一种高频逆变电路的制作方法

1.本发明属于电力领域，根据的说涉及一种高频逆变电路。


背景技术：

2.在节能环保之大环境要求下，高压以及超高压输电配电事业在我国得到了大力的支持与发展。髙压电力电缆作为电能传输的主要载体，其生产与研发工作也随之大范围的展开，大量的高压电力电缆被生产与敷设。然而，在电力电缆生产过程或敷设过程中难免发生误操作而破坏电缆的绝缘层，导致其绝缘性能下降，如未及时对电缆绝缘水平进行检测，在随后的输电过程中发生短路等故障的几率大大增加，造成严重的经济损失。即使生产或敷设过程中未发生任何误操作，在电缆正常使用过程中，受周围环境的影响，电缆绝缘层随着时间推移将有水树形成，致使电缆绝缘性能下降，电缆寿命降低，严重时会引起电缆对地短路，从而造成大面积停电，不但影响工作生活，更有可能引发重大事故及人员伤亡。由此可见，高压电力电缆的绝缘水平是电缆能否正常工作的决定性因素。随着高压电力电缆被广泛的应用，对高压电力电缆绝缘水平监测及检测的相关方法及设备的要求也越来越高。除了质量，精度及稳定性等要求外，便携性的要求也随之提高，既要节约维修及测试成本，又要减少运输费用及人力费用。
3.虽然己有相关的高压发生器可以满足这两种常规检测的需求，但其体积与重量较大，无法满足便携性的要求。


