[實用新型]一種直流電源輸出阻抗測量裝置

有效

• 申請號: 201220464723.3
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN202837406U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 梅高峰;劉民;孫毅;金光遠;郝慧萍
• 申請（專利權）人: 北京東方計量測試研究所
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤;王鍵

1.一種直流電源輸出阻抗測量裝置，其特征在于，包括測試頻點電壓相量提取模塊、測試頻點電流相量提取模塊、小電流激勵負載模塊、掃頻相量分析模塊和控制計算機；所述測試頻點電壓相量提取模塊和測試頻點電流相量提取模塊分別連接掃頻相量分析模塊的電壓輸入端和電流輸入端，所述掃頻相量分析模塊的信號輸出端連接小電流激勵負載模塊，所述掃頻相量分析模塊還和控制計算機連接；所述測試頻點電壓相量提取模塊連接至在被測電源連接負載的電源母線上選取的測試截面的電壓采樣端，提取被測電源兩端頻率為ω的電壓信號的幅度和相位，所述測試截面為在被測電源與負載之間朝著電源方向看的橫切面，所述測試頻點電流相量提取模塊采用非接觸方式從電源母線上提取通過測試截面流向被測電源的頻率為ω的電流信號的幅度和相位，所述小電流激勵負載模塊連接在被測電源的負載端，通過所述掃頻相量分析模塊輸出一定幅度的頻率為ω的正弦激勵信號，在被測電源的負載端引入一個對電源施加擾動的頻率為ω的正弦波電流負載，所述掃頻相量分析模塊根據接收的電壓信號的幅度和相位和電流信號的幅度和相位，計算出在所述測試截面的被測電源在頻率ω時的輸出阻抗的幅度值和相位值；控制計算機控制掃頻相量分析模塊的輸出頻率ω并接收掃頻相量分析模塊的計算結果進行存儲和后期處理。

2.根據權利要求1所述的直流電源輸出阻抗測量裝置，其特征在于，所述掃頻相量分析模塊的信號輸出端還連接開路／短路／負載校準激勵信號輸出模塊，所述開路／短路／負載校準激勵信號輸出模塊在進行開路／短路／負載校準時連接在負載端，用于在被測電源和負載以及小電流激勵負載模塊都從電源母線上斷開后輸出激勵信號至測試截面；所述開路／短路／負載校準激勵信號輸出模塊包括負反饋運算放大器，運算放大器的正輸入端通過加法器連接掃頻相量分析模塊的信號輸出端和取模值以及加直流偏置電路，運算放大器的輸出端串聯二極管，二極管的正極輸入端連接限壓保護電路，二極管的負極輸出端通過校準開關連接測試截面的電壓采樣端。

3.根據權利要求1或2所述的直流電源輸出阻抗測量裝置，其特征在于，所述測試頻點電壓相量提取模塊包括與測試截面電壓采樣端連接的第一隔直電容和第二隔直電容，第一隔直電容和第二隔直電容分別連接第一信號輸入緩沖電路和第二信號輸入緩沖電路，第一信號輸入緩沖電路和第二信號輸入緩沖電路再同時連接差分放大電路，差分放大電路連接掃頻相量分析模塊的電壓輸入端。

4.根據權利要求1或2所述的直流電源輸出阻抗測量裝置，其特征在于，所述測試頻點電流相量提取模塊包括低頻測試頻點電流相量提取模塊，所述低頻測試頻點電流相量提取模塊包括一個由高磁導率的磁環制作的電流互感器，所述電流互感器上分別繞有次級感應繞組以及直流抵償繞組，所述次級感應繞組依次連接電流電壓轉換電路和信號調理及頻率補償電路，信號調理及頻率補償電路連接掃頻相量分析模塊的電流輸入端；所述直流抵償繞組通過依次連接的直流電路驅動電路和低通濾波電路連接直流電流測量器件，所述直流電流測量器件把測得的母線電流信號轉換成電壓信號，通過低通濾波電路濾除交流成分后，再通過直流電路驅動電路給直流抵償繞組輸出一個能抵消電源母線的直流電流在電流互感器中產生的磁感應強度的直流電流。

5.根據權利要求1或2所述的直流電源輸出阻抗測量裝置，其特征在于，所述測試頻點電流相量提取模塊包括高頻測試頻點電流相量提取模塊，所述高頻測試頻點電流相量提取模塊包括一個由低磁導率的磁環制作的電流互感器，所述電流互感器上繞有次級感應繞組，所述次級感應繞組依次連接電流電壓轉換電路和信號調理及頻率補償電路，信號調理及頻率補償電路連接掃頻相量分析模塊的電流輸入端。

6.根據權利要求1或2所述的直流電源輸出阻抗測量裝置，其特征在于，所述小電流激勵負載模塊包括由運算放大器、場效應晶體管、取樣電阻組成的負反饋閉環控制與驅動電路，運算放大器的正輸入端通過加法器連接掃頻相量分析模塊的信號輸出端和取模值電路，運算放大器的輸出端連接場效應晶體管的控制極，場效應晶體管的一個輸出極通過限流與熔斷保護電路連接被測電源正極，另一個輸出極通過取樣電阻連接被測電源負極。

7.根據權利要求1或2所述的直流電源輸出阻抗測量裝置，其特征在于，所述掃頻相量分析模塊包括數字邏輯器件，所述測試頻點電壓相量提取模塊和測試頻點電流相量提取模塊分別依次通過輸入信號調理電路和模數轉換電路連接所述數字邏輯器件，所述數字邏輯器件依次通過數模轉換電路和輸出信號調理電路連接所述小電流激勵負載模塊或開路／短路／負載校準激勵信號輸出模塊；所述數字邏輯器件包括與時鐘芯片連接的DDS直接數字式頻率合成單元，所述DDS直接數字式頻率合成單元通過乘法器分別連接正弦積分模塊和余弦積分模塊，DDS直接數字式頻率合成單元輸出的兩路頻率為ω的正交信號sin(ωt)和cos(ωt)分別與輸入給數字邏輯器件的電壓數字信號U(t)和電流數字信號I(t)相乘后再分別送入正弦積分模塊和余弦積分模塊，所述正弦積分模塊和余弦積分模塊連接相量除法運算模塊，所述相量除法運算模塊通過通訊接口與控制計算機連接；所述DDS直接數字式頻率合成單元還連接所述數模轉換電路，將生成的頻率為ω的sin(ωt)信號或cos(ωt)信號輸出給數模轉換電路；所述DDS直接數字式頻率合成單元通過通訊接口與控制計算機連接，由控制計算機控制DDS直接數字式頻率合成單元的輸出頻率。