專利名稱：一種工頻大量程交變恒流源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種中間變換為直流的交流和交流間變換的裝置，其與變壓器進行組合，具體涉及一種工頻大量程的交變恒流源。
背景技術：
低壓電器中的接觸器、斷路器等出廠檢驗時，需要通以恒定的工頻交變電流(中國為50Hz)對其進行測試，由于接觸器、斷路器規格多，涉及的電流范圍寬，有的高至數千安培。
目前，市場上的大量程交變恒流源普遍采用調壓器方式，例如，中國發明專利申請CN1464350A公開了一種數字式交流恒流源，其由一次調節調壓器、二次調節調壓器、輸出變壓器、傳感器及控制電路構成，控制電路分別控制第一和第二電動機，對調壓器的抽頭位置進行調節，調節時，控制電路根據傳感器的信號，確定調壓器的變化方式，分別控制兩個電動機的動作，使調壓器的輸出發生變化，實現輸出電流的自動調節。這類調壓器結構的電流源存在的問題是精度低(一般為5％)，響應時間長(因為采用電機調節電壓，秒級)，不能滿足較高精度的接觸器、斷路器測試要求。
與上述結構不同，如中國實用新型專利CN2641689Y，公開了一種低成本高分辨率數控恒流源，其采用D/A芯片替代調壓器實現恒流控制，雖然結構比較簡單，但其輸出具有分級，不能做到連續調節，并且輸出電流不大，因而無法適應上述工頻大量程應用的需求。
發明內容
本實用新型目的是提供一種適用于工頻大量程使用的交變恒流源，以滿足測試時對精度和響應時間的要求。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種工頻大量程交變恒流源，由交流-直流-交流電子逆變電路和降壓升流變壓器構成，所述電子逆變電路包括，交流-直流轉換模塊、大功率開關模塊IGBT及其驅動電路、控制單元、正弦脈寬調制電路、濾波電路以及傳感電路，控制單元的輸出連接正弦脈寬調制電路，正弦脈寬調制電路的輸出經驅動電路驅動IGBT，IGBT的輸出經降壓升流變壓器后濾波電路后輸出至負載，所述傳感電路由設置于負載回路中的電流互感器及與電流互感器連接的A/D采集電路構成，A/D采集電路的輸出連接至控制單元的輸入接口。
上述技術方案中，所述降壓升流變壓器的初次級匝比在15∶1至25∶1之間。進一步，優選的初次級匝比為20∶1。
上述技術方案中，所述交流-直流轉換模塊為現有技術，用于將交流信號轉換為直流信號，正弦脈寬調制電路(SPWM)現在常用于變頻調節電路，這里，可以選用SA4828集成塊，其特點是，全數字化操作，輸出波形精度高，頻率控制精度達16位，工作方式靈活，配備有微處理器接口，方便寫入載波頻率、電源頻率、輸出幅值等數據，并且只在需改變工作方式時才刷新。所述控制單元可以采用單片機系統或者是PC機構成，用于控制正弦脈寬調制電路產生正弦脈寬調制波形，可設定其正弦波頻率、載波頻率、電壓幅度相對百分比等參數。正弦脈寬調制電路輸出波形經驅動電路作用于大功率開關模塊IGBT，產生正弦脈寬調制的交變電壓。再經濾波電路濾除載波頻率成份，得到失真度很小的正弦波電壓，即為工頻電壓。一般地，上述方式實現的交變電壓峰峰值為200伏，最大電流75安培，經降壓升流變壓器降壓實現升流，例如，取變壓器初次級匝比為20∶1，功率為7.5千瓦，這樣當輸入電流為75安培時，輸出電流峰值為1500安培，電壓峰峰值10伏，有效值不小于1000安培。
由于接觸器、斷路器大電流測試時沒有電壓要求，電壓可以很低，上述范圍能滿足用戶需求。
恒定交變電流的產生過程如下通過電流互感器獲得電流信號，經A/D采集電路采集計算其有效值(A/D采集電路功能也可以由單片機或PC機完成)，若測得的電流有效值與設定電流值不在誤差允許范圍內，由控制單元改變脈寬調制波形的電壓幅度相對百分比，使得降壓升流變壓器濾波后的輸出電壓改變，也即改變了負載電流使其與設定電流值在誤差允許的范圍內，實現自動調節。自調節過程不大于80毫秒。負載阻值發生變化時，負載電流可實現自動跟蹤調節。
由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點1.由于本實用新型將正弦脈寬調制結構與降壓升流技術結合，獲得了高精度的大量程恒定交變電流，精度1％，響應時間不大于80毫秒；2.本實用新型輸出電流峰值可達1500安培，能夠滿足接觸器、斷路器等出廠檢驗時大電流測試的要求。
附圖1為本實用新型實施例一的電路框圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一參見附圖1所示，一種工頻大量程交變恒流源，由交流-直流-交流電子逆變電路和降壓升流變壓器構成，所述電子逆變電路包括，交流-直流轉換模塊、大功率開關模塊IGBT及其驅動電路、單片機構成的控制單元、正弦脈寬調制電路SPWM、濾波電路以及傳感電路。其中，所述正弦脈寬調制電路選用SA4828集成塊，控制單元的輸出連接正弦脈寬調制電路，正弦脈寬調制電路的輸出經驅動電路驅動IGBT，IGBT的輸出經降壓升流變壓器后濾波電路后輸出至負載，所述傳感電路由設置于負載回路中的電流互感器及與電流互感器連接的A/D采集電路構成，A/D采集電路的輸出連接至控制單元的輸入接口。所述降壓升流變壓器的初次級匝比為20∶1。
實施例二一種工頻大量程交變恒流源，由交流-直流-交流電子逆變電路和降壓升流變壓器構成，其結構與實施例一類似，其中，控制單元采用PC機系統，所述降壓升流變壓器的初次級匝比在15∶1至25∶1之間。
權利要求1.一種工頻大量程交變恒流源，其特征在于由交流-直流-交流電子逆變電路和降壓升流變壓器構成，所述電子逆變電路包括，交流-直流轉換模塊、大功率開關模塊IGBT及其驅動電路、控制單元、正弦脈寬調制電路、濾波電路以及傳感電路，控制單元的輸出連接正弦脈寬調制電路，正弦脈寬調制電路的輸出經驅動電路驅動IGBT，IGBT的輸出經降壓升流變壓器后濾波電路后輸出至負載，所述傳感電路由設置于負載回路中的電流互感器及與電流互感器連接的A/D采集電路構成，A/D采集電路的輸出連接至控制單元的輸入接口。
2.根據權利要求1所述的工頻大量程交變恒流源，其特征在于所述降壓升流變壓器的初次級匝比在15∶1至25∶1之間。
專利摘要本實用新型公開了一種工頻大量程交變恒流源，其特征在于由交流—直流—交流電子逆變電路和降壓升流變壓器構成，正弦脈寬調制電路的輸出經驅動電路驅動IGBT，IGBT的輸出經降壓升流變壓器后濾波電路后輸出至負載，所述傳感電路由設置于負載回路中的電流互感器及與電流互感器連接的A/D采集電路構成，A/D采集電路的輸出連接至控制單元的輸入接口。本實用新型精度高響應速度快，輸出電流峰值可達1500安培，能夠滿足接觸器、斷路器等出廠檢驗時大電流測試的要求。
文檔編號H02M5/00GK2850131SQ20052007799
公開日2006年12月20日 申請日期2005年11月22日 優先權日2005年11月22日
發明者陳小平, 趙鶴鳴, 周江, 陳紅仙 申請人:蘇州大學