[發明專利]一種精確連續調頻的高壓方波脈沖電源

在審

• 申請號: 202111423100.1
• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN113991986A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 錢三來;劉志遠;藍龍彪;文裕;蘇義頂;趙婕;韋晨
• 申請（專利權）人: 桂林賽盟檢測技術有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02M1/38;H02M5/458;H02M9/06
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

本發明公開一種精確連續調頻的高壓方波脈沖電源，由空開、調壓器、工頻變壓器、整流濾波器、IGBT全橋逆變單元、方波脈沖變壓器、人機界面、IGBT驅動單元組成；所述IGBT全橋逆變單元由4個場效應管V1?V4組成；所述IGBT驅動單元由可編程控制器、雙路死區產生電路和4個驅動器組成。可編程控制器輸出一個頻率連續精準可調的方波脈沖信號，并通過死區發生芯片來產生兩路帶有死區的互補驅動信號，互補驅動信號通過隔離驅動芯片驅動大功率IGBT組成的逆變橋，從而實現頻率在1kHz～20kHz寬范圍內自動連續可調或在某一固定頻率下穩定輸出。

技術領域

本發明涉及電源技術領域，具體涉及一種精確連續調頻的高壓方波脈沖電源。

背景技術

高壓方波脈沖電源將電網電壓通過調壓器調壓、變壓器隔離升壓、整流、濾波成直流電壓，再由四個大功率的IGBT組成逆變全橋，將直流電壓逆變成方波脈沖電壓，方波脈沖電壓再通過方波脈沖變壓器升壓至所需的電壓值。高壓方波脈沖電源主要用于電機牽引、風力發電、新能源汽車等領域使用的變頻電機絕緣結構的電壽命評定。試驗時，高壓方波脈沖電源由調壓器從零開始升壓調節，通過整流、逆變、升壓達到試驗所需電壓值后停止調壓，保持此調壓位置不變，直到試樣破壞或達到預先設定的試驗時間后結束試驗。根據試樣的類別不同所需試驗電壓峰峰值和頻率不同。然而，目前的高壓方波脈沖電源卻存在寬范圍自動調節頻率比較困難且穩定性不佳的問題，從而影響電壽命評定的實驗結果。

發明內容

本發明所要解決的是現有高壓方波脈沖電源寬范圍自動調節頻率比較困難且穩定性不佳的問題，提供一種精確連續調頻的高壓方波脈沖電源。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種精確連續調頻的高壓方波脈沖電源，由空開、調壓器、工頻變壓器、整流濾波器、IGBT全橋逆變單元、方波脈沖變壓器、人機界面、IGBT驅動單元組成；所述IGBT全橋逆變單元由4個場效應管V1-V4組成；所述IGBT驅動單元由可編程控制器、雙路死區產生電路和4個驅動器組成；

外部電源經由空開與調壓器的輸入側連接，調壓器的輸出側連接工頻變壓器的輸入側，工頻變壓器的輸出側與整流濾波器的輸入正端和輸入負端連接；整流濾波器的輸出正端連接場效應管V1的漏極和場效應管V3的漏極，整流濾波器的輸出負端連接場效應管V4的源極和場效應管V2的源極；場效應管V3的源極和場效應管V2的漏極共同連接方波脈沖變壓器的輸入側的正端，場效應管V1的源極和場效應管V4的漏極共同連接方波脈沖變壓器的輸入側的負端；方波脈沖變壓器的輸出側與待測試樣連接；人機界面與可編程控制器連接，可編程控制器的調壓控制端與調壓器的控制端連接，可編程控制器的時鐘控制端與雙路死區產生電路的輸入端連接；雙路死區產生電路的Q’輸出端連接第一驅動器和第二驅動器的輸入端，雙路死區產生電路的Q輸出端連接第三驅動器和第四驅動器的輸入端；第一驅動器的輸入端連接場效應管V1的柵極，第二驅動器的輸入端連接場效應管V2的柵極，第三驅動器的輸入端連接場效應管V3的柵極，第四驅動器的輸入端連接場效應管V4的柵極。

上述方案中，雙路死區產生電路由6個異或非門U1A-U1D、U2A-U2B，電阻R1-R2和電容C1-C2組成；異或非門U1A的2個輸入端，以及異或非門U2A的其中一個輸入端相連形成與雙路死區產生電路的輸入端；異或非門U1A的輸出端連接電阻R1的其中一端、異或非門U1B的2個輸入端、以及異或非門U2B的其中一個輸入端；電阻R1的另一端連接電容C1的其中一端、異或非門U2C的2個輸入端；異或非門U2C的輸出端連接異或非門U2A的另一個輸入端；異或非門U2A的輸出端形成雙路死區產生電路的Q’輸出端；異或非門U1B的輸出端連接電阻R2的其中一端，電阻R2的另一端連接電容C2的其中一端、以及異或非門U1D的2個輸入端；異或非門U1D的輸出端連接異或非門U2B的另一個輸入端；異或非門U2B的輸出端形成雙路死區產生電路的Q輸出端；電容C1和電容C2的另一端接地。