CN213715286U - 一种无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源电路，属于电源技术领域。本实用新型包括交流信号源和电压控制电流源；交流信号源的输出和电压控制电流源连接，电压控制电流源包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R、运算放大器A1、A2、A3、电容C1、二极管D1、D2、三级管Q1、Q2。本实用新型是一种宽频谱、高精度交流稳流电源，需要具有响应速度快，恒流精度高、能长期稳定工作等特点，是检测装置的核心电路之一，其正常稳定工作为检测装置高精度检测打下了良好的基础，该电路具有宽频谱,高精度稳流,低谐波、防失真等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源电路，属于电源技术领域。
背景技术
按预试规程和无功补偿电容、滤波电容、高抗器运行技术规范的要求，需定期进行无功补偿电容器电容值的测量，由于电容器数量多，所以测量的工作任务量很大。目前供电局普遍使用通过电缆连着主机的电流测量钳进行测量。这种测量方式需要电流钳操作人员和主机加压主控测试人员紧密配合、来回传唱，使得测量作业比较烦锁，效率低下。更麻烦的是电流钳操作人员需要拉着电缆在上百只分层紧密排布的电容阵列上穿梭逐个测量电流，容易造成测试人员拉线失稳跌落、拉线过程电流钳滑落、拉断磨损测试电缆等危险。这种穿梭拉线、来回传唱的测量方法使得任务量本来就大的电容测量的劳动量很大，很费时间，生产效率很低。因此，研究一种无功补偿电容器的电容量测量装置具有实际意义。
无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源是一种宽频谱、高精度交流稳流电源，需要具有响应速度快，恒流精度高、能长期稳定工作等特点，是检测装置的核心电路之一，其正常稳定工作为检测装置高精度检测打下了良好的基础。但是，目前的无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源电路经常出现文波、工作稳定性差等特点。
发明内容
本实用新型针对上述问题，本文设计了一款无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源电路，该电路具有宽频谱，高精度稳流,低谐波、防失真等特点。
本实用新型技术方案是：一种无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源电路，包括交流信号源和电压控制电流源；交流信号源的输出和电压控制电流源连接，电压控制电流源包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R、运算放大器A1、A2、A3、电容C1、二极管D1、D2、三级管Q1、Q2；
所述交流信号源的输出与电阻R1的一端连接，R1的另一端分别与电阻R2的一端、电容C1的一端连接，电阻R2的另一端分别与运算放大器A1的正向输入端、电阻R3的一端连接，电容C1的另一端、电阻R3的另一端均接地，A1的反向输入端与输出端连接在一起后再与电阻R4的一端连接，R4的另一端分别与电阻R7的一端、A2的反向输入端连接，电阻R7的另一端分别与A3的输出端、A3的正向输入端连接，A2的正向输入端分别与R5的一端、R6的一端连接，R5的另一端接地，R6的另一端分别与电阻R的一端、三级管Q1的发射极连接，R的另一端分别与R8的一端、接线端子P1连接，R8的另一端与A3的正向输入端连接，三级管Q1的集电极、基极连接在一起且还与+12V、电阻R9的一端连接，R9的另一端与D1的正极连接，D1的负极分别与A2的输出端、D2的正极连接，D2的负极与R10的一端连接，R10的另一端分别接-12V、Q2的基极和集电极，Q2的发射极与Q1的发射极连接。
作为本实用新型的进一步方案，所述交流信号源采用正弦信号发生电路产生，交流信号源用于通过AD5761芯片，将数字信号转换成频率为1kHz的低频交流正弦信号。
本实用新型的有益效果是：本实用新型无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源是一种宽频谱、高精度交流稳流电源，具有响应速度快，恒流精度高、能长期稳定工作等特点，是检测装置的核心电路之一，其正常稳定工作为检测装置高精度检测打下了良好的基础。目前的无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源电路经常出现文波、工作稳定性差等特点，针对上述问题，本文设计了一款无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源电路，该电路具有宽频谱,高精度稳流,低谐波、防失真等特点。
附图说明
图1是本实用新型正弦信号发生电路图；
图2是本实用新型交流恒流源电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1-2所示，一种无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源电路，包括交流信号源和电压控制电流源；交流信号源的输出和电压控制电流源连接，电压控制电流源包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R、运算放大器A1、A2、A3、电容C1、二极管D1、D2、三级管Q1、Q2；
