基本信息
- 項目名稱：
- 工頻測試電源開關功放設計
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 在電子電氣產(chǎn)品的測試，調(diào)試，和驗收的階段，廣泛采用工頻測試電源。其性能關鍵取決于功率放大裝置的性能。因而，本設計是工該類電源的關鍵部分，應用前景廣闊.本作品采用了目前電力電子發(fā)展最新的無濾波器型改進SPWM技術，結合自動控制技術，克服了目前國內(nèi)采用線性功率放大器技術的傳統(tǒng)測試源無法回避的效率低，體積大，噪音大的弊端，是取代傳統(tǒng)測試源的科技發(fā)展趨勢，目前已處于產(chǎn)品中試階段，即將進入市場應用階段。
- 詳細介紹：
- 在電子電氣產(chǎn)品的測試，調(diào)試，和驗收的階段，為了確保電子電器產(chǎn)品的設計品質(zhì)和安全性，廣泛采用工頻測試電源。而工頻測試電源技術的性能關鍵取決于功率放大裝置的性能。因而，本設計是工頻測試電源里的關鍵部分，應用前景廣闊。 本作品采用了目前電力電子發(fā)展最新的無濾波器型改進SPWM技術，結合自動控制技術，克服了目前國內(nèi)采用線性功率放大器技術的傳統(tǒng)測試源無法回避的效率低，體積大，噪音大的弊端，是取代傳統(tǒng)測試源的科技發(fā)展趨勢。本設計不僅擁有高效率，低熱損耗，低噪聲，而且還擁有極低的失真度，完全克服了傳統(tǒng)測試源的上述缺點，同時在生產(chǎn)成本上相比亦有所下降，目前已處于產(chǎn)品中試階段，即將進入市場應用階段。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 設計目的： 在2010年9月，由于受到鄭州市鄭州華特測控新技術有限公司的委托，為其公司的單相及三項工頻測試電源設計開關型功率放大器。該公司以前的此種產(chǎn)品考慮到輸出失真度，采用的是基于傳統(tǒng)線性功率放大器?？紤]到新產(chǎn)品對低功耗，高功率輸出，低失真度，小體積，低成本的要求，決定采用開關型功率放大器的新技術。 隨著自動控制技術和PWM技術的發(fā)展，使功率放大器可以小型化，高效化和低失真?，F(xiàn)在在工業(yè)仿電網(wǎng)工頻測試電源的測試領域，仍然主要使用熱損耗大，效率低的線性功率放大器，使得整個測試儀器體積龐大，而工作產(chǎn)生的高溫，又帶來了加裝大散熱片帶來的體積成本增大問題和風扇噪音問題。本設計目的就是用最新的技術來解決以上舊技術的弊端。 基本思路： 利用自動控制技術和PWM技術，對傳統(tǒng)工頻測試電源結構進行改進和替換。 創(chuàng)新點： 1.利用PWM技術，研制成功高效率的功率放大器，不需要大的散熱片和風扇，大大降低整個測試電源系統(tǒng)的功耗和體積。 2.利用自動化控制和系統(tǒng)校正技術降低失真。 技術指標： 1.功率放大器效率百分之九十以上。 2.THD少于百分之一。 3.輸出功率20瓦以上。 4.輸出電壓有效值穩(wěn)定，并達到100-220*120%V連續(xù)可調(diào)。 5.輸出濾波器小巧。 6.輸入輸出相位差小于0.1度。
科學性、先進性
- 1.在國家可持續(xù)發(fā)展的理念下，是一項節(jié)能環(huán)保技術的創(chuàng)新，對綠色能源化的發(fā)展具有積極的意義。 2.體積小，效率高，熱損耗小，節(jié)約成本。 3.采用PWM的調(diào)制方法，同時采用國外最新的高效改進BTL的MOSFET的控制方式，大幅減少無用電流流動量和輸出濾波器的體積和成本。 主要參考文獻 1. Zhang,L.,et al,“Real-Time Power Supply Compensation for Noise-Shaped Class D Amplifier,”Presented at the 117th AES Convention,San Francisco,CA,October 2004. 2. PWM and Class-D Amplifiers with ADSP-BF535 Blackfin Processors,Analog Devices Engineer-to-Engineer Note EE-242
獲獎情況及鑒定結果
- 2010年12月，基于本設計的新型測試電源開關功放板電路在鄭州市鄭州華特測控新技術有限公司進行指標測試，測試結果完全達到了華特公司新型測試電源對功放部分的性能要求。
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 技術共享
作品可展示的形式
- 實物、現(xiàn)場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明： 1.將其與被測儀器連接好后，接通電源。 2.進行輸出設定。 3.確認后按鍵輸出。 4.測試結束后，先按鍵停止輸出，然后關閉電源。 技術特點： 結合目前國外最高效的新型功率放大技術和自動控制與校正技術為一體的工頻測試電源功率放大裝置。 優(yōu)勢： 該儀器發(fā)熱低，效率高，成本低，適用范圍極廣，推廣性強。 適用范圍: 對于所有要和220V交流電網(wǎng)有連接的用電設備，在產(chǎn)品可靠性及安全性測試環(huán)節(jié)，都必須要進行工頻測試電源的測試。通過本設計，就可實現(xiàn)測試更高的準確度，更高的效率，更小的體積。
同類課題研究水平概述
- 工頻測試電源被廣泛應用于電子產(chǎn)品的電源性能測試中。例如一些電器產(chǎn)品的輸入頻率范圍一般是47Hz-63Hz，電壓大小范圍一般是85V-264V。在這么大的輸入范圍內(nèi)，如果只是在市電輸入情況下測試，工作沒有問題；并不能認為在其他的輸入電壓，頻率范圍情況下，也能正常工作。所以就需要測試在230V，50Hz及其可能變動范圍內(nèi)的電壓，頻率輸入的情況。如果只使用自耦式變壓器來調(diào)整，很難達到要求。這時就需要用工頻測試電源來輸出需要的電壓，頻率范圍。經(jīng)過這樣測試，才能肯定產(chǎn)品在輸入電壓規(guī)格范圍內(nèi)能正常工作。工頻測試電源的功能不光是這些。除了上述的輸入電壓范圍必需要測試外，電壓波形的開機角度及關機角度，都有相應的規(guī)格需求做測試。此外最重要的，工頻測試電源不僅可以仿真正常的市電輸出，更要仿真出市電異常輸出的狀況，借此來看待測物是否還能正常工作。若待測物設計有不完善的考慮，可能供電發(fā)生異常，馬上就有損壞的可能。除了制造電器產(chǎn)品的廠家需要用到工頻測試電源，驗收的單位也應配備工頻測試電源來確保電器的制造及設計品質(zhì)。所以，工頻測試電源在產(chǎn)品的測試，調(diào)試，和驗收階段有很大的應用價值。 目前國內(nèi)的工頻測試電源考慮到失真度，主要采用的仍是線性功率放大器，效率低，體積大，噪音大。本設計不僅擁有高效率，低熱損耗，而且還擁有極低的失真度，完全克服了傳統(tǒng)測試源的缺點，在生產(chǎn)成本上相比亦有所下降，目前華特公司使用本設計的新型工頻測試電源已處于產(chǎn)品中試階段。
