一种交流恒流源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种交流恒流源系统，包括：AC/DC整流模块、DC/AC逆变模块、换能模块、电流检测模块、电压检测模块、数字控制模块，数字控制模块根据AC/DC整流模块的端口电压、换能模块的端口电压和输出电流控制DC/AC逆变模块，DC/AC逆变模块输出的高电压小电流电源经过换能模块转换成低电压大电流电源，换能模块输出交流恒定电流。本发明专利技术通过误差控制方法调节换能模块输出电流，保持输出交流电流与目标电流幅值、频率和相位一致，系统运行周期短、控制精确、实时性强、可靠性好和效率高，并且交流恒流源多级可调，适用于低压电器试验等各种交流恒流源供电的场合。

An AC constant current source system

The invention discloses an AC constant current source system, including: AC/DC rectifier module, DC/AC inverter module, transfer module, current detection module, voltage detection module, digital control module, digital port voltage and the output current control module according to the voltage, the AC/DC rectification module for module control DC/AC inverter module, DC/AC the inverter module output high voltage and low current power supply by the transducer module into low voltage and high current power supply, energy conversion module output AC constant current. The error control method for adjusting the output current to maintain the output module, AC current and current amplitude, frequency and phase, the system of short operation period, accurate control, strong real-time performance, good reliability and high efficiency, and AC constant current source adjustable, suitable for low-voltage electrical test AC constant current supply situation.

【技术实现步骤摘要】
一种交流恒流源系统
本专利技术涉及交流恒流源
，更具体地说，本专利技术涉及一种交流恒流源系统。
技术介绍
低压电器产品是在低压配电系统和控制系统中起开关、控制、保护、检测、指示和报警等作用的装置或元件，它是用电系统可靠运行的基础和重要保障。随着低压电器行业的快速发展，低压电器产品设计能力不足、生产过程中缺乏先进的工艺装备和必备的检测设备，不能严格按技术规范进行生产，随意更改零部件材料，使用劣质材料，在产品结构和零部件选用上没有采取有效措施，影响低压电器产品性能的情况屡有发生，从而导致低压电器产品功能失效或发生故障，甚至造成重大事故和危害人身安全。这些现状严重影响我国低压电器产品的质量，制约低压电器行业的进步，因此，对低压电器产品的检测和试验势在必行。为提高低压电器试验的准确性，试验设备的供电电源质量和性能至关重要，亟需针对低压电器试验设计一款交流恒流源系统。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种交流恒流源系统，通过误差控制的方法调节DC/AC逆变模块的驱动信号，使得DC/AC逆变模块获得高电压小电流的电源输出，通过换能模块的调节能力，获得低电压大电流的交流恒定电源，保持输出交流电源与目标电流源的幅值、频率和相位一致，同时实现一次侧与二次侧的安全隔离，系统运行周期短、控制精确、实时性强、可靠性好和效率高，并且交流恒流源多级可调，适用于低压电器试验等各种交流恒流源供电的场合。