所述交流信号源的输出与电阻R1的一端连接，R1的另一端分别与电阻R2的一端、电容C1的一端连接，电阻R2的另一端分别与运算放大器A1的正向输入端、电阻R3的一端连接，电容C1的另一端、电阻R3的另一端均接地，A1的反向输入端与输出端连接在一起后再与电阻R4的一端连接，R4的另一端分别与电阻R7的一端、A2的反向输入端连接，电阻R7的另一端分别与A3的输出端、A3的正向输入端连接，A2的正向输入端分别与R5的一端、R6的一端连接，R5的另一端接地，R6的另一端分别与电阻R的一端、三级管Q1的发射极连接，R的另一端分别与R8的一端、接线端子P1连接，R8的另一端与A3的正向输入端连接，三级管Q1的集电极、基极连接在一起且还与+12V、电阻R9的一端连接，R9的另一端与D1的正极连接，D1的负极分别与A2的输出端、D2的正极连接，D2的负极与R10的一端连接，R10的另一端分别接-12V、Q2的基极和集电极，Q2的发射极与Q1的发射极连接。
作为本实用新型的进一步方案，所述交流信号源采用正弦信号发生电路产生，交流信号源用于通过AD5761芯片，将数字信号转换成频率为1kHz的低频交流正弦信号。
本实用新型的工作原理是：交流信号源是超级电容内阻检测系统的重要组成部分，是交流恒流源的输入级，其频率的稳定度和精度直接影响交流恒流源的性能。图1为正弦信号发生电路。本设计采用MCU微处理器查表法，并结合外部DAC模块,产生频率为1kHz的交流信号。MCU微处理器首先将频率为1kHz的正弦波信号幅值以表格的形式保存在存储器中，工作时通过查表，将正弦信号数据发送给外部DAC，DAC 将微处理器传递的二进制或二进制补码(仅限双极性范围)转换成对应的电压值。选择一款合适的DAC芯片直接影响低频交流信号的优劣，经过分析比较选择ADI公司生产的数模转换器AD5761，本设计选用微处理器的SPI通信引脚与AD5761进行数据传输。
本设计中需要向电容注入固定频率的交流恒流源，将AD5761输出的低频交流正弦信号，经交流恒流源电路后实现V/I转换。交流恒流源电路如图2所示。图中，Q1和Q2组成互补输出级，有信号输入时，Q1和Q2轮流工作;R9、R10、D1、D2给Q1和Q2提供偏置电压，可防止电路中出现交越失真的现象;A2是推挽输出电路的驱动级;Al和A3是电压跟随电路;R为取样电阻。
交流恒流源由交流信号源和电压控制电流源(VCCS)两部分组成。交流信号源是通过AD5761芯片，将微处理器发送过来的数字信号转换成频率为1kHz的低频交流正弦信号。AD5761输出的电压信号是阶梯形的交流信号，含有高频分量，故将AD5761输出的正弦信号(频率为1kHz、峰值为3V)经R1、C1构成的无源低通滤波器处理，消除高频分量。采用电阻分压的原理，使交流恒流源输入信号的频率为1kHz，有效值为0.1V。电压控制电流源(VCCS)是一个由多级反馈组成的放大电路，采用运算放大器A2作为推挽输出电路的驱动级，由电阻R6、运算放大器A3构成一个闭环反馈回路，用来稳定恒流源的输出值。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (2)
1.一种无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源电路，其特征在于：包括交流信号源和电压控制电流源；交流信号源的输出和电压控制电流源连接，电压控制电流源包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R、运算放大器A1、A2、A3、电容C1、二极管D1、D2、三级管Q1、Q2；
所述交流信号源的输出与电阻R1的一端连接，R1的另一端分别与电阻R2的一端、电容C1的一端连接，电阻R2的另一端分别与运算放大器A1的正向输入端、电阻R3的一端连接，电容C1的另一端、电阻R3的另一端均接地，A1的反向输入端与输出端连接在一起后再与电阻R4的一端连接，R4的另一端分别与电阻R7的一端、A2的反向输入端连接，电阻R7的另一端分别与A3的输出端、A3的正向输入端连接，A2的正向输入端分别与R5的一端、R6的一端连接，R5的另一端接地，R6的另一端分别与电阻R的一端、三级管Q1的发射极连接，R的另一端分别与R8的一端、接线端子P1连接，R8的另一端与A3的正向输入端连接，三级管Q1的集电极、基极连接在一起且还与+12V、电阻R9的一端连接，R9的另一端与D1的正极连接，D1的负极分别与A2的输出端、D2的正极连接，D2的负极与R10的一端连接，R10的另一端分别接-12V、Q2的基极和集电极，Q2的发射极与Q1的发射极连接。
2.根据权利要求1所述的无功补偿电容器的电容量测量装置的交流恒流源电路，其特征在于：所述交流信号源采用正弦信号发生电路产生，交流信号源用于通过AD5761芯片，将数字信号转换成频率为1kHz的低频交流正弦信号。
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| CN114034897A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-11 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种直流阶跃源的快速阶跃方法和系统 |
| CN116931638A (zh) * | 2023-07-26 | 2023-10-24 | 上海菲莱测试技术有限公司 | 一种恒流源电路及芯片老化测试方法 |
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