技术实现要素：

4.本发明釆用高频逆变技术及数字化控制方法研制了一种高频逆变电路，该电路可以运用于超低频正弦波高压发生器及冲击直流高压发生器。前者用于高压电缆的预防性试验，后者用于高压电缆的故障定位，并且采用本发明的逆变电路能够让高压发生器实现便携性的前提下，也能够让高压发生器的精度得到保障。
5.为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：所述的高频逆变电路包括用于输入的低压交流电变成直流电压的低压整流电路，用于将低压直流电逆变成高频交流电的高频逆变电路，用于对高频交流电进行放大的隔离变压器，用于将高频高压交流电转换成高频高压直流电压的高压整流电路；所述的低压整流电路输入端与220v市电输入端练级，低压整流电路输出端与高频逆变电路输入端连接，高频逆变电路输出端与隔离变压器初级侧连接，隔离变压器次级侧与高压整流电路连接。
6.进一步地，所述的低压整流电路包括全桥整流电路z1，滑动变阻器res、电阻r1、电阻r2以及电容c1-c3,所述的全桥整流电路z1的两端与220v输入电压正负极连接；电阻r1和电阻r2串联，电容c1和电容c2串联，然后电阻r1与电容c1并联，电阻r2和电容c2并联；全桥整流电路z1的正极与滑动变阻器res一段串联，全桥整流电路z1的负极与电阻r2、电容c2以及电容c3的一端连接，滑动变阻器res的另一端与电阻r1、电容c1以及电容c3的另一端连
接，形成并联。
7.进一步地，所述的高频逆变电路包括控制电路、驱动变压器t2、电阻r3-r7、电容c4-c7、mos管q1-q2、场效应二极管d1-d4组成；所述的逆变电路还包括控制电路，所述的控制电路用于控制高频逆变电路的工作，控制电路与高频逆变电路连接；所述的控制电路输出端与驱动变压器t2的初级侧连接，驱动变压器t2的次级侧分为上半部分部分和下半部分，其中上半部分的一端与电阻r3串联，然后在与电阻r4、电容c4的一端以及mos管q1的栅极连接，mos管q1的源极与二极管d1的一端连接，二极管d1与二极管d3的另一端与滑动变阻器res连接，mos管q1的漏极与二极管d3、电容c6、电阻r4、电容c4的一端连接后再与驱动变压器t2次级侧的上半部分另一端连接，电阻r4与电容c4形成并联；所述的驱动变压器t2的次级侧下半部分一端与电阻r5串联，然后与电容c5、电阻r6的一端以及m0s管q2的栅极连接，mos管q2的源极与二极管d2的一端连接，二极管d2的另一端与mos管q1的漏极以及二极管d4的一端连接，mos管q2的漏极与电阻r6、电容c5、二极管d4、电阻r7的一端连接，然后在于驱动变压器t2次级侧的下半部分另一端连接，电阻r7的另一端与电容c7的一端连接后，电容c7的另一端在于电容c6连接；进一步地，所述的电容c6与隔离变压器t1的初次侧一端连接，隔离变压器t1的初次侧另一端与mos管q2的漏极连接。
8.进一步地，所述的高压整流电路包括由二极管d5-d8构成的全桥整流电路、电容c8，所述的二极管d5与二极管d7串联后再与二极管d6与二极管d8串联后的电流并联，形成全桥整流电路，然后在于电容c8并联；所述的隔离变压器t1次级侧一端与二极管d5以及二极管d7的一段连接，隔离变压器t1次级侧另一端与二极管d6以及二极管d8的一段连接，经过电容c8的滤波后在作为高压直流电输出。
9.进一步地，所述的控制电路采用主控采用tl494芯片，包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于半桥、全桥式开关电源，是一种比较理想的脉冲控制器；tc4424a是双路 mosfet驱动器，具有更高的峰值输出电流驱动能力、更低的导通电流以及很强的抗干扰能力。
10.本发明有益效果：本发明釆用高频逆变技术及数字化控制方法研制了一种高频逆变电路，该电路可以运用于超低频正弦波高压发生器及冲击直流高压发生器。前者用于高压电缆的预防性试验，后者用于高压电缆的故障定位，并且采用本发明的逆变电路能够让高压发生器实现便携性的前提下，也能够让高压发生器的精度得到保障。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图图1为本发明电路框图；
图2为本发明电路原理图；图3为本发明控制电路原理图。
具体实施方式
12.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
13.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
14.本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。
15.如图1所示，所述的高频逆变电路包括用于输入的低压交流电变成直流电压的低压整流电路，用于将低压直流电逆变成高频交流电的高频逆变电路，用于对高频交流电进行放大的隔离变压器，用于将高频高压交流电转换成高频高压直流电压的高压整流电路；所述的低压整流电路输入端与220v市电输入端练级，低压整流电路输出端与高频逆变电路输入端连接，高频逆变电路输出端与隔离变压器初级侧连接，隔离变压器次级侧与高压整流电路连接。
