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亿发娱乐:一种工频正弦平顶波电源的研究

作者:佚名    发布时间:2019-06-11 12:02     浏览次数 :

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在超高压输电线路中采用串联补偿技术,用串联电容器的容抗补偿部分输电线路的感抗,可以大大提高线路的传输容量[ 1]。 当串联补偿电路出现故障时,金属氧化物变阻器(mov)-氧化锌变阻器起作用并限制串联补偿电容器两端的电压,以保护器件的可靠运行。 火花隙是保护MOV和电容器组的关键设备,对火花隙运行的可靠性要求极高。。 然而,在实际运行中,火花隙已经误操作多次,误操作的原因仍不清楚。。 例如,2负载调整率测试电流限值007年7月11日,串联补偿工程东三线B相区外发生单相接地故障,B相间隙在没有接地控制保护触发命令的情况下放电。 间隙的自放电电压设定值为4采样反馈70千伏(瞬时值)。 从故障记录图中获得线路故障时电容器组两端的瞬时电压波形图。 如图1所示。 1、最高值为210千伏,远远低于间隙的自放电水平R1和C1构成噪声增益相位补偿电路,R2与C2并联构成反馈零相位补偿电路,提高功率放大器的稳定性 故障期间,火花隙两端的波形类似于工频正弦平顶波[2]2 这篇文章的地址是从表中可以看出,输出电压为0 eepw3com参考 cn/article/201612/ 328277。html文件的后缀 火花隙的这种自放电是否与过电压波形和相关程度有关,需要通过试验进行测试和验证。为了研究工频正弦平顶波电压作用下火花隙的自放电特性,有必要研制一种能产生工频正弦平顶波的大功率测试电源。 1方案演示 本文的方案是利用微处理器和大功率运算放大器芯片设计一种工频正弦平顶波电源,通过变压器直接升压实现火花隙放电所需的高压工频正弦平顶波。具体电路如图1所示。2。工频正弦平顶波电源是主电路的重要组成部分,对整个测试电源的性能起着关键作用。 2系统实施 该电源由信号发生器、功率放大器、限流装置和采样反馈等组成。 信号发生器采用AT89C52单片机实现整体控制。峰值可调工频正弦平顶波由数模转换器产生。经过滤波和隔离后,电压和功率由基于PA52设计的功率放大器放大。峰值检测电路和模数转换器用于实现闭环控制。 2。1个信号发生器 我国生产的大多数信号发生器由分立元件和模拟集成电路组成,不仅体积庞大,而且难以进一步提高可靠性和精度。 只能产生规则波形,如方波、三角波和正弦波,不能满足[3]的测试要求。本文设计了一种基于单片机的工频正弦平顶波信号发生器。如图1所示。3、其优点是频率稳定性高,电压精度高。 整个系统的设计结构分为控制电路和数据处理电路。控制电路由AT89C52单片机为核心,外围电路组成。主要完成人机对话、数据接口、信息显示和数据处理电路控制等功能。数据处理电路主要包括波形输出电路、幅度控制电路和滤波电路。 2.1。1波形输出电路 数模转换的瞬态毛刺、非线性和数字噪声已成为影响输出波形精度的主要因素。因此,在选择数模转换芯片时,除了字长和转换速度之外,还应考虑数模的非线性和噪声特性。综合各种因素后,选择钛公司的DAC1230。它将单片机的波形数据转换成相应的模拟信号,然后与两级放大器[4-5]配合,输出8 V的正弦平顶波形。 2.1。2振幅控制电路 DAC0832内部的电阻分压器网络用作数控电位计。DAC0832的基准电压使用AD581芯片提供10倍精度。00 V,其输出电压为: V=(N/256)×10 V (1) 其中n是单片机输入的幅度控制字。 输出电压为DAC1230提供参考电压,从而实现波形的幅度调整。 2.1。3滤波电路 基于离散数字序列到模拟信号的数模转换,波形发生器有其固有的优点,但也有复杂频谱成分和杂波的缺点。在波形发生器中,滤波器在保持有效分量和抑制杂波方面发挥作用。滤波器的设计主要从两个方面考虑,一是低通滤波器本身的传亿发娱乐输特性,二是系统输出信号的频谱结构。通过Matlab信号频谱分析和实际测试结果,选择截止频率为500赫兹的一阶无源低通滤波器,可以达到良好的滤波效果。 2。2个功率放大器 数模转换器的输出电压和电流相对较低,不足以驱动变压器升压。因此,电压和电流应该被放大,也就是说,功率应该被放大。功率放大器可以由分立元件组成,或者可以由集成电路实现。由分立元件组成的功率放大器电路复杂且难以调试,其可靠性和功率放大性能不理想。集成功率放大器中的集成厚膜器件参数稳定,无需调整,信噪比低,电路布局合理,外围电路简单,并增加散热片解决散热问题。 因此,APEX的集成功率放大器芯片PA52将用于功率放大器的设计,以提高器件的可靠性和稳定性。PA52采用金属氧化物半导体场效应晶体管构成放大电路,具有低漂移、低噪声和高转换率的特点。 