电力变压器直流电阻的快速测量方法----恒流源的设计与试验

4.2恒流源的组成电路

随着电力电子技术的高速发展，高频开关电源因其体积小、重量轻、效率高等优点得到广泛的重视和应用。但因高频开关电源存在开关干扰较大，控制线路复杂等缺点，使其的应用受到限制。如测量仪器所需的稳压、稳流源，要求电源在一定的范围内连续可调、稳定性高、保护性能好。若直接采用高频开关电源则技术难度大，成本高，实用价值不大。而串联直流稳压电源虽具有调压范围宽、稳定性能好、控制线路简单等特点，但其调整管的功耗大，耐压性能不能很高。基于高频开关电源和串联直流稳压电源各自的特点，一般选择如下所示的方案。

电路的原理框图如图4-5所示。图中电源由主电路和控制电路组成。主电路包括预稳压电路、串联稳压电路、高频逆变电路和过流保护电路。控制电路以80C196单片机为核心，包括采样电路、交流同步电路、晶闸管触发驱动电路、高频逆变电路触发驱动和保护电路。本电路的稳压过程由两部分组成；串联调整稳压电路和晶闸管预稳压电路。串联稳压电路与常规的稳压电路相同，通过采样输出电压、将输出电压反馈到比较电路与基准电压比较，串联稳压电路根据比较器比较的差值进行调整使输出稳定。预稳压电路通过检测电路将调整管的输入电压和系统的输出基准电压检测送到单片机，单片机将两者求差后与基准电压比较，单片机根据比较的差值产生晶闸管的触发角，使调整管两端的电压在设定值，同时使调整管的输入电压稳定。通过这两步稳压使本电源的稳定度大大提高。过流保护是通过电流换流电路来实现的。当过流时，换流电路通过换流，使晶闸管预稳压电路不工作，切断串联稳压电路的输入，使电路的电流降低，当过电流消除后，单片机重新启动预稳压电路，保护电路不工作。

4.3整流电路

整流电路有可控制整流电路和不可控制整流电路两大类。其中可控制整流按相数又分为：单相和三相：单相可控整流按控制的类型又分为：单相半波可控整流，单相桥式全控整流电路，单相桥式半控整流电路。单相不可控整流电路又分为：单相半波整流，单相桥式整流电路。

为了从一定程度上降低成本和简化设计，可采用不可控的单相桥式整流电路，该整流电路由变压器的整流二极管组成。变压器首先把220V电压变换为整流电路所需的交流电压值，然后再由整流二极管将其变换成单相脉冲电压。

电力变压器采用副边无中心抽头的，为实现全波整流，必须采用桥式整流电路，二极管D1-D4组成整流桥，变压器副边无中心抽头。整流电路如图4-6：

当变压器的副边电压为

时，在滤波电容两端得到电压u₀，当忽略二极管正向压降时，可用付氏级数表达式如下

式中，U2是电力变压器副边的交流电压的有效值，ω= 2πf，f是市电频率，u0中包含了直流平均成分U0，其值为付氏级数的第一项，即

此外，还包含频率分别为2ω、4ω等的交流谐波成分，其中2ω的谐波频率最低，常称为基波，其电压幅值Udm最大，由上式的第二项可知

整流器输出直流平均电压U0和电压脉动系数S1是它最主要的两项技术指标。脉动系数的定义可表示为：

因此，对于桥式整流电路来说

脉动系数是衡量整流器输出波形平滑程度的一项重要指标。为了把整流电路之后的交流成分滤去，因此，在整流电路后需要来连接一个低通滤波器，以使单相脉动电压或电流通过滤波电路之后，其交流成分受到较大的抑制，而平均直流成分减少不多，从而使滤波器输出电压的脉动系数大为减少。