華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)直流高壓發(fā)生器的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的直流高壓發(fā)生器設備在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“直流高壓發(fā)生器“高壓設備供應商而努力。

  直流高壓發(fā)生器廣`泛應用于高壓電氣設備的直流耐壓和泄漏電流試驗,如避雷器、電力電纜、變壓器繞組及發(fā)電機的現場(chǎng)試驗。此外還大量應用于醫用器械、離子加速器等領(lǐng)域。早期的直流高壓發(fā)生器使用的是簡(jiǎn)單的工頻倍壓整流技術(shù),目前使用的是中頻逆變技術(shù),但是很多都未使用單片機控制,儀器功能簡(jiǎn)單,控制靈活性差。而且在需要精密測髦試品泄漏電流時(shí),需要使用外置的微安表,安裝在倍壓筒的高壓輸出端,距離比較遠時(shí),在讀數和觀(guān)察仁很不方便。而在做絕緣試驗的時(shí)候,泄漏電流是關(guān)鍵參數,測量上的不方便,直接導致了使用者的使用困難。

  本文介紹的直流高壓發(fā)生器,采用Cygnal公司新一代系統級單片機C8051陽(yáng)巧。該單片機功能強大,擴展性好。通過(guò)精心設計應用電路,使用脈寬調制調壓技術(shù)中頻逆變技術(shù),儀器實(shí)現了數字化的電壓調節輸出,良好的人機設置操作,PWM調制控制,過(guò)流保護,通信打印功能等。特別是紅外式的泄漏電流測量,大大改進(jìn)了當前的測量方式,使用者不需要再用微安表,可在控制面板上直接讀數。整機性能達到額定功率400w,輸出直流電壓從零起調,最高200kV,電流2mA,脈動(dòng)系數小于1%泄漏電流是通過(guò)在輸出端設置電流信號采樣板,然后通過(guò)紅外數據傳輸的方式將泄漏電流信號傳送到主機,實(shí)現了精確的電流測量又解決了信號讀取問(wèn)題。在電壓控制方式上,該設計采用了大回路電壓反饋控制,由單片機來(lái)實(shí)現控制算法,由于C8051印巧單片機片內資源豐富,而且芯片工作頻率高達25MzH,完全可以滿(mǎn)足控制的實(shí)時(shí)性需要,保證了設計的成功實(shí)現。

系統原理及框圖

  該機系統原理圖如圖1所示,工頻電源電壓220V經(jīng)過(guò)整流濾波后,變成3o0V的直流電壓,輸人脈寬調制環(huán)節,通過(guò)單片機C8051印巧的控制實(shí)現Ac/Dc變換,輸出。一巧ov直流可調電壓信號,中頻全橋逆變環(huán)節,采用IGBT,將直流電壓逆變成80kHz交流電壓,通過(guò)中頻變壓器實(shí)現升壓,電壓達到巧kv左右,通過(guò)多級硅堆倍壓整流電路,將電壓信號轉換成直流O一200kV輸出高壓輸出端的

關(guān)鍵硬件電路設計

脈寬調制電壓調節

  這部分電路設計采用了半橋隔離變換器拓撲結構,具體電路實(shí)現見(jiàn)圖2。PWM控制芯片選用SG3525A電壓型芯片,該芯片控制方式簡(jiǎn)單,可直接驅動(dòng)MOSFET,控制和保護功能齊全,非常適用開(kāi)關(guān)電源。開(kāi)關(guān)管選用了功率MOSFET,功率MosFET具有驅動(dòng)功率小,工作速度快,無(wú)二次擊穿問(wèn)題,安全區寬等優(yōu)點(diǎn)?？刂品绞绞敲}寬調制,頻率采用80kHz。通過(guò)單片機C8051DF15片內的D/A轉換器輸出給定電壓信號至SG3525A的誤差比較器的正輸人端,通過(guò)光禍反饋回來(lái)的輸出電壓信號輸人比較器的負輸入端,當反饋電壓信號低于給定電壓信號時(shí),SG3525A內部邏輯電路動(dòng)作,輸出驅動(dòng)脈沖信號,隨著(zhù)誤差電壓的增大,脈寬變大,使得MosFET

  導通時(shí)間加大，輸出電壓升高，反饋電壓跟隨升高，誤差電壓減小，達到輸出電壓等于給定值。驅動(dòng)脈沖信號為二路分別驅動(dòng)2個(gè)MOSFET，每路占空比調整最高可達50%左右，二路并用則可達到約100%，充分利用了SG3525A的驅動(dòng)能力，加大了電壓調節范圍。