16.通过采用高频逆变技术实现隔离功率的传输，通过使用高压线作为次级绕组导线实现高低电位的隔离。相比于工频隔离变压器模式，该方案工作在高频开关状态，系统中变压器及整流滤波元件体积和重量相比于工频模式大大减小，同时在结构设计上不需采用高压油箱亦可实现更高隔离电压的要求。 高频高压隔离电源工作原理如图1所示，输入交流电经低压端整流滤波电路转化为300ｖ直流电，直流电经高频逆变电路转化成高频交流电输入到高频变压器初级，在次级即可得到对应电压的高频高压电，再经高压端整流滤波电路即可得到符合相关要求的高压直流隔离供电。
17.如图2所示，所述的低压整流电路包括全桥整流电路z1，滑动变阻器res、电阻r1、电阻r2以及电容c1-c3,所述的全桥整流电路z1的两端与220v输入电压正负极连接；电阻r1和电阻r2串联，电容c1和电容c2串联，然后电阻r1与电容c1并联，电阻r2和电容c2并联；全桥整流电路z1的正极与滑动变阻器res一段串联，全桥整流电路z1的负极与电阻r2、电容c2以及电容c3的一端连接，滑动变阻器res的另一端与电阻r1、电容c1以及电容c3的另一端连接，形成并联。
18.所述的高频逆变电路包括控制电路、驱动变压器t2、电阻r3-r7、电容c4-c7、mos管q1-q2、场效应二极管d1-d4组成；所述的逆变电路还包括控制电路，所述的控制电路用于控制高频逆变电路的工作，控制电路与高频逆变电路连接；所述的控制电路输出端与驱动变压器t2的初级侧连接，驱动变压器t2的次级侧分为上半部分部分和下半部分，其中上半部分的一端与电阻r3串联，然后在与电阻r4、电容c4
的一端以及mos管q1的栅极连接，mos管q1的源极与二极管d1的一端连接，二极管d1与二极管d3的另一端与滑动变阻器res连接，mos管q1的漏极与二极管d3、电容c6、电阻r4、电容c4的一端连接后再与驱动变压器t2次级侧的上半部分另一端连接，电阻r4与电容c4形成并联；所述的驱动变压器t2的次级侧下半部分一端与电阻r5串联，然后与电容c5、电阻r6的一端以及m0s管q2的栅极连接，mos管q2的源极与二极管d2的一端连接，二极管d2的另一端与mos管q1的漏极以及二极管d4的一端连接，mos管q2的漏极与电阻r6、电容c5、二极管d4、电阻r7的一端连接，然后在于驱动变压器t2次级侧的下半部分另一端连接，电阻r7的另一端与电容c7的一端连接后，电容c7的另一端在于电容c6连接；所述的电容c6与隔离变压器t1的初次侧一端连接，隔离变压器t1的初次侧另一端与mos管q2的漏极连接。
19.所述的高压整流电路包括由二极管d5-d8构成的全桥整流电路、电容c8，所述的二极管d5与二极管d7串联后再与二极管d6与二极管d8串联后的电流并联，形成全桥整流电路，然后在于电容c8并联；所述的隔离变压器t1次级侧一端与二极管d5以及二极管d7的一段连接，隔离变压器t1次级侧另一端与二极管d6以及二极管d8的一段连接，经过电容c8的滤波后在作为高压直流电输出。
20.工频 ac220v经桥式整流滤波后，将交流电变换为直流电，再通过q1、q2半桥逆变，将300v的高频交流电送到变压器t1初级a、b端，经隔离变压器t1隔离传输后次级得到相应的交流电压，再经过高频桥式整流滤波得到所需的直流电压v ，为高压隔离端的电源模块进行供电。四个二极管d1、d2、d3、d4的作用是为了屏蔽场效应管体二极管，提高电路的可靠性。主电路采用开环结构，主要目的是实现高低压端隔离， 靠高端的电源模块自身实现恒压恒流的指标要求如图3所示，控制电路实现的功能是产生控制信号，输出2组脉冲信号drivea、driveb经过驱动变压器t2后依次推动2只开关管的交替导通和关断，实现半桥逆变工作，原理如图3所示。主控采用tl494芯片，它是一款专用的脉宽调制（pwm）控制集成芯片，包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于半桥、全桥式开关电源，是一种比较理想的脉冲控制器。tc4424a是3a双路mosfet驱动器，具有更高的峰值输出电流驱动能力、更低的导通电流以及很强的抗干扰能力。为减少高低压之间的信号传递，省略了闭环调节环路，电源采用开环的设计方式，tl494工作在最大工作比输出、脉宽不可调状态，同时为了避免开关管的滞事效应造成瞬间导通而击穿开关管，在脉冲的序列之间留有一定的死区时间。
21.本发明釆用高频逆变技术及数字化控制方法研制了一种高频逆变电路，该电路可以运用于超低频正弦波高压发生器及冲击直流高压发生器。前者用于高压电缆的预防性试验，后者用于高压电缆的故障定位，并且采用本发明的逆变电路能够让高压发生器实现便携性的前提下，也能够让高压发生器的精度得到保障。
22.上述描述涉及各种模块，除非明确要求，本发明的范围不受实施例中明确提到的模块中的特定硬件和/或软件特性的限制。作为非限制性例子，本发明在实施例中可以由一种或多种处理器执行软件指令。需要指出的是，上文对各种模块的描述中，分割成这些模块，是为了说明清楚。然而，在实际实施中，各种模块的界限可以是模糊的。例如，本文中的任意或所有功能性模块可以共享各种硬件和/或软件元件。又例如，本文中的任何和/或所
有功能模块可以由共有的处理器执行软件指令来全部或部分实施。另外，由一个或多个处理器执行的各种软件子模块可以在各种软件模块间共享。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受各种硬件和/或软件元件间强制性界限的限制。
23.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。