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种交流恒流源系统，包括：AC/DC整流模块，其输入端设置有第一电压检测模块；DC/AC逆变模块，其输入端连接所述AC/DC整流模块的输出端；换能模块，其输入端连接所述DC/AC逆变模块的输出端，所述换能模块的输出端设置有第二电压检测模块和电流检测模块；以及数字控制模块，其输入端分别与所述电流检测模块、第一电压检测模块和第二电压检测模块的输出端，所述数字控制模块的输出端连接所述DC/AC逆变模块的信号控制端；其中，所述换能模块包括一体化设置的电抗器和变压器，所述变压器为升流变压器，所述换能模块将所述DC/AC逆变模块输出的高电压小电流转换成低电压大电流；所述数字控制模块的输入端设置有输入光耦采样电路，所述数字控制模块的输出端设置有输出光耦隔离电路。还包括主控电路和模拟控制模块，所述电流检测模块、第一电压检测模块和第二电压检测模块的输出端分别与所述模拟控制模块的输入端连接，所述模拟控制模块的输出端通过所述主控电路与所述数字控制模块的输入端连接，所述主控电路包括控制芯片、通信模块和辅助驱动模块，所述控制芯片分别与所述通信模块和辅助驱动模块连接，所述主控电路通过所述通信模块与上位机连接。所述数字控制模块包括依次连接的幅值频率相位比较模块、PID参数调节模块、误差控制模块和驱动信号输出模块，所述驱动信号输出模块的输出端与所述DC/AC逆变模块的信号控制端连接。所述AC/DC整流模块输入端设置有缓冲电路，所述缓冲电路包括串联在第一输入相上的第一电感L1、串联在第二输入相上的第二电感L2、串联在第三输入相上的第三电感L3、并联在第一输入相和第二输入相之间的第一电容C1、并联在第二输入相和第三输入相之间的第二电容C2以及并联在第三输入相和第一输入相之间的第三电容C3，第一电容C1至第三电容C3为缓冲电容。所述AC/DC整流模块输出端的直流母线之间设置有稳压电路，所述稳压电路包括依次连接的可调电感Lr、第一二极管D1、由第一开关管Q1至第四开关管Q4构成的双臂电桥和连接在所述双臂电桥之间的第四电容C4，第一开关管Q1至第四开关管Q4控制端与所述辅助驱动模块的输出端连接。所述稳压电路输出端的直流母线之间设置有交错斩波电路，所述交错斩波电路包括并联设置的交错升压电路、交错降压电路和第五电容C5，所述交错升压电路包括并联设置的第一升压电路和第二升压电路，所述交错降压电路包括并联设置的第一降压电路和第二降压电路，所述第五电容C5连接在所述交错斩波电路输出端的所述直流母线之间。所述第一升压电路包括第四电感L4、第五开关管Q5、第五电感L5、第二二极管D2和第六开关管Q6，所述第四电感L4、第五开关管Q5和第二二极管D2依次串联在所述直流母线的正极端，所述第五电感L5并联在所述第五开关管Q5的两端，所述第六开关管Q6输入端连接在所述第五开关管Q5的输出端，所述第六开关管Q6输出端连接在所述直流母线的负极端；所述第二升压电路包括第六电感L6、第七开关管Q7、第七电感L7、第三二极管D3和第八开关管Q8，所述第六电感L6、第七开关管Q7和第三二极管D3依次串联，所述第六电感L6与第四电感L4输入端共接，所述第六电感L6与第四电感L4的共接端上设置有第一可控开关S1，所述第一可控开关S1的控制端与所述辅助驱动模块的输出端连接，所述第三二极管D3和第二二极管D2输出端共接，所述第七电感L7并联在所述第七开关管Q7的两端，所述第八开关管Q8输入端连接在所述第七开关管Q7的输出端，所述第八开关管Q8输出端连接在所述直流母线的负极端。所述第一降压电路包括第九开关管Q9、第八电感L8、第九电感L9、第十开关管Q10和第四二极管D4，所述第九开关管Q9、第八电感L8和第十开关管Q10依次串联在所述直流母线的正极端，所述第九电感L9并联在所述第十开关管Q10的两端，所述第四二极管D4的阴极连接在所述第九开关管Q9的输出端，所述第四二极管D4的阳极连接在所述直流母线的负极端；所述第二降压电路包括第十一开关管Q11、第十电感L10、第十一电感L11、第十二开关管Q12和第五二极管D5，所述十一开关管Q11、第十电感L10和第十二开关管Q12依次串联，所述第十一开关管Q11与第九开关管Q9输入端共接，所述第十一开关管Q11与第九开关管Q9的共接端上设置有第二可控开关S2，所述第二可控开关S2的控制端与所述辅助驱动模块的输出端连接，所述第四二极管D4和第五二极管D5的阳极共接，所述第十一电感L11并联在所述第十二开关管Q12的两端，所述第十二开关管Q12输入端共接在所述第十开关管Q10的输出端。所述第四电感L4与第六电感L6的电感值相等，第五电感L5与第七电感L7的电感值相等，且所述第五电感L5的电感值大于所述第四电感L4的电感值，所述第八电感L8与第十电感L10的电感值相等，第九电感L9与第十一电感L11的电感值相等，且所述第九电感L9的电感值大于所述第八电感L8的电感值。所述交错斩波电路输出端的直流母线之间依次设置有谐振半桥电路和LC滤波电路，所述谐振半桥电路输出端连接有整流电路，所述LC滤波电路的输出端连接所述DC/AC逆变模块的输入端，所述DC/AC逆变模块的输出端连接有LCL滤波电路，所述LCL滤波电路的输出端连接所述换能模块的输入端。