基于PWM的电流源_电压源的设计与分析.pdfVIP

设计与开发 基于PWM的电流源/电压源的设计与分析 戚　栋，王宁会 （大连理工大学电气工程系，辽宁 大连 116024） 摘要：基于PWM技术设计的电流源/电压源的电路，采用固态继电器作为分流器，可将数安至数百 安范围内变化的电流源转换成热耗小、输出电压稳定的电压源。该电源特别适合作为高电压侧测量系统的 供电电源。本文对电路的工作原理、关键技术进行了分析，给出了实验结果。 关键词：PWM；电流源/电压源；固态继电器；分流器 中图分类号：TM452 文献标识码：A 文章编号：1003-353X(2004)01-0060-03 QI Dong , WANG Ning-hui （ Dalian116024, China） Abstract: are also given. Key words: PWM; current/voltage supply; SSR; shunt 本文基于PWM设计的电源，解决了上述问 1 引言 题。 在高电压测量系统中，因受某些条件限制，位 2 电源电路及工作原理 于高压侧的测量装置往往不能用导线直接从低压侧 获得工作电源，这时可采用母线电流供电方式，即 2.1电源电路 利用母线电流作为能量来源，经电磁式电流互感器 电源电路如图1所示。图中CT为电磁式电流 CT和相关电路将变化的电流源变换成具有一定功率 输出能力的稳定电压源，为测量装置供电。如： 在电力系统颇具应用前景的光纤电流互感器，目前 主要采取这种方式供电。由于现场高压母线电流的 变化范围很大，而且供电电源与测量装置是在被绝 缘材料包围、散热条件很差的环境下工作，所以在 这种情况下，如何设计低热耗的电流源/电压源 （以下简称“电源”），使其稳定工作，已成为 [1] 要解决的技术难题 。 图1 电源电路 60 半导体技术第29卷第1期 二OO四年一月 设计与开发 互感器，GT和GT分别为固态继电器GT的输 (2)当U ＜U时，D 截止，I＜I，使 1-1 1-2 1 in 1 W G G2 入端和输出端，IC为低压差三端集成稳压器，D GT的输出端 GT从导通状态变为截止状态，此 W 1 1-2 为稳压二极管，D为瞬间电压抑制二极管，R与 时CT次级电流I（平均电流）在向 C充电的同时 V 1 2 C组成高次谐波吸收电路，R为负载 （即测量装 又向负载提供能量，U逐渐上升，经过时间T后， 1 L in 1 置）。如果负载需要几种电压供电，则可在IC输 U =U。 in 2 出端接入相应规格的DC/DC模块。 根据式 （1）和式 （2），在这一过程中有如