专利名称：浪涌电压发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源测试领域，更具体地说，涉及一种单相220V/50Hz用电设备的测试设备。
背景技术：
电源系统在社会经济和生活等各个领域得到了日益广泛的应用，同时需求也日益多样化，在这样的情况下，电源技术也在快速发展，其中，应用于电源测试方面的发生器就是一个非常重要的部分。为对如整流器、逆变器、电视机、空调、洗衣机等单相220V/50Hz用电设备进行电网适应性测试，往往需要提供一个不小于与被测设备功率容量的、可产生浪涌电压的发生器。用该发生器模拟电网向被测设备提供一个与电网电压同步的、电压幅值可瞬间跳变且保持时间可调的测试源，以便完成单相电用电设备的抗浪涌电压保护测试。现有的浪涌发生器装置大多采用如可控硅、MOS管、双极性三极管等功率器件加单片机控制电路实现的功率电子有源器件，此类设备由于至少存在一级或以上的AC-DC-AC功率变换电路，使得整机效率不高；而且由于大功率的有源器件成本较高，多数设备生产商采用中小功率器件并联替代大功率有源器件，在成本降低的同时也降低了整机的可靠性。
不仅如此，由于功率器件容量所限，现有浪涌发生器输出功率一般在都在10KW以下，输出功率限制严重。同时，该类设备的输出过流保护电路一般是按额定输出电流的120％来设计的，设备无法输出更大的瞬态电流，一旦过流就会立即保护。正是由于这一点，造成了模拟过程不完整测试时被测设备内部器件一旦被浪涌电压击穿引起过载或短路，设备便立即保护关机，停止向被测设备供电。但是在实际电网中，阻抗相对被测设备来说内阻极小，完全可以看成是个恒压源。即使用电设备短路，也有电流流过用电设备，继续进行供电，这就使得现有的浪涌发生器在模拟电网方面存在非常大的限制。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的整机效率和可靠性低、输出功率小，以及模拟过程不完整的缺点，以期提出一种实现容易、简单可靠、成本低廉、操作方便且具有一定功率容量输出的浪涌电压发生器。
为实现上述目的，本发明构造了一种浪涌电压发生器，其特征在于，包括输入电路、调压电路、输出切换电路和时间控制电路；所述输入电路用于对设备的保护，防止测试故障扩大；所述调压电路完成高压同步变换和幅值调节；所述输出切换电路工作时，正常电网电压和升压后的高压受制于时间控制电路，按所述时间控制电路的给定轮流切换输出给外接被测设备；所述时间控制电路控制调节浪涌电压的工作时间，并完成对所述输出切换电路的供电连接。
所述输入电路由空气开关组成。
所述调压电路由自耦可调工频变压器组成，所述自耦可调工频变压器的功率大于等于被测设备功率容量，其升压幅值的大小由人工手动决定且被安装在输出端的磁电式电压表所监视。
所述输出切换电路由带有机械互相锁定的两组可控电磁开关组成，所述可控电磁开关需满足被测设备最大输入电流、其开关的切换速度要求小于5mS。
所述时间控制电路由定时电路和中间继电器组成，所述中间继电器完成对所述两组互锁电磁开关的供电连接。
本发明所述浪涌电压发生器通过采用工频自耦调压器，能够很方便的实现升压调压两重功能，即在完成升压任务的同时也完成了对被测设备需求的设定和调整任务。而且所采用的自耦变压器的效率极高，一般DC/AC变换电路不可相比。与此同时，输出切换电路采用了两路带有机、电双重互锁开关，极大地提高了设备的可靠性。整个装置仅仅就一级升压变换，电路结构相当简洁，可靠性极高，使用操作也相当的方便。
图1是本发明所述装置的结构图。
图2是作为本发明具体实施方式
的装置结构图。
图3是本发明驱动用的定时器输出波形图。
