尔滨理工大学