本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术的一种交流恒流源系统，通过误差控制的方法调节DC/AC逆变模块的驱动信号，使得DC/AC逆变模块获得高电压小电流的电源输出，通过换能模块的调节能力，获得低电压大电流的交流恒定电源，保持输出交流电源与目标电流源的幅值、频率和相位一致，同时实现一次侧与二次侧的安全隔离，系统运行周期短、控制精确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流恒流源系统，其特征在于，包括：AC/DC整流模块（1），其输入端设置有第一电压检测模块（7）；DC/AC逆变模块（2），其输入端连接所述AC/DC整流模块（1）的输出端；换能模块（3），其输入端连接所述DC/AC逆变模块（2）的输出端，所述换能模块（3）的输出端设置有第二电压检测模块（5）和电流检测模块（4）；以及数字控制模块（6），其输入端分别与所述电流检测模块（4）、第一电压检测模块（7）和第二电压检测模块（5）的输出端，所述数字控制模块（6）的输出端连接所述DC/AC逆变模块（2）的信号控制端；其中，所述换能模块（3）包括一体化设置的电抗器（12）和变压器（13），所述变压器（13）为升流变压器，所述换能模块（3）将所述DC/AC逆变模块（2）输出的高电压小电流转换成低电压大电流；所述数字控制模块（6）的输入端设置有输入光耦采样电路，所述数字控制模块（6）的输出端设置有输出光耦隔离电路。

【技术特征摘要】
1.一种交流恒流源系统，其特征在于，包括：AC/DC整流模块（1），其输入端设置有第一电压检测模块（7）；DC/AC逆变模块（2），其输入端连接所述AC/DC整流模块（1）的输出端；换能模块（3），其输入端连接所述DC/AC逆变模块（2）的输出端，所述换能模块（3）的输出端设置有第二电压检测模块（5）和电流检测模块（4）；以及数字控制模块（6），其输入端分别与所述电流检测模块（4）、第一电压检测模块（7）和第二电压检测模块（5）的输出端，所述数字控制模块（6）的输出端连接所述DC/AC逆变模块（2）的信号控制端；其中，所述换能模块（3）包括一体化设置的电抗器（12）和变压器（13），所述变压器（13）为升流变压器，所述换能模块（3）将所述DC/AC逆变模块（2）输出的高电压小电流转换成低电压大电流；所述数字控制模块（6）的输入端设置有输入光耦采样电路，所述数字控制模块（6）的输出端设置有输出光耦隔离电路。2.如权利要求1所述交流恒流源系统，其特征在于，还包括主控电路和模拟控制模块，所述电流检测模块（4）、第一电压检测模块（7）和第二电压检测模块（5）的输出端分别与所述模拟控制模块的输入端连接，所述模拟控制模块的输出端通过所述主控电路与所述数字控制模块（6）的输入端连接，所述主控电路包括控制芯片、通信模块和辅助驱动模块，所述控制芯片分别与所述通信模块和辅助驱动模块连接，所述主控电路通过所述通信模块与上位机连接。3.如权利要求2所述交流恒流源系统，其特征在于，所述数字控制模块（6）包括依次连接的幅值频率相位比较模块（8）、PID参数调节模块（9）、误差控制模块（10）和驱动信号输出模块（11），所述驱动信号输出模块（11）的输出端与所述DC/AC逆变模块（2）的信号控制端连接。4.如权利要求3所述交流恒流源系统，其特征在于，所述AC/DC整流模块（1）输入端设置有缓冲电路（14），所述缓冲电路（14）包括串联在第一输入相上的第一电感L1、串联在第二输入相上的第二电感L2、串联在第三输入相上的第三电感L3、并联在第一输入相和第二输入相之间的第一电容C1、并联在第二输入相和第三输入相之间的第二电容C2以及并联在第三输入相和第一输入相之间的第三电容C3，第一电容C1至第三电容C3为缓冲电容。5.如权利要求4所述交流恒流源系统，其特征在于，所述AC/DC整流模块（1）输出端的直流母线之间设置有稳压电路（15），所述稳压电路（15）包括依次连接的可调电感Lr、第一二极管D1、由第一开关管Q1至第四开关管Q4构成的双臂电桥和连接在所述双臂电桥之间的第四电容C4，第一开关管Q1至第四开关管Q4控制端与所述辅助驱动模块的输出端连接。6.如权利要求5所述交流恒流源系统，其特征在于，所述稳压电路（15）输出端的直流母线之间设置有交错斩波电路（16），所述交错斩波电路（16）包括并联设置的交错升压电路、交错降压电路和第五电容C5，所述交错升压电路包括并联设置的第一升压电路和第二升压电路，所述交错降压电路包括并联设置的第一降压电路和第二降压电路，所述第五电容C5连接在所述交错...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁志东，陈坤华，张钰，孙平辉，
申请(专利权)人：镇江市产品质量监督检验中心，
类型：发明
国别省市：江苏,32