一种直流高压发生器的制作方法

本技术涉及直流高压发生器，特别是涉及一种直流高压发生器。

背景技术：

1、直流高压发生器是一种常见的高压试验设备，能够输出稳定的直流高压电源，适用于电力检修部门、工矿、冶金、钢铁等企业动力部门，对氧化锌避雷器、电力电缆、变压器、发电机等高压电气设备进行直流耐压试验和泄漏电流试验，用于检测其电气绝缘强度和性能。

2、本实用新型希望提供一种纯硬件直流高压发生器，能够快速调节流经负载的电压并快速响应和保护电路，并设置电压保护电路、过载保护电路、打火保护电路以及逆变器短路保护电路从而实现对于电路的多重保护。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，提供一种纯硬件直流高压发生器，快速调节流经负载的电压并快速响应和保护电路。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种直流高压发生器，包括采样电路、跟随pi调节电路、pwm发生器电路、全桥逆变电路、高压变频器电路、倍压电路和保护电路；所述采样电路对负载进行采样，并将采样信号传递所述跟随pi调节电路，所述跟随pi调节电路根据电压设定值和电流设定值，结合所述采样信号，传递第一控制信号至所述pwm发生器电路，所述pwm发生器电路依次通过所述全桥逆变电路、所述高压变频器电路和所述倍压电路，输出电流电压至所述负载；所述保护电路设置于所述采样电路与所述pwm发生器电路之间，将所述采样信号与阈值进行比较，输出第二控制信号至所述pwm发生器电路。

3、进一步的，所述采样电路包括电压采样电路与电流采样电路；所述电压采样电路的一端以及所述电流采样电路的一端与所述跟随pi调节电路相连；所述电压采样电路的另一端以及所述电流采样电路的另一端分别与负载相连，所述电压采样电路与所述电流采样电路分别采集所述负载的电压值与电流值。

4、进一步的，所述pi调节电路包括电压pi调节电路与电流pi调节电路；所述电压采样电路的一端与所述电压pi调节电路的一端相连；所述电流采样电路的一端与所述电流pi调节电路的一端相连，所述电压pi调节电路的另一端以及所述电流pi调节电路的另一端与所述pwm发生器电路相连；所述电压pi调节电路以及所述电流pi调节电路分别调节所述电压采样电路与所述电流采样电路采集得到的电压值与电流值。

5、进一步的，所述保护电路包括电压保护电路、过载保护电路和打火保护电路；所述电压保护电路的一端与所述电压采样电路相连，另一端与所述pwm发生器电路相连；所述过载保护电路的一端以及所述打火保护电路的一端与所述电流采样电路的一端相连，所述过载保护电路的另一端以及所述打火保护电路的另一端与所述pwm发生器电路相连；

6、进一步的，所述电压保护电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、第一运算放大器和第一二极管；所述第一运算放大器的正输入端与所述第三电阻的一端、第四电阻的一端、第二电容的一端和第五电阻的一端相连；所述第三电阻的另一端与所述电压采样电路相连；所述第二电容的另一端接地；所述第四电阻的另一端接地，所述第五电阻的另一端与所述第一运算放大器的输出端相连；所述第一运算放大器的负输入端通过所述第一电阻接参考电压并通过所述第一电容接地；所述第二电阻与所述第一电容并联；所述第一运算放大器的输出端与所述第一二极管的正极相连，所述第一二极管的负极与所述pwm发生器电路相连。

7、进一步的，所述过载保护电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一运放跟随器和第二二极管相连；所述第一运放跟随器的正输入端与所述第八电阻的一端、第九电阻的一端、第四电容的一端和第十电阻的一端相连；所述第八电阻的另一端与所述电流采样电路相连；所述第四电容的另一端接地；所述第九电阻的另一端接地，所述第十电阻的另一端与所述第一运放跟随器的输出端相连；所述第一运放跟随器的负输入端通过所述第六电阻接参考电压并通过所述第三电容接地；所述第七电阻与所述第三电容并联；所述第一运放跟随器的第一电压源通过所述第五电容接地并接参考电压；所述第一运放跟随器的第二电压源通过所述第六电容接地并接参考电压；所述第一运放跟随器的输出端与所述第二二极管的正极相连，所述第二二极管的负极连接所述pwm发生器电路。

