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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 工頻測(cè)試電源開關(guān)功放設(shè)計(jì)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 在電子電氣產(chǎn)品的測(cè)試，調(diào)試，和驗(yàn)收的階段，廣泛采用工頻測(cè)試電源。其性能關(guān)鍵取決于功率放大裝置的性能。因而，本設(shè)計(jì)是工該類電源的關(guān)鍵部分，應(yīng)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(jìn)SPWM技術(shù)，結(jié)合自動(dòng)控制技術(shù)，克服了目前國(guó)內(nèi)采用線性功率放大器技術(shù)的傳統(tǒng)測(cè)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(cè)試源的科技發(fā)展趨勢(shì)，目前已處于產(chǎn)品中試階段，即將進(jìn)入市場(chǎng)應(yīng)用階段。
- 詳細(xì)介紹：
- 在電子電氣產(chǎn)品的測(cè)試，調(diào)試，和驗(yàn)收的階段，為了確保電子電器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)品質(zhì)和安全性，廣泛采用工頻測(cè)試電源。而工頻測(cè)試電源技術(shù)的性能關(guān)鍵取決于功率放大裝置的性能。因而，本設(shè)計(jì)是工頻測(cè)試電源里的關(guān)鍵部分，應(yīng)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(jìn)SPWM技術(shù)，結(jié)合自動(dòng)控制技術(shù)，克服了目前國(guó)內(nèi)采用線性功率放大器技術(shù)的傳統(tǒng)測(cè)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(cè)試源的科技發(fā)展趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)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(cè)試源的上述缺點(diǎn)，同時(shí)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(jìn)入市場(chǎng)應(yīng)用階段。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的： 在2010年9月，由于受到鄭州市鄭州華特測(cè)控新技術(shù)有限公司的委托，為其公司的單相及三項(xiàng)工頻測(cè)試電源設(shè)計(jì)開關(guān)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。考慮到新產(chǎn)品對(duì)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(guān)型功率放大器的新技術(shù)。 隨著自動(dòng)控制技術(shù)和PWM技術(shù)的發(fā)展，使功率放大器可以小型化，高效化和低失真。現(xiàn)在在工業(yè)仿電網(wǎng)工頻測(cè)試電源的測(cè)試領(lǐng)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(gè)測(cè)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(fēng)扇噪音問題。本設(shè)計(jì)目的就是用最新的技術(shù)來解決以上舊技術(shù)的弊端。 基本思路： 利用自動(dòng)控制技術(shù)和PWM技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)工頻測(cè)試電源結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和替換。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1.利用PWM技術(shù)，研制成功高效率的功率放大器，不需要大的散熱片和風(fēng)扇，大大降低整個(gè)測(cè)試電源系統(tǒng)的功耗和體積。 2.利用自動(dòng)化控制和系統(tǒng)校正技術(shù)降低失真。 技術(shù)指標(biāo)： 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(dá)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(xué)性、先進(jìn)性
- 1.在國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的理念下，是一項(xiàng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的創(chuàng)新，對(duì)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(shí)采用國(guó)外最新的高效改進(jìn)BTL的MOSFET的控制方式，大幅減少無用電流流動(dòng)量和輸出濾波器的體積和成本。 主要參考文獻(xiàn) 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(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年12月，基于本設(shè)計(jì)的新型測(cè)試電源開關(guān)功放板電路在鄭州市鄭州華特測(cè)控新技術(shù)有限公司進(jìn)行指標(biāo)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果完全達(dá)到了華特公司新型測(cè)試電源對(duì)功放部分的性能要求。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)共享
作品可展示的形式
- 實(shí)物、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說明： 1.將其與被測(cè)儀器連接好后，接通電源。 2.進(jìn)行輸出設(shè)定。 3.確認(rèn)后按鍵輸出。 4.測(cè)試結(jié)束后，先按鍵停止輸出，然后關(guān)閉電源。 技術(shù)特點(diǎn)： 結(jié)合目前國(guó)外最高效的新型功率放大技術(shù)和自動(dòng)控制與校正技術(shù)為一體的工頻測(cè)試電源功率放大裝置。 優(yōu)勢(shì)： 該儀器發(fā)熱低，效率高，成本低，適用范圍極廣，推廣性強(qiáng)。 適用范圍: 對(duì)于所有要和220V交流電網(wǎng)有連接的用電設(shè)備，在產(chǎn)品可靠性及安全性測(cè)試環(huán)節(jié)，都必須要進(jìn)行工頻測(cè)試電源的測(cè)試。通過本設(shè)計(jì)，就可實(shí)現(xiàn)測(cè)試更高的準(zhǔn)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(cè)試電源被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的電源性能測(cè)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(cè)試，工作沒有問題；并不能認(rèn)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(cè)試在230V，50Hz及其可能變動(dòng)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(dá)到要求。這時(shí)就需要用工頻測(cè)試電源來輸出需要的電壓，頻率范圍。經(jīng)過這樣測(cè)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(cè)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(cè)試外，電壓波形的開機(jī)角度及關(guān)機(jī)角度，都有相應(yīng)的規(guī)格需求做測(cè)試。此外最重要的，工頻測(cè)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(cè)物是否還能正常工作。若待測(cè)物設(shè)計(jì)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(cè)試電源，驗(yàn)收的單位也應(yīng)配備工頻測(cè)試電源來確保電器的制造及設(shè)計(jì)品質(zhì)。所以，工頻測(cè)試電源在產(chǎn)品的測(cè)試，調(diào)試，和驗(yàn)收階段有很大的應(yīng)用價(jià)值。 目前國(guó)內(nèi)的工頻測(cè)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(shè)計(jì)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(cè)試源的缺點(diǎn)，在生產(chǎn)成本上相比亦有所下降，目前華特公司使用本設(shè)計(jì)的新型工頻測(cè)試電源已處于產(chǎn)品中試階段。
