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一种变压功率信号输出装置

发明公布  在审
申请(专利)号:CN201811534254.6国省代码:广东 44
申请(专利权)人:南方电网科学研究院有限责任公司;中国南方电网有限责任公司
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摘要:
本发明公开一种变压功率信号输出装置,包括供电模块和电压模块,供电模块用于输出直流电,电压模块包括直流电压调节器、电压功率切换器和变压器,三者依次电连接,通过直流电压调节器改变供电模块输入的直流电压高低;电压功率切换器用于调节输出直流电压和/或交流电压,电压功率切换器可将直流电转换为交流;变压器与电压功率切换器相连,用于改变交流电压,通过变压器实现升压,可输出更高的电压。采用本发明的变压功率信号输出装置,由供电模块提供电压值稳定的直流电压,经过电压功率切换器将直流电转换为交流电,再由变压器调节电压值,输出数值准确的交流电压,可供较大范围的电压测量。

主权项:
1.一种变压功率信号输出装置,其特征在于,包括:供电模块(1),用于输出直流电;电压模块(2),包括直流电压调节器(21)、电压功率切换器(22)和变压器(23),所述直流电压调节器(21)与所述供电模块(1)相连,用于改变所述供电模块(1)输入的直流电压高低;所述电压功率切换器(22)与所述直流电压调节器(21)相连,用于调节输出直流电压和/或交流电压;所述变压器(23)与所述电压功率切换器(22)相连,用于改变交流电压。


说明书

一种变压功率信号输出装置

技术领域

本发明涉及配电装置技术领域,更进一步涉及一种变压功率信号输出装置。

背景技术

在对电气元件检测过程中,需要对其提供电压和电流信号,以数值和相位确定的
电压和电流加载到被测设备中,校对被测设备的电流和电压;传统的检测设备无法施加较
高的电压,检测范围受到极大的限制。

对于本领域的技术人员来说,如何设计一种能够输出高电压信号的设备,是目前
需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种变压功率信号输出装置,可输出可调的电压用于检测,且可输出
较高的电压,具体方案如下:

一种变压功率信号输出装置,包括:

供电模块,用于输出直流电;

电压模块,包括直流电压调节器、电压功率切换器和变压器,所述直流电压调节器
与所述供电模块相连,用于改变所述供电模块输入的直流电压高低;所述电压功率切换器
与所述直流电压调节器相连,用于调节输出直流电压和/或交流电压;所述变压器与所述电
压功率切换器相连,用于改变交流电压。

可选地,还包括电流模块,所述电流模块包括用于调节输出电流的电流功率切换
器,所述电流功率切换器与所述供电模块相连,用于改变所述供电模块输入的电流大小。

可选地,所述电压模块包括第一电压回采电路和第二电压回采电路,所述第一电
压回采电路用于采集电压功率切换器的输出电压,所述第二电压回采电路用于采集所述变
压器的输出电压;

所述电流模块包括电流回采电路,用于采集所述电流功率切换器的输出电流。

可选地,所述直流电压调节器和所述电流功率切换器之间通过导电杆连接,所述
导电杆连接于所述供电模块;所述导电杆包括三根,分别输出正电压、负电压和零电压。

可选地,所述电压功率切换器和所述电流功率切换器为并联设置的MOS管或铁帽
三极管;

所述电压功率切换器和所述电流功率切换器设置于散热基座上,所述散热基座上
设置散热翅片,并通过垂直于所述散热基座送风的散热风扇降温冷却。

可选地,所述供电模块包括第一电源、第二电源和第三电源,所述第一电源对所述
电压模块和所述电流模块供电;所述第二电源对所述电压模块供电;所述第三电源对所述
散热风扇供电。

可选地,所述供电模块与电网通过电连接头导电连接;

所述电连接头包括圆筒形的外壳,所述外壳的内腔中设置可移动和转动的滑动
块,所述滑动块的导向孔中插装导电柱,所述导电柱固定于端盖,所述端盖与所述外壳的外
端盖装;

所述滑动块上凸出设置卡钩,所述卡钩从内向外伸出所述外壳内端面上开设的卡
钩孔,并从外向内伸入另一所述外壳上的所述卡钩孔;

所述外壳内端面上开设导电过孔,导电柱依次穿过所述导电过孔和所述导向孔。

可选地,所述导电柱为内部中空的筒形,导线插入所述导电柱的内腔。

可选地,所述滑动块的侧壁上凸出设置限位块,所述限位块能够从所述外壳侧壁
上呈“L”形的限位孔中伸出,限位孔包括垂直于所述外壳轴向的横向段和平行于轴向的纵
向段。

可选地,所述外壳的内端面上凹陷设置装配槽,所述装配槽中转动设置转动挡板;

所述转动挡板能够覆盖所述导电过孔,且所述转动挡板的对应位置设置推力斜
面,所述导电柱轴向移动时挤压所述推力斜面使所述转动挡板旋转;