图4是本发明所述装置按被测设备要求输出的浪涌电压波形图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明所述技术方案作进一步描述本发明的方案是将电网的220V/50Hz的单相交流电压经过一个保护开关输入到一个具有一定功率容量的自耦式工频调压器的输入端，利用这个自耦工频调压器将电网220V/50Hz的单相交流电压同步升高其幅值，再由两个互锁开关将电网电压和自耦调压器输出的高压合成一路分时输出，实现浪涌电压产生。浪涌电压持续时间的长短控制由一个通用的时间控制电路调整完成。
本发明所述的高压浪涌发生器由以下四个部分组成
A、输入电路输入电路由空气开关组成，输入空气开关用于对设备的保护，防止测试故障扩大。
B、调压电路调压电路由自耦可调工频变压器组成。自耦调压器可以轻而易举的完成高压的同步变换和幅值的调节，升压幅值的大小由人工手动决定且被安装在输出端的磁电式电压表所监视。对自耦调压变压器的要求大于等于被测设备功率容量。
C、输出切换电路输出切换电路由带有机械互相锁定的两组可控电磁开关组成，输出切换电路工作时，正常电网电压和升压后的高压受制于时间控制电路，按时间控制电路的给定轮流切换输出给外接被测设备。由于该类开关种类繁多，选配不同容量的开关组件与输出功率搭配相当灵活。对开关的选用有如下要求满足被测设备最大输入电流、开关的切换速度要求小于5mS、两路开关要求具有机电互锁的功能。
D、时间控制电路时间控制电路由定时电路和中间继电器组成。控制电路的作用在于控制调节浪涌电压的工作时间，中间继电器完成对两路互锁电磁开关的供电连接。
本发明所述装置采用工频自耦调压器很方便的就实现了升压调压两重功能，即在完成升压任务的同时也完成了对被测设备需求的设定和调整任务，而且自耦变压器的效率极高，这也是一般DC/AC变换电路不可相比的；输出切换电路采用了两路带有机、电双重互锁开关，极大地提高了设备的可靠性。整个装置仅仅就一级升压变换，电路结构相当简洁，可靠性极高，使用操作也相当的方便。
图1是本发明所述装置的结构图。从图中可以看出，本发明所构造的浪涌电压发生器包括输入电路101、调压电路102、输出切换电路103、时间控制电路104。
电网的220V/50Hz单相交流电压首先接入输入电路101的输入端，通过人工控制导通，从输入电路101的输出端输出220V/50Hz单相交流电压，该电压连接到调压电路102的输入端子上，向调压电路102的进行供电。调压电路102根据测试需求完成两路测试电压输出一路是220V/50Hz单相交流电压，另一路是幅值大于220V，频率也是50Hz的单相交流电压。两路测试电压的输出分别连接到切换电路103的两个输入端子上；输出切换电路103则根据时间控制电路104发出控制信号将两路测试电压合成一路浪涌电压，由输出切换电路103的输出端输送到被测设备的输入端，向被测设备进行供电和测试。控制电路104是一个通用的时间控制电路，完成浪涌电压持续时间的长短控制。
图2是本发明的实施例原理图。电路结构相当简洁，输入双路连动空气开关K1构成输入电路101，电网220V/50Hz单相交流电源的相线(L)和零线(N)由K1a和K1b的两个输入端进入，通过其内部热保护触点流向K1的两个输出端，完成电网向调压电路的供电和保护；自耦调压器T构成调压电路102。输入电路101的两个输出端与调压电路102的输入端子连接，输入电路101的零线(N)连接调压电路102的1号端子，输入电路101的相线(L)连接调压电路102的2号端子，自耦调压器T获得励磁电流，且在1、3端子上感应出一个高于输入电压幅值的高压，这个高压幅度大小可根据测试需求人工调整。双路互锁连动输出切换开关K2和磁电式电压表构成输出切换电路103。