[发明专利]一种直流电源输出阻抗测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种直流电源输出阻抗测量装置，其特征在于，包括测试频点电压相量提取模块、测试频点电流相量提取模块、小电流激励负载模块、扫频相量分析模块和控制计算机；所述测试频点电压相量提取模块和测试频点电流相量提取模块分别连接扫频相量分析模块的电压输入端和电流输入端，所述扫频相量分析模块的信号输出端连接小电流激励负载模块，所述扫频相量分析模块还和控制计算机连接；所述测试频点电压相量提取模块连接至在被测电源连接负载的电源母线上选取的测试截面的电压采样端，提取被测电源两端频率为ω的电压信号的幅度和相位，所述测试截面为在被测电源与负载之间朝着电源方向看的横切面，所述测试频点电流相量提取模块采用非接触方式从电源母线上提取通过测试截面流向被测电源的频率为ω的电流信号的幅度和相位，所述小电流激励负载模块连接在被测电源的负载端，通过所述扫频相量分析模块输出一定幅度的频率为ω的正弦激励信号，在被测电源的负载端引入一个对电源施加扰动的频率为ω的正弦波电流负载，所述扫频相量分析模块根据接收的电压信号的幅度和相位和电流信号的幅度和相位，计算出在所述测试截面的被测电源在频率ω时的输出阻抗的幅度值和相位值；控制计算机控制扫频相量分析模块的输出频率ω并接收扫频相量分析模块的计算结果进行存储和后期处理。

2.根据权利要求1所述的直流电源输出阻抗测量装置，其特征在于，所述扫频相量分析模块的信号输出端还连接开路／短路／负载校准激励信号输出模块，所述开路／短路／负载校准激励信号输出模块在进行开路／短路／负载校准时连接在负载端，用于在被测电源和负载以及小电流激励负载模块都从电源母线上断开后输出激励信号至测试截面；所述开路／短路／负载校准激励信号输出模块包括负反馈运算放大器，运算放大器的正输入端通过加法器连接扫频相量分析模块的信号输出端和取模值以及加直流偏置电路，运算放大器的输出端串联二极管，二极管的正极输入端连接限压保护电路，二极管的负极输出端通过校准开关连接测试截面的电压采样端。

3.根据权利要求1或2所述的直流电源输出阻抗测量装置，其特征在于，所述测试频点电压相量提取模块包括与测试截面电压采样端连接的第一隔直电容和第二隔直电容，第一隔直电容和第二隔直电容分别连接第一信号输入缓冲电路和第二信号输入缓冲电路，第一信号输入缓冲电路和第二信号输入缓冲电路再同时连接差分放大电路，差分放大电路连接扫频相量分析模块的电压输入端。

4.根据权利要求1或2所述的直流电源输出阻抗测量装置，其特征在于，所述测试频点电流相量提取模块包括低频测试频点电流相量提取模块，所述低频测试频点电流相量提取模块包括一个由高磁导率的磁环制作的电流互感器，所述电流互感器上分别绕有次级感应绕组以及直流抵偿绕组，所述次级感应绕组依次连接电流电压转换电路和信号调理及频率补偿电路，信号调理及频率补偿电路连接扫频相量分析模块的电流输入端；所述直流抵偿绕组通过依次连接的直流电路驱动电路和低通滤波电路连接直流电流测量器件，所述直流电流测量器件把测得的母线电流信号转换成电压信号，通过低通滤波电路滤除交流成分后，再通过直流电路驱动电路给直流抵偿绕组输出一个能抵消电源母线的直流电流在电流互感器中产生的磁感应强度的直流电流。

5.根据权利要求1或2所述的直流电源输出阻抗测量装置，其特征在于，所述测试频点电流相量提取模块包括高频测试频点电流相量提取模块，所述高频测试频点电流相量提取模块包括一个由低磁导率的磁环制作的电流互感器，所述电流互感器上绕有次级感应绕组，所述次级感应绕组依次连接电流电压转换电路和信号调理及频率补偿电路，信号调理及频率补偿电路连接扫频相量分析模块的电流输入端。

6.根据权利要求1或2所述的直流电源输出阻抗测量装置，其特征在于，所述小电流激励负载模块包括由运算放大器、场效应晶体管、取样电阻组成的负反馈闭环控制与驱动电路，运算放大器的正输入端通过加法器连接扫频相量分析模块的信号输出端和取模值电路，运算放大器的输出端连接场效应晶体管的控制极，场效应晶体管的一个输出极通过限流与熔断保护电路连接被测电源正极，另一个输出极通过取样电阻连接被测电源负极。