所述滑动块上设置压缩弹簧,所述压缩弹簧的端部压在所述转动挡板上。

本发明提供了一种变压功率信号输出装置,包括供电模块和电压模块,供电模块
用于输出直流电,电压模块包括直流电压调节器、电压功率切换器和变压器,三者依次电连
接,通过直流电压调节器改变供电模块输入的直流电压高低;电压功率切换器用于调节输
出直流电压和/或交流电压,电压功率切换器可将直流电转换为交流;变压器与电压功率切
换器相连,用于改变交流电压,通过变压器实现升压,可输出更高的电压。采用本发明的变
压功率信号输出装置,由供电模块提供电压值稳定的直流电压,经过电压功率切换器将直
流电转换为交流电,再由变压器调节电压值,输出数值准确的交流电压,可供较大范围的电
压测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。

图1A为本发明的变压功率信号输出装置去除上盖的整体结构图;

图1B为本发明的变压功率信号输出装置去除一个侧壁的整体结构图;

图2A为电压模块、电流模块与散热基座装配顶部的结构图;

图2B为电压模块、电流模块与散热基座装配的底部结构图;

图3为两个电连接头相互装配的结构图;

图4A为外壳的结构图;

图4B为滑动块的结构图;

图4C为转动挡板的结构图;

图5为连接头除去外壳的结构配合示意图。

图中包括:

供电模块1、第一电源11、第二电源12、第三电源13,电压模块2、直流电压调节器
21、电压功率切换器22、变压器23、电流模块3、电流功率切换器31、导电杆4、散热基座5、散
热风扇51、电连接头6、外壳61、卡钩孔611、限位孔612、导电过孔613、装配槽614、滑动块62、
导向孔621、卡钩622、限位块623、导电柱63、端盖64、转动挡板65、推力斜面651、压缩弹簧
66。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种变压功率信号输出装置,可输出可调的电压用于检
测,且可输出较高的电压。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图及具体
的实施方式,对本发明的变压功率信号输出装置进行详细的介绍说明。

如图1A所示,为本发明的变压功率信号输出装置的整体结构图,图中去除上盖;图
1B为本发明的变压功率信号输出装置去除一个侧壁的整体结构图;该装置包括供电模块1
和电压模块2等结构,供电模块1用于输出直流电,直流电源1可输出数值准确的电压和电
流。

电压模块2包括直流电压调节器21、电压功率切换器22和变压器23等结构,直流电
压调节器21与供电模块1相连,用于改变供电模块1输入的直流电压高低,实现直流调压;电
压功率切换器22与直流电压调节器21相连,用于调节输出直流电压和/或交流电压,也即电
压功率切换器22可将直流电转换为交流电,电压功率切换器22设置多个,每个电压功率切
换器22可独立控制其工作状态,电压功率切换器22可输出直流电也可输出交流电,电压模
块2包含多个电压功率切换器22,多个电压功率切换器22可同时输出直流电压和交流电压。

变压器23与电压功率切换器22相连,用于改变交流电压的高低,采用本发明的变
压功率信号输出装置,由供电模块1提供电压值稳定的直流电压,经过电压功率切换器22将
直流电转换为交流电,再由变压器23调节交流电的电压值,输出数值准确的交流电压,经过
变压器升压的电压更大,从而提供大范围的测量电压输出。

在上述方案的基础上,本发明的变压功率信号输出装置还包括电流模块3,电流模
块3包括用于调节输出电流的电流功率切换器31,电流功率切换器31与供电模块1相连,用
于改变供电模块1输入的电流大小。电压模块2由供电模块1提供直流电源,并输出电压信
号,用于被测设备的电压检测;电流模块3由供电模块1提供直流电源,并输出电流信号,用
于被测设备的电流检测。本发明的变压功率信号输出装置能够同时输出电压信号和电流信
号。

优选地,电压模块2包括第一电压回采电路和第二电压回采电路,第一电压回采电
路用于采集电压功率切换器22的输出电压,第二电压回采电路用于采集变压器23的输出电
压,第一电压回采电路和第二电压回采电路均连接于电压控制模组,当电压功率切换器22
或变压器23的输出电压出现偏差时及时修正,保证输出精度。电流模块3包括电流回采电
路,用于采集电流功率切换器31的输出电流,电流回采电路连接于电流控制模组,当电流功
率切换器31的输出电流出现偏差时及时修正,保证输出精度。

直流电压调节器21和电流功率切换器31之间通过导电杆4连接,导电杆4连接于供
电模块1,供电模块1通过导电杆4同时连接于直流电压调节器21和电流功率切换器31,向两
者供电。导电杆4为硬质的金属杆件,通过螺钉或卡接的方式固定连接,实现导电,相比于导
线连接,不需要布置导线,避免导线杂乱缠绕,且能够实现快速连接。导电杆4包括三根,分
别输出正电压、负电压和零电压。

如图2A所示,为电压模块2和电流模块3与散热基座5装配的结构图,电压模块2可
集成于电路板上,直流电压调节器21、电压功率切换器22、变压器23、电压控制模组等结构
均安装于电路板,通过电路板上的布线相互连接;电流模块3可集成于电路板上,电流功率
切换器31、电流控制模组等结构均安装于电路板,通过电路板上的布线相互连接,从而节省
空间。

