[實用新型]一種基于MOSFET的自動變匝比電壓互感器

有效

• 申請號: 202020629769.0
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN211628882U
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 劉珺
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: H01F27/42
• 分類號: H01F27/42;H01F38/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于MOSFET的自動變匝比電壓互感器，包括電壓互感器本體、采樣控制電路、驅動電路與輔助電源。電壓互感器隨著原邊電壓變化而相應改變匝比可有效地抑制其出口電壓的變化范圍，使電壓互感器副邊的后續電路得以簡化。本實用新型可用于電壓變化范圍大的工況下進行電壓采樣，由于采用變匝比技術有利于提高不同電壓范圍下的采樣精度，采用自動控制增強了實用性與控制靈活性。本實用新型實現電壓互感器副邊匝數的自動調節，有利于在不同原邊電壓大小的情況下通過副邊匝數自動調節來約束或調整副邊輸出電壓的變化范圍，從而有利于簡化后續電路設計，也可以提高不同電壓大小范圍下的采樣精度。

技術領域

本實用新型涉及電壓互感器領域，尤其涉及一種基于MOSFET的自動變匝比電壓互感器。

背景技術

電壓互感器應用廣泛，當電壓互感器的原邊電壓變化范圍過大時，副邊出口電壓變化范圍過大，導致后續電路處理困難。如電壓互感器隨著原邊電壓變化而相應改變匝比可有效地抑制其出口電壓的變化范圍，使電壓互感器副邊的后續電路得以簡化。

金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)是一種具備雙向導通能力的全控型功率器件，且導通壓降與導通阻抗均較小，適合充當可控開關。如采用繼電器充當開關，繼電器屬于機械開關，運行中可能產生電弧，安全性差且使用壽命短，也不適合應用于戶外或環境相對苛刻的工作條件下。考慮到目前可控硅(SCR)與絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或其它功率器件導通壓降或導通阻抗較高，不推薦進行此應用，氮化鎵(GaN)器件是一種很有前途的功率器件但目前價格較高且驅動控制相對復雜，如有成本考量也不推薦。

本實用新型一種基于MOSFET的自動變匝比電壓互感器可用于電壓變化范圍大的工況下進行電壓采樣，由于采用變匝比技術有利于提高不同電壓范圍下的采樣精度，采用自動控制增強了實用性與控制靈活性。本實用新型可用于電壓互感器也可用于普通的可變匝比變壓器，適用于各類電氣相關行業。

發明內容

本實用新型的目的是，為了解決當電壓互感器的原邊電壓變化范圍過大時，導致副邊出口電壓變化范圍過大，或者由此引起不同電壓范圍下精度降低的問題。本實用新型提出一種基于MOSFET的自動變匝比電壓互感器，隨著原邊電壓變化而自動改變匝比以抑制副邊出口電壓的變化范圍，提高采樣精度。

實現本實用新型的技術方案是，本實用新型一種基于MOSFET的自動變匝比電壓互感器包括：

電壓互感器本體，副邊線圈由具備多個匝數相同或不同的子線圈串聯構成，各個子線圈除一個子線圈外，其余子線圈采用某種方式與交流開關聯結且通過對交流開關的通斷控制，可實現控制副邊線圈的實際工作匝數。

所述交流開關，將兩個同型號的金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)反向串聯聯結而成，兩個金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)的柵極聯結在一起構成交流開關交流的柵極G，兩個金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)的源極聯結在一起構成交流開關的源極S，兩個金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)共用同一個驅動，驅動施加于G、S兩端，兩個金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)的漏極D₁、D₂與外部電路聯結構成交流開關主通道。

采樣控制電路，對電壓互感器本體的副邊線圈輸出電壓進行采樣，根據輸出電壓的大小向驅動電路發出通斷指令以自動控制線圈的匝數，并向發出通訊指令告知后續電路電壓互感器變比的相應變化；

驅動電路，實現交流開關的通斷驅動控制；

輔助電源，向驅動電路與采樣控制電路提供所需的電源。

本實用新型的有益效果是，本實用新型一種基于MOSFET的自動變匝比電壓互感器，實現電壓互感器副邊匝數的自動調節，有利于在不同原邊電壓大小的情況下通過副邊匝數自動調節來約束或調整副邊輸出電壓的變化范圍，從而有利于簡化后續電路設計，也可以提高不同電壓大小范圍下的采樣精度。