[发明专利]一种直流高压隔离检测方法

说明书

一种直流高压隔离检测方法，设有反激变压器，反激变压器由原边励磁绕组、次边检测绕组及采样绕组组成；原边励磁绕组的一端与直流电源相接，另一端与主开关管相接，主开关管与脉冲驱动单元相接，通过主开关管将直流电压斩波成脉冲电压，实现反激变压器的耦合，原边励磁绕组的两端设有用于钳位变压器次级反射电压保护主开关管的原边钳位电路；次边检测绕组的两端设有次边检测电路，次边检测电路由二极管D1和电容C1组成；采样绕组的两端设有次边整流滤波电路，次边整流滤波电路由二极管D2、电容C2及电阻R2组成。本发明通过设反激变压器，通过反激变压器的绕制及低压降二极管的选择，实现隔离、高精度检测、低成本。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种直流高压隔离检测方法。

背景技术

在电力电子领域，直流高压输出端特别是千伏级高压的采样检测成为行业的一大难题。既要解决输出端高压跟控制端低压的隔离问题，又要保证采样的精度，如若不隔离，低压端容易串入高压干扰，导致工作异常甚至烧毁电路；传统的隔离手段又受器件的隔离耐压限制无法做到采样过高的直流电压。

传统的直流高压检测，常用的方法有：

1. 电阻直接分压。此方法无法实现隔离，存在上述非隔离所带来的所有风险，而且此方法对电阻的精度、耐压、功率等要求较高。采样精度主要受采样电阻的精度影响，要想得到较高的采样精度，则必须采用精度较高的精密电阻；假设被采样电压为kV级，则上端的分压电阻R1耐压至少kV级，通常需要多个电阻串联；当分压后需接稳压管或放大器等需要一定的电流维持的情况，则对上端分压电阻的功率提出较高要求；同时满足精度、耐压、功率等要求的电阻极少，因此，此方法不推荐使用。

2. 第三绕组法。此方法为给变压器增加一个辅助绕组，对辅助绕组进行采样反馈并稳压。因为主绕组为非控制状态，负载调整率会比较差，且此方法只适用于对该电源本身，无法检测外部设备电压；同时，该方法也只适用于恒压输出的电源，无法实现恒流输出电路的采样。

3.电压霍尔采样。霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件，如果在输入端通入控制电流，当有一磁场穿过器件感磁面，则在输出端得到霍尔电势，而电压霍尔则是在原边串联一个固定的高精度电阻，当接被测电压时，原边会得到与被测电压按比例对应的电流，同时在输出端得到与被测电压按比例对应的霍尔电势，因此可以得出被测电压大小。此种方法精度高且安全可靠，但体积大、成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，具有隔离、高精度、低成本等特点的直流高压隔离检测方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种直流高压隔离检测方法，其特点是，设有反激变压器，反激变压器由原边励磁绕组、次边检测绕组及采样绕组组成；原边励磁绕组的一端与直流电源相接，另一端与主开关管相接，主开关管与脉冲驱动单元相接，通过主开关管将直流电压斩波成脉冲电压，实现反激变压器的耦合，原边励磁绕组的两端设有用于钳位变压器次级反射电压保护主开关管的原边钳位电路；次边检测绕组的两端设有次边检测电路，所述的次边检测电路由二极管D1和电容C1组成，被检测单元的两端接在电容C1的两端；采样绕组的两端设有将耦合的脉冲信号整流滤波成相对平滑的直流电压的次边整流滤波电路，所述的次边整流滤波电路由二极管D2、电容C2及电阻R2组成，电阻R2的两端设有电压表；

被检测单元的电压记为V₁，其最大值记为V_1（MAX），次边检测绕组N2的电压记为V_N2，二极管D1压降记为V_D1，采样绕组N3电压记为V_N3，二极管D2压降记为V_D2，采样输出电压记为V₂，采样绕组N3与次边检测绕组N2之间的电压关系设定为V_N3 =V_N2 /n，其中，n为次边检测绕组N2与采样绕组N3两个绕组匝数的比值；