由调压电路1023号端子输出的高压连接到切换电路103的切换开关输入端子K2a上；由调压电路1022号端子输出的网压则连接到切换电路103的切换开关输入端子K2b上；切换开关K2b连接成常闭功能，K2a连接成常开功能。电网220V/50Hz的通过常闭开关K2b直接向测试设备供电，而调压电路1023号端子输出的高压因K2a常开功能而断开；当高压输出时切换开关K2a闭合K2b断开，此时则由调压电路102的3号端子输出的高压向测试设备供电。K2b闭合时间的长短根据测试需求，由时间控制电路104控制决定。时间控制电路由一个工作电压250V、控制电压12V、触点电流大于2A的继电器J2构成。电网220V/50Hz的电压通过J2电继电器的触点加在输出切换电路103输出切换开关K2的线包J1两端。104电路的输入信号由一般通用定时电路构成，其输入信号见说明书附图的图3(所有定时电路输出雷同，在此就不作描述)。
采用本发明所述方法，与现有技术相比，具有有以下优点(1)本发明中没有AC/AC或者DC/AC变换电路，升压使用了自耦工频调压变压器实现，整机效率极高；(2)本发明中没有价格昂贵的功率有源器件，电路元器件用的很少，设备成本相当低廉，运行时具有良好的可靠性和稳定性；(3)本发明的功率扩容相当容易，只要选择合适的调压器和切换开关即可；(4)本发明由于使用了自耦工频调压变压器，抗输出过流能力强，没有输出过流保护电路，所以模拟电网的测试过程完整。
权利要求
1.一种浪涌电压发生器，包括输入电路(101)、时间控制电路(104)，其特征在于，还包括调压电路(102)、输出切换电路(103)；所述输入电路(101)用于对设备的保护，防止测试故障扩大；所述调压电路(102)完成高压同步变换和幅值调节；所述输出切换电路(103)工作时，正常电网电压和升压后的高压受制于时间控制电路(104)，按所述时间控制电路(104)的给定轮流切换输出给外接被测设备；所述时间控制电路(104)控制调节浪涌电压的工作时间，并完成对所述输出切换电路(103)的供电连接。
2.如权利要求1所述的浪涌电压发生器，其特征在于，所述输入电路(101)由空气开关组成。
3.如权利要求1所述的浪涌电压发生器，其特征在于，所述调压电路(102)由自耦可调工频变压器组成。
4.如权利要求3所述的浪涌电压发生器，其特征在于，所述自耦可调工频变压器的功率大于等于被测设备功率容量，其升压幅值的大小由人工手动决定且被安装在输出端的磁电式电压表所监视。
5.如权利要求1所述的浪涌电压发生器，其特征在于，所述输出切换电路(103)由带有机械互相锁定的两组可控电磁开关组成。
6.如权利要求5所述的浪涌电压发生器，其特征在于，所述可控电磁开关需满足被测设备最大输入电流、其开关的切换速度要求小于5mS。
7.如权利要求1所述的浪涌电压发生器，其特征在于，所述时间控制电路(104)由定时电路和中间继电器组成，所述中间继电器完成对所述两组互锁电磁开关的供电连接。
全文摘要
本发明公开了一种电源领域的浪涌电压发生器，包括输入电路(101)、时间控制电路(104)、调压电路(102)、输出切换电路(103)；输入电路(101)用于对设备的保护，防止测试故障扩大；调压电路(102)完成高压同步变换和幅值调节；输出切换电路(103)工作时，正常电网电压和升压后的高压受制于时间控制电路(104)，按所述时间控制电路(104)的给定轮流切换输出给外接被测设备；本发明所述装置克服了现有技术存在的整机效率和可靠性低、输出功率小，以及模拟过程不完整的缺点，实现容易、简单可靠、成本低廉、操作方便且具有一定功率容量输出。
文档编号G01R31/40GK1731192SQ20041007051
公开日2006年2月8日 申请日期2004年8月5日 优先权日2004年8月5日
发明者刘灵 申请人:中兴通讯股份有限公司