[实用新型]一种快速响应的电流变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电流变换器。

背景技术

由国网江西省电力科学研究院研发的“JXDKY001综合检测系统”，是一种电力系统用于动态监测、系统分析等领域的重要检测设备。电流源是该设备的最核心的硬件组成部分。该检测系统对电流源性能特别是响应时间及可靠性方面的要求越来越高。

长期以来，普通的电流变换器的产生比较简便。传统的电流变换器电路图如图1所示。这种电流变换器的电路连接关系是：功率放大器与信号发生器连接，同时与反馈电路模块连接；变压器与功率放大器连接，同时与反馈电路模块连接。

其工作原理是：信号经功率放大器放大；功率放大器直接推动变压器；变压器提供输出，同时经深度反馈电路产生一个负反馈信号送入功率放大器。这种带有深度负反馈电路的电流变换器能产生性能相对稳定的电流源。但这种转换电路存在明显缺陷：①如图1，因所采用的深度负反馈中有大量的储能器件(如电容等)，时间常数大，响应时间长，t＞25ms；②如图2，功放输出方式为电压放大再接变压器、互感器输出电流，Uo＝Rf/R1*Us。电路中Rf＝15K、R1＝5K、Us最大值为5V时，Uo＝15V。当输出回路开路时，变压器原边磁耦为0，而内阻很小约1.5Ω，此时的开路电流约有10A。使用时稍有疏忽造成开路就会直接导致电流变换器的烧毁。因此，生产一种高响应速度、高可靠性的电流变换器十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种响应速度快、使用寿命长的电流变换器。

为了实现上述目的，本实用新型使用了下述技术方案。

一种快速响应的电流变换器，包括加法器、恒流源、升流器、反馈电路，加法器的信号输入端连接信号发生器和反馈电路的输出端，加法器的信号输出端连接恒流源的输入端，恒流源的输出端连接升流器的输入端，升流器的输出端连接反馈电路的输入端。

具体的，Us为输入信号，R1作为信号发生器，Rf1作为恒流源，Rf2作为反馈电路，Ro作为升流器，Io作为输出信号，加法器的信号输入端连接信号发生器R1和反馈电路Rf2的输出端，加法器的信号输出端连接恒流源Rf1的输入端，恒流源Rf1的输出端连接升流器Ro的输入端，升流器Ro的输出端连接反馈电路Rf2的输入端。

本实用新型提高了电流变换器的响应速度，提高了电流变换器的使用寿命。①大大提高了响应时间，t≤5ms；②自带限流保护，使得开路电流I≤1.3A。既使由于工作上的疏忽造成电流回路开路也不会对设备造成损害，大大提高了设备的可靠性。

附图说明

图1是传统的电流变换器电路框图。

图2是传统的功率放大电路图。

图3是本实用新型的电流变换器电路框图。

图4是本实用新型的功率放大电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细说明。

参照图3，一种电流变换器，包括加法器、恒流源、升流器、反馈电路，加法器的信号输入端连接信号发生器和反馈电路的输出端，加法器的信号输出端连接恒流源的输入端，恒流源的输出端连接升流器的输入端，升流器的输出端连接反馈电路的输入端。

加法器接受信号及反馈电路产生的负反馈信号，将它们合成，经功率放大送入恒流源，再经升流器，升流器一路输出，一路经反馈电路产生的负反馈信号进加法器，形成一闭环回路。

参照图4，Us为输入信号，R1作为信号发生器，Rf1作为恒流源，Rf2作为反馈电路，Ro作为升流器，Io作为输出信号，加法器的信号输入端连接信号发生器R1和反馈电路Rf2的输出端，加法器的信号输出端连接恒流源Rf1的输入端，恒流源Rf1的输出端连接升流器Ro的输入端，升流器Ro的输出端连接反馈电路Rf2的输入端。

这个原理产生的电流变换器的特点：①如图3，采用的反馈电路中只有阻性器件，不存在时间上的滞后，因此响应时间很小，t≤5ms；②如图4，功放输出方式为恒流源方式，Io＝(Rf/R1)*(Us/Ro)。电路中，我们设计Rf1＝6.5K、Rf2＝6.5K、R1＝10K、Ro＝2.5Ω，当Us最大值为5V时，此时回路的最大输出电流Io＝1.3A。根本不会对设备造成损害，大大提高了设备的可靠性。

本实用新型的电流变换器的特点：①大大提高了响应时间，t≤5ms；②自带限流保护，使得开路电流I≤1.3A。既使由于工作上的疏忽造成电流回路开路也不会对设备造成损害，大大提高了设备的可靠性。