电压模块2和电流模块3集成于机箱的内腔中,由机箱将整个变压功率信号输出装
置集成为一体。

电压功率切换器22和电流功率切换器31可采用不同的器件,可以是并联设置的
MOS管或铁帽三极管,通过并联的形式满足大功率输出。

电压功率切换器22和电流功率切换器31设置于散热基座5的上表面,如图2B所示,
为电压模块2和电流模块3与散热基座5装配的底部结构图,散热基座5的下部设置散热翅
片,电压功率切换器22和电流功率切换器31为主要的发热部件,电压功率切换器22和电流
功率切换器31布置在与散热基座5靠近的位置,能够将热量快速传导到散热基座5,并通过
散热风扇51降温冷却,如图1A和图1B所示,散热风扇51设置于机箱内部,且散热风扇51垂直
于散热基座5送风,在上盖上开设散热孔,散热风扇51设置于上盖处,保持机箱内外空气流
通。

本发明中的供电模块1包括第一电源11、第二电源12和第三电源13,第一电源11、
第二电源12和第三电源13相互独立供电;第一电源11对电压模块2和电流模块3供电,也即
第一电源11通过导电杆4同时向电压模块2和电流模块3供电;第二电源12对电压模块2供
电,电压模块同时由第一电源11和第二电源12供电,从而保证输出功率。第三电源13对散热
风扇51供电,散热风扇51单独设置一个电源,散热风扇51工作的功率大小不影响其他电源
的供电,不影响正常的检测。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上,本发明还包括连接头6,供电模块1
与电网通过电连接头6导电连接,电网经过连接头6与供电模块1快速连接或断开,供电模块
1将电网中的交流电转换为稳定的直流电。

电连接头6包括圆筒形的外壳61,外壳61的内端设置端面,外端贯通,内端指两个
外壳61相互靠近的一端,外端指两个外壳61相互远离的一端,两个电连接头6相互连接靠近
实现导电连接,如图3所示,为两个电连接头6相互装配的结构图。

图4A为外壳61的结构图,图4B为滑动块62的结构图;外壳61的内腔中设置滑动块
62,滑动块62可沿外壳61的轴线平移,也可沿外壳61的轴线旋转。滑动块62的导向孔621中
插装导电柱63,导电柱63固定于端盖64,端盖64与外壳61的外端盖装,端盖64与外壳61的外
端相互连接。

滑动块62上凸出设置卡钩622,卡钩622从内向外伸出外壳61内端面上开设的卡钩
孔611,电连接时卡钩622从外向内伸入另一外壳61上的卡钩孔611并旋转,可将两个外壳61
相互轴向固定,实现电连接。

外壳61内端面上开设导电过孔613,导电过孔613的内径与导电柱63的直径基本相
同,导电柱63依次穿过导电过孔613和导向孔621,导向孔621的尺寸大于导电柱63,当滑动
块62旋转时不影响导电柱63。

两个连接头6上的导电柱63分别连接导线,电连接时,将两个连接头6的内端面相
互对接,两个连接头6内的导电柱63相互对接;轴向移动两个外壳61内的滑动块62,使卡钩
622伸出,伸入另一外壳61上的卡钩孔611并旋转,将两个外壳61轴向固定,完成连接。

具体地,本发明中的导电柱63为内部中空的筒形,导线插入导电柱63的内腔。

滑动块62的侧壁上凸出设置限位块623,外壳61侧壁上呈“L”形开设限位孔612,限
位孔612包括垂直于外壳61轴向的横向段和平行于轴向的纵向段,限位块623能够从限位孔
612中伸出,通过限位块623操纵滑动块62。

如图4A所示,在限位孔612的横向段上设置一个限位钩,限位钩位于靠近纵向段的
一端,避免滑动块62意外旋转造成松脱。

更进一步,本发明中外壳61的内端面上凹陷设置装配槽614,装配槽614相当于一
个盲孔,如图4A所示,装配槽614大致呈“8”字形;装配槽614中转动设置转动挡板65,图4C为
转动挡板65的结构图;转动挡板65可以在装配槽614内旋转。

如图5所示,为连接头6除去外壳61的结构装配图;转动挡板65与外壳61之间可设
置扭簧等结构,在非电连接状态下转动挡板65覆盖导电过孔613。

转动挡板65对应于导电过孔613的位置设置推力斜面651,电连接时,导电柱63轴
向移动,挤压推力斜面651,使转动挡板65旋转,不再覆盖导电过孔613,导电柱63从导电过
孔613中穿过。

滑动块62上设置压缩弹簧66,压缩弹簧的一端压在滑动块62上,另一端压在转动
挡板65上,电连接时滑动块62轴向平移,使压缩弹簧66长度缩短,断开电连接时,滑动块62
在弹力作用下自动回弹复位。

...

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图1
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