[实用新型]多路输出任意波形功率信号源

说明书

本实用新型公开了一种多路输出任意波形功率信号源，包括控制器、直流输入、DC/DC升压电路、全桥逆变电路、LC滤波电路、误差运算电路、比较电路、驱动电路，控制器提供信号源所需要的各种基准信号；改变控制器输出的基准信号波形，对不同波形信号进行功率放大。并且调节控制器输出的基准信号幅值大小与信号频率，改变脉冲波形的占空比，实现输出波形电压幅值的升降和频率的改变。所设计的功率信号源在实现对不同波形进行功率放大的同时提高了系统整体的效率。

技术领域

本实用新型涉及逆变电源设计领域，具体来说就是带有动态电源，可以输出任意波形并且进行功率放大的信号源，并具有调幅调频的功能。

背景技术

传统的信号源都是采用模拟信号发生器通过模拟功放生产功率信号，通过RLC振荡电路产生单一的模拟信号发生电路，对不同波形信号必须配有相应的RLC振荡电路，信号源的体积过大不便于携带。并且受元器件的限制，其精度差、温漂大、稳定性差，同时参数更改需要靠元器件的更改来完成十分繁琐，模拟功放的效率低，最大不超过50％，随着输出功率的增加损耗也越来越大，发热严重，需要配巨大笨重的散热器，可靠性也随之降低，但是目前随着新能源和电力电子技术的发展，对信号源的要求却越来越高，例如，用于测试继电保护装置性的信号源，需要信号源可以模拟电网线路中出现不同故障时所产生的波形，因此对信号源的功能要求是，可以实现对任意波形进行功率放大、调幅、调频，配合起来实现对各种故障信号的模拟，并且在实现上述功能时，减少波形畸变，降低THD。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多路输出任意波形功率信号源，所设计的功率信号源在实现对不同波形进行功率放大的同时提高了系统整体的效率。

用于实现上述目的的技术方案是：一种多路输出任意波形功率信号源，其特征是包括控制器、直流输入、DC/DC升压电路、全桥逆变电路、LC滤波电路、误差运算电路、比较电路、驱动电路，控制器提供信号源所需要的各种基准信号；

主控制器产生三种不同的交流基准信号、载波信号、两路互补的开关信号，以及和三种交流基准波形峰值大小相等的直流基准信号，并且具有调节基准波形信号频率、幅值的功能；

36V蓄电池作为直流输入分别给设计参数相同的DC/DC升压电路进行升压，提供后级全桥逆变电路所需要的母线电压；

DC-DC升压电路，为三路全桥逆变电路提供母线电压；

主控制器产生的直流基准信号分别送入DC/DC升压电路，DC/DC升压电路通过改变占空比，调节全桥逆变电路所需要的母线电压；主控制器产生的交流基准信号分别送入误差运算电路，与LC滤波电路输出电压采样出来的交流信号进行误差运算，输出一个与采样信号和基准信号相同的误差信号，再将输出的误差信号与主控制器产生的载波信号送入比较电路进行比较，形成单极性SPWM调制方式；

使用运算放大器LM358与电阻、电容组成PID控制电路，用来处理误差信号，并对产生的误差信号与载波信号经过比较器进行比较产生脉宽不同的PWM控制信号，经过驱动电路自举后控制MOS管的开关状态。

其中三种不同的交流基准信号，均由主控制器产生，多路信号同步输出，减少同步误差与相位误差。

其中三种交流基准信号和两路互补的开关信号频率相同，均受频率开关控制。

其中全桥逆变电路的交流基准幅值与DC/DC升压电路的直流基准电压呈线性关系，根据基准交流信号幅值来调节DC/DC升压电路的直流基准，使得直流基准电压始终比交流信号的幅值电压高10％，从而实现母线电压始终比输出电压幅值高10％，实现母线电压对输出电压幅值的跟踪，来满足输出电压所需要的母线电压，并减少能量损耗，提升系统效率。

其中驱动电路，比较电路，误差运算电路均选用模拟电路进行搭建。

全桥逆变电路的单极性SPWM调制方式以及控制方法如下：