[实用新型]数字化功率信号源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数字化功率信号源。

背景技术

传统的信号源都是采用模拟信号发生器通过模拟功放生产功率信号。通过RLC振荡电路产生正弦波的模拟信号发生电路，受元器件的限制，其精度差、温漂大、稳定性差，而且参数更改需要靠元器件的更改来完成十分繁琐。模拟功放的效率低，最大不超过50％，随着输出功率的增加损耗也越来越大，发热严重，需要配巨大笨重的散热器，可靠性也随着降低。但是目前随着新能源和电力电子技术的发展，对信号源的要求却越来越高。例如，随着用电负荷的增大，要求信号源的输出功率越来越大。随着变频器和各种特殊电机的普及，电机供电频率越来越宽，不仅对频率范围要求越来越宽，而且对频率精度要求也越来越高，例如随着同步电机的容量越做越大，其功率因数可以达到0.05以下，这就需要高精度的信号源才能准确模拟如此低的功率因数。上述传统信号源由已经不能适用，迫切需要高效率、大功率、输出宽频的新型信号源。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种频率范围宽、精度高、效率高、功率大的数字化功率信号源。

本实用新型所采用的技术方案是：负载两端的正弦信号与A/D数字采样器连接，A/D数字采样器与中央处理器连接，中央处理器将存储器中的理想正弦波和A/D数字采样器反馈的值进行比较运算得出的数字控制流输入到PWM数字功放，所述数字功放由驱动电路、全桥变换器和低通滤波器组成，驱动电路与全桥变换器连接，全桥变换器与低通滤波器连接，全桥变换器输出的高功率PWM波通过低通滤波器滤除高频载波信号后的纯净正弦波信号输入负载两端。

所述全桥变换器包括四个功率开关管T1、T2、T3和T4，其中T1和T4、T2和T3是同时开通或关断，T1和T3是互补开通或关断，全桥变换器输出幅值等于直流母线电压的PWM波。

所述低通滤波器由输出滤波电感L和输出滤波电容C构成。

所述PWM数字功放的功率开关选用GTR、MOSFET或IGBT的可控功率元件。

所述驱动电路是已有技术.

本实用新型频率范围宽，可实现从低频到高频的输出，精度高，可达到0.1％以上的高精度输出，效率高达90％以上，可以实现几百到几千瓦的功率输出，可靠性极高。采用纯数字的方式直接产生数字调制信号，频率稳定度高、分辨率精细，不受外界环境影响，并且人机交互友好、设置更改参数十分方便。数字调制信号还可以直接传递给PWM数字功放。PWM数字功放由于开关管工作在开关状态下，所以效率高，输出电压幅度等于直流母线的幅度，过载能力强功率储备足。可实现体积小、重量轻、易于调试生产。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

图中：T1～T4为功率开关，C为输出滤波电容，L为输出滤波电感，VCC为直流母线电压。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：

将需要的理想波形离散化后存储在数字存储器中供中央处理器调用，通过按键向中央处理器发送需要输出波形的命令，实际输出波形通过A/D采样数字化后反馈给中央处理器。中央处理器接受A/D反馈的数字量并与存储器中的理想波形比对运算，产生由0和1组成的数字控制流驱动PWM数字功放输出大功率、宽频率、高精度的正弦波信号。其中PWM数字功放由驱动电路、全桥变换器和低通滤波器组成。驱动电路与全桥变换器连接，全桥变换器与低通滤波器连接，全桥变换器包括四个功率开关管T1、T2、T3和T4，其中T1和T4、T2和T3是同时开通或关断，T1和T3是互补开通或关断，全桥变换器输出幅值等于直流母线电压的PWM波。低通滤波器由输出滤波电感L和输出滤波电容C构成。全桥变换器输出的高功率PWM波通过低通滤波器滤除高频载波信号后的纯净正弦波信号输入负载两端。