一种配电自动化测试仪电压源输出软启动系统

技术领域

本发明属于电力自动化技术领域，具体涉及一种配电自动化测试仪电压源输出软启动系统。

背景技术

一般，配电终端采用测量-供电一体式回路的设计方式，由电压互感器二次侧AC220V提供测量及供电电压。

配电终端工作电压为DC24V或DC48V，该电压由电压互感器二次侧AC220V整流变换后提提供。整流模块内部设计有直流平波大电容、整流模块外部有超级电容或蓄电池等储能元件，因此设备冷启动时配电终端外部供电交流电源会产生约40A的涌流。

目前，配电自动化测试仪电压源输出的容量为30VA，在输出电压为AC220V时，额定输出电流仅为0.136A，输出保护电流峰值为15A。由于配电终端的测量和供电是并联的，若直接将配电自动化测试仪的电压源输出端口连接至配电终端的电压接口时，启动配电自动化测试仪启动电输出时由于涌流的出现会导致输出保护而停止输出。采用测量回路与供电回路并联的配电终端，在测试时需把并联点解除并在配电终端供电回路连接单独供电电压，而罩式配电终端由于全密封结构，无法解除回路与供电回路并联关系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配电自动化测试仪电压源输出软启动系统，实现配电自动化测试仪电压源输出软启动，主要解决在测试配电终端电压采集功能时，加压瞬间的涌流导致保护无法输出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种配电自动化测试仪电压源输出软启动系统，包括直流电压源、开关电路、驱动电路、隔离变压器、电压采集电路、数字控制芯片、驱动电压钳位电路、电流传感器、电流-电压转换电路；所述开关电路包括功率开关管D1；所有的功率开关管的栅极连接相应的驱动电路；所述开关电路的两端连接直流电压源；所述直流电压源通过开关电路连接隔离变压器；所述功率开关管D1的栅极连接驱动电压钳位电路；

所述电压采集电路，用于采集隔离变压器的输出电压，并将隔离变压器的输出电压传送至数字控制芯片；

数字控制芯片，用于设定电压输出值，还用于接收隔离变压器BT的输出电压信号，调节控制信号PWM输出以达到调节输出电压控制到数字控制芯片设定的电压输出值；

驱动电路接收到数字控制芯片输出的控制信号PWM并使得驱动电控制开关电路的开通与关断；

电流传感器可将回路电流线性比例缩小后输出小交流电流信号，电流传感器接入电流-电压转换电路后转变成小交流电压信号；

驱动电压钳位电路，包括有效值转换电路，滞环比较器，稳压二极管D

所述有效值转换电路连接滞环比较器的输入端，滞环比较器的输出端连接限流电阻器R

当输出涌流电流时，电流-电压转换电路输出的电压大于滞环比较器设定动作电压值，滞环比较器输出高电平，驱动三极管D9导通，使稳压二极管工作在反向击穿区，使功率开关管D1驱动电压降低至线性工作区，限制涌流电流值；当输出涌流电流消失时，电流-电压转换电路输出的电压小于滞环比较器设定返回电压值，滞环比较器输出低电平，三极管截止，功率开关管D1驱动电压上升至额定驱动电压，功率开关管D1工作在饱和区。

特别的，所述开关电路有多个；所述驱动电路的数量与开关电路数量相同且一一控制开关电路的开通或关断。

特别的，所述开关电路还包括功率开关管D

特别的，所述功率开关管D

所述驱动电路包括驱动电路1，驱动电路2，驱动电路3，驱动电路4，驱动电路5；所述驱动电路1，驱动电路2，驱动电路3，驱动电路4，驱动电路5分别连接功率开关管D

特别的，所述驱动电路控制进行隔离并功率放大后接入功率开关管的栅极，以控制功率开关管的开通与关断。

特别的，所述数字控制芯片连接有键盘；所述键盘用于设定电压输出值。

特别的，还包括LCD显示器，所述LCD显示器连接数字控制芯片，用于显示输出电压值。

特别的，所述开关电路和隔离变压器之间设有滤波电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明通过在电压输出H桥前端增加功率开关管，功率开关管的驱动电路增加驱动电压钳位电路，在配电终端启动瞬间出现涌流时可将功率开关管的驱动电压钳位至功率开关管的线性工作区，限制输出电流，当涌流消失后功率开关管的驱动电压恢复正常驱动电压，功率开关管工作在饱和区，实现配电自动化测试仪电压源输出软启动，避免出现涌流时配电自动化测试仪保护停止输出。

（2）本发明实现测量回路与供电回路并联的配电终端在施加电压量时的软启动，避免解除配电终端测量回路与供电回路解除关联点的操作步骤，同时也解决了全密封钟罩式配电终端无法解除测量回路与供电回路关联点而导致无法测试的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的工作原理图；

图2为本发明的配电终端启动时电流波形图；

图3为本发明的驱动电路与驱动电压钳位电路的电路图；

图4为典型的电流-电压转换电路的电路图；

图5为典型的精密绝对值转换电路的电路图；

图6为典型的滞环比较电路图；

图7由上至下分别为电流-电压转换电路输出波形图、滞环比较电路输出波形图、驱动电压配电终端启动电流波形图。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种配电自动化测试仪电压源输出软启动系统，包括直流电压源，功率开关管D

开关电路组成H桥前端功率开关电路。功率开关管D

如图2所示，为配电终端启动时电流波形图。配电终端作为被测试的对像，电压输出LN接入配电终端的AB相。

电压采集电路，用于采集隔离变压器BT的输出电压，并将隔离变压器BT的输出电压传送至数字控制芯片；

数字控制芯片，用于设定电压输出值，还用于接收隔离变压器BT的输出电压信号，调节控制信号PWM输出以达到调节输出电压控制到数字控制芯片设定的电压输出值；数字控制芯片连接有键盘；所述键盘用于设定电压输出值。LCD显示器连接数字控制芯片，用于显示输出电压值。

驱动电路1、驱动电路2、驱动电路3、驱动电路4、驱动电路5分别接收到数字控制芯片输出的控制信号PWM并使得驱动电控制开关电路功率开关管D

电流传感器可将回路电流线性比例缩小后输出小交流电流信号，电流传感器接入电流-电压转换电路后转变成小交流电压信号；如图4所示，为电流-电压转换电采用的电路图。

如图3所示，驱动电压钳位电路包括有效值转换电路，滞环比较器，稳压二极管D

驱动电压钳位电路，包括有效值转换电路，滞环比较器，稳压二极管D

有效值转换电路连接滞环比较器的输入端，滞环比较器的输出端连接限流电阻器R

数字控制芯片在接收到键盘输出参数及启动指令后输出功率开关管D

如图7示，电压输出端启动瞬间，在配电终端储能平波电容的作用下，第一个半波电流会迅速上升，电流传感器将该电流线性比例缩小后输出小交流电流信号后接入电流-电压转换电路后转变成小交流电压信号VII。

小交流电压信号VII接入驱动电压钳位电路，所述的驱动电压钳位电路包括电流-电压转换电路，有效值转换电路，滞后环比较器，稳压二极管D

当配电终端储能平波电容充满电荷之后，电压输出回路电流下降至正常值，该正常值经过电流-电压转换电路，有效值转换电路后，电压信号降低至滞后环比较器的返回值，滞后环比较器输出低电平，驱动三极管D

通过在电压输出H桥前端功率开关管驱动电路增加驱动电压钳位电路，当检测到涌流时可将功率开关管的驱动电压钳位功率开关管的线性工作区，限制输出电流，实现配电自动化测试仪电压源输出软启动，避免出现涌流时配电自动化测试仪保护停止输出。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。