8、进一步的，所述打火保护电路包括第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第五二极管、第六二极管、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第三三极管和第二运放跟随器；

9、所述第三三极管的基极与所述第十九电阻的一端、所述第七电容的一端以及第五二极管的正极相连，所述第五二极管的负极通过所述第十七电阻与电流采样电路相连；所述第十九电阻的另一端与所述第七电容的另一端以及所述第三三极管的发射极相连；所述第七电容的另一端接地；所述第三三极管的集电极与所述第十八电阻的一端、所述第八电容的一端以及所述第二十电阻的一端相连；所述第八电容的另一端与所述第三三极管的发射极、第二十二电阻的一端相连，所述第二十二电阻的另一端通过所述第二十一电阻接参考电压并与所述第二运放跟随器的正输入端相连；所述第十八电阻的另一端接参考电压；所述第二十电阻的另一端接所述第二运放跟随器的负输入端；

10、所述第二运放跟随器的第一电源端通过第九电容接地并接参考电压；所述第二运放跟随器的第二电源端通过第十电容接地并接参考电压；所述第二运放跟随器的输出端与所述第六二极管的正极相连，所述第六二极管的负极连接所述pwm发生器电路。

11、进一步的，所述直流高压发生器还包括逆变器短路保护电路，所述逆变器短路保护电路的一端与所述全桥逆变电路的逆变桥采样电路相连，所述逆变器短路保护电路的另一端与所述pwm发生器电路相连。

12、进一步的，所述逆变器短路保护电路包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第三二极管、第四二极管、第一三极管和第二三极管；

13、所述第一三极管的基极与第十二电阻、第十一电阻的一端相连，所述第十一电阻的另一端与所述第三二极管的正极相连，所述第三二极管的负极与所述逆变桥采样电路相连；所述第十二电阻的另一端与所述第一三极管的发射极与地相连；所述第一三极管的集电极通过所述第十三电阻接参考电压并连接所述第十四电阻的一端，所述第十四电阻的另一端连接所述第十六电阻的一端以及所述第二三极管的基极；所述第十六电阻的另一端与所述第二三极管的发射极以及地相连；

14、所述第二三极管的集电极与所述第十五电阻的一端以及所述第四二极管的正极相连，所述第十五电阻的另一端接参考电压，所述第四二极管的负极与所述pwm发生器电路相连。

15、进一步的，所述pwm发生器电路包括第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第十一电容、第十二电容、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第四三极管和第二运算放大器；

16、所述第二十三电阻的一端与所述保护电路相连，所述第二十三电阻的另一端与第十一电容的一端、第二十八电阻的一端和所述第七二极管的正极相连；所述第十一电容的另一端接地；所述第二十四电阻与所述第十一电容并联；

17、所述第二十八电阻的另一端连接所述第二十九电阻的一端以及所述第二运算放大器的负输入端相连，所述第二十九电阻的另一端与参考电压相连；所述第二运算放大器的正输入端通过所述第三十电阻接地；所述第九二极管与所述第十二极管串联后与所述第十二电容并联，并设置在所述第二运算放大器的负输入端与输出端之间；所述第二运算放大器的输出端与所述第十一二极管的负极相连；所述第十一二极管的正极与所述全桥逆变电路相连；

18、所述第七二极管的负极通过所述第二十五电阻与所述第四三极管的基极相连，所述第二十六电阻并联在所述第四三极管的基极与发射极之间，所述第四三极管的集电极与所述第八二极管的负极相连，所述第八二极管的正极与所述第二十七电阻的一端相连，所述第二十七电阻的另一端与参考电压相连；所述第四三极管的发射极接地。

19、相比于现有技术，本实用新型至少具有以下有益效果：

20、本实用新型通过纯硬件的电压跟随pi调节电路实时调节pwm发生器电路，pwm发生器电路通过控制全桥逆变电路快速调节接入负载的电压。此外，通过纯硬件的电压保护电路、过载保护电路、打火保护电路以及逆变器短路保护电路对电路进行快速响应保护。

21、进一步的，本实用新型通过设计电压保护电路、过载保护电路、打火保护电路以及逆变器短路保护电路，对电路进行多重保护。