絕緣電阻測(cè)試儀的高壓電源設(shè)計(jì)
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絕緣電阻測(cè)試儀的前身是兆歐表，它是一種專門用來(lái)測(cè)量變壓器、電動(dòng)機(jī)、電纜等電氣設(shè)備絕緣電阻的專用儀表。通過(guò)絕緣電阻的測(cè)量可以判斷內(nèi)部絕緣材料是否受潮，或外絕緣表面是否有缺陷。這種絕緣電阻的測(cè)量原理就是在絕緣系統(tǒng)上加直流高壓，來(lái)測(cè)量產(chǎn)生的泄漏電流，從而計(jì)算出絕緣電阻值。本文用產(chǎn)生固定頻率的方波，而后經(jīng)變壓器升壓，再倍壓整流成高壓直流，最后經(jīng)過(guò)帶過(guò)流保護(hù)的高壓穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后，將這兩路電源串聯(lián)起來(lái)實(shí)現(xiàn)2500 V的高壓穩(wěn)壓源設(shè)計(jì)，從而降低了變壓器的制作難度。
1絕緣電阻測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
絕緣電阻測(cè)試系統(tǒng)主要由高壓電源、AD變換電路、微處理器電路、顯示器電路等組成。圖l所示是系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。文中主要講述高壓電源部分的設(shè)計(jì)。
2直流高壓產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)
2.1開關(guān)電源工作原理
系統(tǒng)開關(guān)電源的供電電壓為12 V，采用推挽電路，其開關(guān)管的柵極在激勵(lì)方波信號(hào)控制下交替導(dǎo)通與截止，12 V直流電壓變換成高頻方波后，交替加在升壓變壓器的兩個(gè)原邊，相當(dāng)于一個(gè)半峰值12 V的交變方波加在變壓器的原邊上，之后在次邊按匝數(shù)比變換為高壓方波。
2.2高壓產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的高壓產(chǎn)生電路如圖2所示。各芯片電源電壓統(tǒng)一為12 V。系統(tǒng)采用CD4060和石英晶體來(lái)產(chǎn)生3.6864 MHz的方波，再經(jīng)過(guò)32分頻后將115.2 kHz信號(hào)輸入到CD4013的D觸發(fā)器。然后通過(guò)兩分頻產(chǎn)生相位相差180°的57.6 kHz信號(hào)，來(lái)確保驅(qū)動(dòng)波形的對(duì)稱性，且不會(huì)有直流分量。最后再輸出給并聯(lián)連接的CD4049。由于場(chǎng)效應(yīng)管的柵源電容一般較大，因此需要大的驅(qū)動(dòng)電流減小充放電時(shí)間來(lái)提高驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管柵極能力。CD4060和CD4049的輸出端波形如圖3所示。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要產(chǎn)生2500 V的直流高壓，而通常的場(chǎng)效應(yīng)管最大耐壓在1500 V，因此本設(shè)計(jì)先產(chǎn)生1400 V的電壓，再經(jīng)高壓穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后得到穩(wěn)定的1250 V電壓，最后將兩組電路串聯(lián)，就得到所需的2500 V直流高壓。因此采用這種倍壓整流的方法，變壓器副邊只需輸出700 V，可降低變壓器副邊的繞制難度。
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評(píng)論