[發明專利]一種基于鎖相放大算法的高壓電源紋波測量分析系統

在審

• 申請號: 202011251058.5
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112485697A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 王自鑫;李文哲;侯林汛;陳弟虎;韓海濤;胡德林;張錫斌
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01R31/40
• 分類號: G01R31/40;G01R23/165;G01R1/30
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

1.一種基于鎖相放大算法的高壓電源紋波測量分析系統，其特征在于：所述的高壓電源紋波分析系統包括高壓輸入電路、隔直放大電路、濾波增益補償電路、模數轉換電路、數字信號處理電路；其中，

所述的高壓輸入電路，用于接入待測高壓電源的信號，并為高壓電源提供不同的負載，實現對不同負載下的紋波特性測量；

所述的隔直放大電路，用于隔離直流高壓，并將交流紋波放大；

所述的濾波增益補償電路，用于對放大后的交流紋波采集得到的模擬紋波信號進行頻帶限制；

所述的模數轉換電路，用于將濾波增益補償電路所采集的模擬紋波信號轉換為數字信號；

所述的數字信號處理電路，采用基于鎖相放大算法對得到的數字信號進行采集和處理，并將采集到的數字信號的頻帶進一步限制。

2.根據權利要求1所述的基于鎖相放大算法的高壓電源紋波測量分析系統，其特征在于：所述的高壓電源紋波分析系統還上位機紋波分析裝置，所述的上位機紋波分析裝置對數字信號處理電路處理的結果進一步分析；并顯示采集到的紋波信號的波形。

3.根據權利要求2所述的基于鎖相放大算法的高壓電源紋波測量分析系統，其特征在于：所述的高壓輸入電路包括帶保護的高壓輸入接頭、由多路開關加功率電阻串聯而成的可調負載電路；

所述的帶保護的高壓輸入接頭接入高壓電源后，通過可調負載電路輸入隔直放大電路，并通過選通多路開關實現測量不同負載下的紋波特性。

4.根據權利要求3所述的基于鎖相放大算法的高壓電源紋波測量分析系統，其特征在于：所述的多路開關采用若干個單刀雙擲繼電器串聯實現多路選擇。

5.根據權利要求4所述的基于鎖相放大算法的高壓電源紋波測量分析系統，其特征在于：所述的隔直放大電路包括用于濾除高壓直流信號的二階高通濾波電路、用于將交流紋波放大的運算放大器A1、防止過沖浪涌損害運算放大器的單刀雙擲繼電器、接地電阻(305)、第一比例放大電阻(306)、第二比例放大電阻(307)；

所述的二階高通濾波電路的輸入端接入高壓輸入電路的輸出端；所述的二階高通濾波電路的輸出端接單刀雙擲繼電器的一個選通端；

所述的單刀雙擲繼電器的另一端選通端通過接地電阻(305)接地；

所述的單刀雙擲繼電器的中心端口接運算放大器A1的正輸入端；

所述的第一比例放大電阻(306)、第二比例放大電阻(307)依次串聯后運算放大器A1的輸出端；

所述的運算放大器A1的負輸入端接在第一比例放大電阻(306)、第二比例放大電阻(307)之間；

所述的運算放大器A1的輸出端將放大后的交流紋波信號傳輸給濾波增益補償電路。

6.根據權利要求5所述的基于鎖相放大算法的高壓電源紋波測量分析系統，其特征在于：所述的濾波增益補償電路包括依次串聯的有源高通濾波電路、無源低通濾波電路；所述的運算放大器A1的輸出端與有源高通濾波電路的輸入端連接；所述的無源低通濾波電路的輸出端與模數轉換電路的輸入端連接。

7.根據權利要求6所述的基于鎖相放大算法的高壓電源紋波測量分析系統，其特征在于：所述的有源高通濾波電路采用10階巴特沃斯濾波器，所述的10階巴特沃斯濾波器采用5級Sallen-Key電路結構，每級所述的Sallen-Key電路結構包括獨立的增益補償電路，保證輸出模擬信號與輸入模擬信號的幅值比例是10:1。