该芯片采用共源共栅放大器电路结构,混合集成电路由氧化铍衬底厚膜电路、陶瓷电容和半导体芯片组成,具有高可靠性、电绝缘性和高精度[6]。其最大转化率可达50 V/? Zi s,最大峰值电流80安,最大内部功耗400瓦,最大输出电压峰峰值200伏。 功率放大电路采用两级放大结构,如图1所示。4。电路中功率放大器芯片PA52的输入失调电压对电源系统的性能有很大影响。输入失调电压是由运算放大器内部元件的不平衡特性引起的,特别是输入级的两个晶体管。PA52的输入失调电压高达5 mV。为了实现电源的高精度,设置了一个预低压误差放大器OP07,以获得较小的输入失调电压,并将输入失调电压降至75 μV以下。后置功率放大器PA52的目的是获得大的输出功率特性。两个放大环节串联构成复合负反馈放大电路,输出电阻很小,因此电路具有很强的负载承载能力。 PA52功率放大器芯片提供独立的输入级电源引脚VB和输出级电源引脚VS,输入级电源可以高于输出级,从而使输出电压接近电源电压,获得更大的功率[7]。 D1、D2和D6 D5是高速开关二极管,将运算放大器的输入限制在0。7伏用于运算放大器的输入保护。D3、D4和D7、D8是快速恢复二极管,可以使瞬态高压信号从电源旁路通过二极管流到地,从而保护功率放大器的输出端。同时,电源旁路增加了两个瞬态抑制器(TVS),其反向电压应略大于放大器的正常工作峰值电压,以防止从快速恢复二极管流入电源旁路的瞬态高压信号损坏电源[8]。 R2、R5、R3和R4是反馈电阻,它们决定了。。。 。。 2。限流装置采用基于霍尔效应的线性电流传感器ACS712,将采样电流转换成模拟电压输出,可以轻松调节过流信号的临界点,电流测量范围可以达到30a·[9] 其基本原理是:当流经ACS712引脚1和2至引脚3和4的电流持续上升时,ACS712引脚7的输出电压持续上升。当大于比较器LM393引脚2设定的电压值时,比较器LM393的输出由低电平变为高电平,RS触发器的非端q立即由高电平变为低电平,单片机控制系统检测引脚P3。对于电平2的下降沿,采用相应的保护策略,信号发生器的输出立即关断,功率放大器的输出也随之降低,输出电流也随之降低,起到了限流的作用。关闭信号发生器后,在信号发生器继续工作之前,必须通过按键发出清除命令。如图1所示。5。5。 2。为了进一步提高输出精度,电源还增加了电压闭环控制 对输出电压值进行电阻分压后,峰值检测电路得到平顶波电压的峰值,并通过模数转换得到电压反馈值Vf。单片机将电压给定值Vp和反馈值Vf进行比较计算误差,采用数字增量PID算法进行控制,改变控制器的输出值,使输出电压幅值相应变化,从而实现电压源的闭环控制。3实验结果。 图6显示了最大幅度为80 V的输出电压波形 从图中可以看出,波形没有交叉失真,非线性失真很小。。。 误差约为5%。原因在于数模转换误差和功率放大器电路外部噪声干扰引起的输出电压幅度波动。输出频率的偏差主要受晶体振荡器的稳定性和印刷电路板对系统电路的影响。。。 3。为了测量电压源的动态性能,在电压源工作期间,负载(高功率电阻器)被动态地输入或移除,并且电压幅度值被一个接一个地记录 表2显示了给定输出电压幅度为80 V时,不同负载对应的实际电压值。从该表可以看出,当负载变化时,输出电压可以保持在0。稳定性为375%。本文的创新之处在于设计了一种基于单片机控制的工频正弦平顶波电源。 输出电压可以根据需要输入输入面板,实现输出电压的任意调节和电压波形的高精度。运行稳定可靠,能耗低,长期运行。 电源的最大输出功率可达千瓦,完全满足火花隙测试的要求。本实用新型价值高,仅通过修改代码即可作为产生任意波形的电压电源。 。。 [1]周肖鑫、郭建波、林纪明等人 电力系统可控串联补偿[。北京:科学出版社,2009。[2]中国电力研究所。 系列补偿装置火花间隙误操作调查报告[。北京:中国电力研究所,2009。泛梁静。 可编程任意波形功率驱动器的开发[。南京:南京理工大学,2004。吕勇军。 高功率程控三相电源PA03[J]。电力技术应用,2004,13 (10): 35-38。张玉保、曹惠云、张斌。 基于单片机的数控恒流源设计[[]。电气测量与仪器,2011,48 (546): 75-78。[6]顶点微技术公司。 功率运算放大器[EB/OL]。[2011-03-08]。com/wpcontent/uploads/2012/08/apexpoweropamps _ 0811-2。com/WP-content/uploads/2012/10/AN01U _ J。 apexanalog。活力。[7]顶点微技术公司。 一般操作注意事项[EB/OL]。[2012-10-22]。快板。http://www。apexanalog。[8]快板微系统公司。pdf。 ACS712数据表[EB/OL]。[2006-07-25]。http://www。http://www。q = ACS712-数据表。。com/searchresults。aspx?