本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路。
背景技术：
在研究直流一次设备同时承受直流电压和直流电流的运行特性时，研制出一套能同时提供直流高电压和直流大电流的装置。但是在交流电流经交流逆变器转变为直流大电流时会产生一定的纹波，纹波中的高频分量会对试品造成一定损伤。
现有的纹波抑制电路中，主要是针对低压、小电流进行纹波抑制。而针对直流设备中的纹波抑制措施，目前只存在于换流站内。所以为解决试验电源设备中输出电压纹波系数过大的现象，有必要设计一套适用于该设备的纹波抑制电路。
技术实现要素：
本申请的目的在于提供一种直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路，以解决现有高压大电流试验电源输出电压波纹系数过大的问题。
根据本申请的实施例，提供了一种直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路，其特征在于，所述波纹抑制电路包括交流逆变器、第一电容器组c1和第二电容c2，所述第一电容器组c1连接所述交流逆变器输出端；
所述第二电容c2并接在所述第一电容器组c1两端；
所述第一电容器组c1的电容值为10f；
所述第二电容c2的电容值为100nf；
所述第二电容c2与负载连接。
进一步地，所述第一电容器组c1包括串并联的数个容量为20000μf/100v电解电容。
进一步地，所述交流逆变器为全桥整流结构。
进一步地，所述交流逆变器包括四支3000a功率的硅堆。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路，所述波纹抑制电路包括交流逆变器、第一电容器组c1和第二电容c2，所述第一电容器组c1连接所述交流逆变器输出端；所述第二电容c2并接在所述第一电容器组c1两端；所述第一电容器组c1的电容值为10f；所述第二电容c2的电容值为100nf；所述第二电容c2与负载连接。本申请通过大容量第一电容器组c1和小容量第二电容c2并联，实现高压大电流试验电源输出电压波纹系数控制在3％以内。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本申请实施例示出的一种直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路的原理图；
图2为根据本申请实施例示出的一种直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路的仿真电路图；
图3为根据本申请实施例示出的一种直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路的仿真结果图；
图4为根据本申请实施例示出的一种直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路的仿真结果电压波形细节图。
具体实施方式
电压纹波就是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象，因为直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。直流电压本来应该是一个固定的值，但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的，由于滤波不干净，就会有剩余的交流成分，即使是用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。事实上，即便是最好的基准电压源器件，其输出电压也是有波纹的。
具体的，当试验电源为交流电流源时，交流电流源输出的交流电流经交流工频电流源逆变器后转换为直流，转换过程中，会同步产生一定的电压纹波，为消除该电压纹波，亟待设计一种纹波抑制电路抑制电压纹波，避免出现电压纹波系数过大的现象。
参阅图1，本申请实施例提供一种直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路，所述波纹抑制电路包括交流逆变器、第一电容器组c1和第二电容c2；
所述第一电容器组c1连接所述交流逆变器输出端，用以实现稳压及纹波抑制。纹波抑制避免出现了以下危害：1、容易在用设备中产生不期望的谐波，而谐波会产生较多的危害；2、降低了电源的效率；3、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电设备；4、会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作。
所述交流逆变器首先是通过震荡电路变为直流电，然后用电子元件对直流电进行开关变为交流电，一般功率较大的变频器用可控硅，并设一个可调频率的装置，使频率在一定范围内可调用来控制电机的转数使转数在一定的范围内可调交流逆变器。
所述第二电容c2并接在所述第一电容器组c1两端，用以滤除高次谐波。
高次谐波与一般无线电电磁干扰一样，高次谐波通过传导、电磁辐射和感应耦合三种方式对电源及邻近用电设备产生谐波污染。传导是指高次谐波按着各自的阻抗分流到电源系统和并联的负载，对并联的电气设备产生干扰。感应耦合是指在传导的过程中，与变频器输出线平行敷设的导线又会产生电磁耦合形成感应干扰。电磁辐射是指输出端的高次谐波还会产生辐射作用，对邻近的无线电及电子设备产生干扰。
本申请实施例中，通过所述第一电容器组c1和所述第二电容c2的配合完成直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制的工作，所述第一电容器组c1负责实现稳压以及纹波抑制，避免因为纹波的出现造成的不利影响。所述第二电容c2负责滤除高次谐波。
所述第一电容器组c1的电容值为10f，第一电容器组c1具有容量大、单元数量多、电压等级高等特点。容量值为10f的所述第一电容器组c1可有效稳压及抑制纹波。
所述第二电容c2的电容值为100nf，该容量值下的所述第二电容c2可有效滤除高次谐波。
所述第二电容c2与负载连接。本申请实施例中，负载即为试品。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路，所述波纹抑制电路包括交流逆变器、第一电容器组c1和第二电容c2，所述第一电容器组c1连接所述交流逆变器输出端；所述第二电容c2并接在所述第一电容器组c1两端；所述第一电容器组c1的电容值为10f；所述第二电容c2的电容值为100nf；所述第二电容c2与负载连接。本申请通过大容量第一电容器组c1和小容量第二电容c2并联，实现高压大电流试验电源输出电压波纹系数控制在3％以内。
进一步地，所述第一电容器组c1包括串并联的数个容量为20000μf/100v电解电容。
具体的，电解电容是电容的一种，金属箔为正极(铝或钽)，与正极紧贴金属的氧化膜(氧化铝或五氧化二钽)是电介质，阴极由导电材料、电解质(电解质可以是液体或固体)和其他材料共同组成，因电解质是阴极的主要部分，电解电容因此而得名，需要注意的是，所述电解电容正负不可接错。
进一步地，所述交流逆变器为全桥整流结构。
进一步地，所述交流逆变器包括四支3000a功率的硅堆。
具体的，硅堆也叫整流块，就是把几个二极管组成的整流电路一起封装在树脂中，形成的整流电路。高压硅堆由多只高压整流二极管(硅粒)串联组成，是高压整流中将交流变成直流必不可少的原件。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路，所述波纹抑制电路包括交流逆变器、第一电容器组c1和第二电容c2，所述第一电容器组c1连接所述交流逆变器输出端；所述第二电容c2并接在所述第一电容器组c1两端；所述第一电容器组c1的电容值为10f；所述第二电容c2的电容值为100nf；所述第二电容c2与负载连接。本申请通过大容量第一电容器组c1和小容量第二电容c2并联，实现高压大电流试验电源输出电压波纹系数控制在3％以内。
为验证本申请实施例中的所述纹波抑制电路的效果，采用建模仿真的形式进行说明。
参阅图2，图2为一种直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路的仿真电路图，为模拟现场试验中出现的工频电压和高频谐波的情况，选取有效值为40v的工频电压源叠加有效值为4v频率为50khz的高频电压源。
整流滤波前后波形对比，具体如图3和图4所示，其中e1所示为输入电压、e2所示为输出电压，通过对比可以看出，通过滤波单元后，波纹系数明显降低，本申请实施例中的仿真实验的输出直流电压波纹系数为0.16％，说明本申请中的直流双施加高压大电流试验电源用纹波抑制电路具有良好的抑制纹波的效果。
需要说明的是，波纹系数为直流电中交流分量和直流电压之比称为波纹系数，用来衡量滤波品质。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。