[发明专利]一种变压器传输特性测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高频变压器传输特性测试装置及方法，特别涉及高频高压电源领域高频高压变压器传输特性的测试装置和测试方法。

背景技术

高频高压变压器是高频高压电源中的重要组成部分，伴随高频高压电源技术的发展和应用领域的拓展，高频高压变压器的工作频率、输出电压、输出功率越来越高，导致变压器的寄生和分布参数越来越多的受到磁芯、绕组材料、变压器结构参数、绕线工艺等影响，并直接影响高频高压电源的设计和性能，因此高频高压变压器传输特性是越来越受到关注的技术参数之一。

专利201220325692.3中变压器综合测试仪包括三相直流电阻测试仪、变比测试仪、有载综合测试仪、通过控制继电器通、断方式自动控制三相直流电阻测试仪、变比测试仪、有载综合测试仪功能的切换，整合功能；实用新型201220298644.X公开了一种大功率高频变压器测试系统，工作频率为5～50kHz，该系统直接将逆变器输出接至测试变压器，未对测试系统输出波形进行控制；专利200910181695.7公开了一种变压器综合参数测试仪校验装置，针对工频变压器多参数进行测量，仅公开了测试功能模块，对采用的具体测试方法未公开说明；专利201020195530.3公开了一种变压器综合测试装置，对集成了变压器空载负载测试仪、变比组别测试仪、直流电阻测试仪三种单台仪器进行了结构上的集成，主要用于工频变压器的测试。

发明内容

本发明的目的是提出一种变压器传输特性测试装置及方法，配合受试变压器在变压器输入侧绕组产生不同频率的方波电压信号、正弦电压、电流信号和不同程度畸变的正弦电压、电流信号，用于变压器传输特性的测试。

本发明包括7个组成部分：单相交流调压器、单相全桥不控整流电路、滤波电容、单相全桥逆变器、PWM脉宽调制器电路、隔直电容，以及分段式可调电感。单相交流调压器的两个输入端分别接220V交流电火线和零线，单相交流调压器两个输出端接单相全桥不控整流电路的两个交流输入端，单相全桥不控整流电路输出高压端接滤波电容的正极，单相全桥不控整流电路输出低压端接滤波电容的负极，滤波电容的正极接单相全桥逆变器母线正极，滤波电容的负极接单相全桥逆变器母线负极；单相全桥逆变器的输出一端串联隔直电容和分段式可调电感后接受试变压器绕组一端，单相全桥逆变器输出的另一端接受试变压器绕组的另一端。PWM脉宽调制器电路作为单相全桥逆变器驱动电路接单相全桥逆变器驱动端，隔直电容和分段式可调电感、受试变压器收入侧绕组串联后接单相全桥逆变器输出端。通过调节单相交流调压器的电压调节旋柄可调节经单相全桥不控整流电路整流和滤波电容滤波后的直流电压，滤波电容输出的直流电压实现0～300V可调。单相全桥逆变器采用4个高频可控开关器件和4个高频二极管组成，高频开关器件和高频二极管的频率应能满足受试变压器测试频率的要求。本发明中装置测试频率为1kHz～50kHz，因此采用IGBT模块作为可控开关器件，IGBT模块内部寄生存在的反并联二极管作为全桥逆变器的高频二极管使用；PWM脉宽调制器电路输出频率可控的PWM波信号，经放大隔离后给单相全桥逆变器可控开关器件，控制单相全桥逆变器输出相同频率的逆变电压信号，该频率称为工作频率，本发明中工作频率为1kHz～50kHz。PWM脉宽调制器电路PWM波的产生可通过模拟或数字电路实现，本发明采用PWM脉宽调制器UG3525配合IGBT驱动板实现；隔直电容为高频电容，容量需远大于受试变压器分布电容值，一般大于1uF即可；分段式可调电感可分为多段，其最小值为0uH，其最大值视装置的最小测试频率而定。