[发明专利]用于电能表直流和偶次谐波影响试验的负载自动匹配装置

权利要求书

1.一种用于电能表直流和偶次谐波影响试验的负载自动匹配装置，其特征在于，所述装置包括电子负载单元、驱动电路、反相器、反馈电路单元、电阻R11、电阻R12和电阻R13；

所述电子负载单元和电阻R13串联，构成一条支路，电阻R11和电阻R12串联，构成另一条支路，二条支路并联为匹配负载支路，匹配负载支路的两个端点分别为I+和I-；反馈电路单元的第一输入端（11）和第二输入端（27）分别连接被检表的两端IM-和I+；反馈电路单元的第三输入端（12）和第二输入端（27）分别连接二极管D2的阴极和I+；反馈电路单元的第四输入端（13）和第五输入端（14）分别接电阻R12的两端Fv+和I-，以取电阻R12两端的电压作为参考信号；反馈电路单元的输出端（15）和驱动电路第一输入端（20）连接；反相器的第一输入端（16）和第二输入端（17）分别连接电阻R13的两端Fv-和I-，反相器的输出端（18）和驱动电路的第二输入端（19）连接，将电阻R13二端的电压信号反相并输出；驱动电路的第一输出端（21）和第二输出端（22）分别连接电子负载单元第一输入端（28）和第二输入端（29），电子负载单元的第三端口（23）连接I+，电子负载单元的第四端口（24）和Fv-连接；

所述电子负载单元，包括MOSFET管Q1、MOSFET管Q2、MOSFET管Q3、MOSFET管Q4、MOSFET管Q5、MOSFET管Q6、电阻R601、电阻 R602、电阻 R603、电阻 R604、电阻 R605、电阻 R606、电阻R607、电阻 R608、电阻 R609、电阻 R610、电阻 R611、电阻R612、电容C5、电容C6、第一稳压二极管（ZD1）和第二稳压二极管（ZD2）；

电阻R601、电阻R602、电阻R603、电容C5和第一稳压二极管（ZD1）并联；MOSFET管Q1、MOSFET管Q2和MOSFET管Q3并联，电阻R604两端分别连接第一稳压二极管（ZD1）的阴极和MOSFET管Q1的栅极；电阻R605两端分别连接第一稳压二极管（ZD1）的阴极和MOSFET管Q2的栅极；电阻R606两端分别连接第一稳压二极管（ZD1）的阴极和MOSFET管Q3的栅极；第一稳压二极管（ZD1）的阳极与MOSFET管Q1的源极连接；电阻R610、电阻R611、电阻R612、电容C6和第二稳压二极管（ZD2）并联；MOSFET管Q4、MOSFET管Q5和MOSFET管Q6并联，电阻R607的二端分别连接第二稳压二极管（ZD2）的阴极和MOSFET管Q4的栅极；电阻R608的二端分别连接第二稳压二极管（ZD2）的阴极和MOSFET管Q5的栅极；电阻R609二端分别连接第二稳压二极管（ZD2）的阴极和MOSFET管Q6的栅极；第二稳压二极管（ZD2）的阳极与MOSFET管Q4的源极连接；MOSFET管Q1的漏极和MOSFET管Q4的漏极连接；MOSFET管Q2的漏极和MOSFET管Q5的漏极连接；MOSFET管Q3的漏极和MOSFET管Q6的漏极连接；

反馈电路通过比较匹配负载支路上二端的电压与被检表二端的电压以判断二者的阻抗是否匹配，并将匹配信息转换成反馈信号输出给驱动电路；驱动电路根据反相器和反馈电路单元的输出信号大小，调节其输出的电压值；电子负载单元根据驱动电路的输出电压值调节内部MOSFET管的导通阻抗，以改变自身阻抗，从而实现负载的自动匹配；

所述反馈电路单元，包括第一有效值转换器（AD1）、第二有效值转换器（AD2）、比较器（A2）、电容C2、电容C3、电阻R21、二极管D3、乘法器、电阻R22、电阻R23、电容C4、第二放大器（A3）和电阻R24；

所述第一有效值转换器（AD1）将被检表电流线路二端的交流电压信号转换成直流电压信号，第二有效值转换器（AD2）将匹配负载支路两端的交流电压信号转换成直流电压信号；电容C2和电容C3并联，且两端分别连接比较器（A2）的反相端和输出端；第一有效值转换器（AD1）和第二有效值转换器（AD2）的输出分别连接比较器（A2）的反相端和同相端，比较器（A2）的输出端经过电阻R21和二极管D3，连接到乘法器的一个输入端；从电阻R12上获取参考波形信号，以差分的形式传输到乘法器的第二输入端（13）和第三输入端（14）；乘法器输出端经过电阻R22，连接到第二放大器（A3）的反相端，第二放大器（A3）的正相端接地；电阻R23和电容C4并联，且两端分别连接第二放大器（A3）的反向端和输出端；第二放大器（A3）的输出端与电阻R24连接；

所述驱动电路，包括第三放大器（A4）、电容C7、电阻R41、电阻R42、第一开关（S1）、MOSFET管Q7、第四放大器（A5）、电容C8、电阻R43、电阻R44、第二开关（S2）和MOSFET管Q8；

所述第三放大器（A4）的同相端和第四放大器（A5）的同相端连接，第三放大器（A4）的反相端和第四放大器（A5）的反相端连接；电容C7的两端分别连接第三放大器（A4）的反相端和输出端；第三放大器（A4）输出端经电阻R41，连接到第一开关（S1）的输入端；电阻R42的两端分别连接电源（VCC）和第一开关（S1）的控制端；MOSFET管Q7的漏极和第一开关（S1）的控制端连接，MOSFET管Q7的源极接地；电容C8的两端分别连接第四放大器（A5）的反相端和输出端；第四放大器（A5）输出端经电阻R43，连接到第二开关（S2）的输入端；电阻R44的两端分别连接电源（VCC）和第二开关（S2）的控制端；MOSFET管Q8的漏极和第二开关（S2）的控制端连接，MOSFET管Q8的源极接地；通过控制MOSFET管Q7和MOSFET管Q8的导通与截止，进而控制第一开关（S1）和第二开关（S2）的断开与闭合，控制信号由时序提取电路产生。