[发明专利]一种基于GaN功率器件的继电保护测试仪及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于GaN功率器件的继电保护测试仪及其控制方法，包括隔离变压部分、整流调节部分和三相逆变输出部分；隔离变压部分包括变压器，变压器一次侧连接交流市电；整流调节部分包括基于GaN功率器件的全桥整流电路、滤波电感和电容，变压器二次侧连接全桥整流电路，全桥整流电路直流输出侧串联连接滤波电感后并联连接电容以提供压力支撑，电容两端连接输出端口；电容还连接三相逆变输出部分，三相逆变输出部分包括三路并联连接的功率器件的全桥逆变电路，每路全桥逆变电路引设一路输出通道，输出通道上串联连接电感。本发明具有三路交流电压或交流电流、一路直流电压输出功能，降低体积的同时还能有效保证电压、电流的输出精度。

技术领域

本发明属于继电保护装置测试仪器，具体涉及一种基于GaN功率器件的继电保护测试仪及其控制方法。

背景技术

继电保护测试仪是一种可以对各类型电压、电流、频率、谐波等继电器以手动或自动方式进行测试的设备，现有继电保护测试仪具有多路交直流输出、测试精度高等优点。

现行的继电保护测试仪多以微机继电保护测试仪为主，其可分为两种形式，一种是采用传统的OCL功放，体积大，比较笨重，功放管工作在放大区，时间长容易损坏，且动态范围窄，精度不高；另一种是采用开关电源，功放采用数字功放，体积小，重量轻，效率高，是继电保护测试仪的发展方向。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种能够降低继电保护测试仪的体积，同时，保证电压电流输出精度基于GaN功率器件的继电保护测试仪及其控制方法。

技术方案：本发明的基于GaN功率器件的继电保护测试仪，包括隔离变压部分、整流调节部分和三相逆变输出部分；所述隔离变压部分包括变压器T1，变压器T1一次侧连接交流市电；所述整流调节部分包括基于GaN功率器件的全桥整流电路、滤波电感L1和电容C1，变压器T1二次侧连接全桥整流电路，全桥整流电路的直流输出侧串联连接滤波电感L1后，再并联连接电容C1以提供压力支撑，电容C1两端连接输出端口；所述电容C1还连接三相逆变输出部分，三相逆变输出部分包括三路并联连接的基于GaN功率器件的全桥逆变电路，且每路全桥逆变电路引设一路输出通道，输出通道上串联连接电感。

所述全桥整流电路将变压器T1输出的交流电压转变为直流电压。

所述直流电压的数值调整通过控制全桥整流电路中GaN功率器件的占空比实现。

所述三路全桥逆变电路的输出通道在串联连接电感后还并联连接电容，通过电容进行滤波，电容两端连接输出端子。

还包括输出面板，所述输出面板上半部分设有显示屏，输出面板下半部分设有模式选择旋钮和用于实现不同输出功能的输出端子。

本发明还包括一种基于GaN功率器件的继电保护测试仪的控制方法，当选择直流电压输出模式时，包括以下步骤：

(1)检测电容C1两端电压V_dc，并与设定的直流电压输出值V_{dc ref}比较；

(2)通过PI调节器控制直流输出电压，根据设定直流电压输出值与实际值的差值，选定比例调节系数和积分调节系数；

(3)采集变压器T1输出的二次侧电压V_Grid和二次侧电流I_Grid；

(4)对二次侧电压锁相，确保二次侧电压电流同相位；

(5)直流输出电压依次经过PR调节器和比较器处理后，输入全桥整流电路中GaN功率器件的控制端子。

当选择三相交流电压或电流输出模式时，包括以下步骤：

(a)根据需求选择三相交流输出电压模式或三相交流输出电流模式；