基于lc谐振电路的脉冲电流发生器研究

混叠的问题。提出了一种基于LC谐振电路的脉冲电流发生器，通过应用变压隔离技术、晶闸管技术和LC谐振技

术，实现了具有二阶振荡特征的正负脉冲电流。结果表明，应用此研究技术成果研制的脉冲电流发生器装置具有

安全、稳定、可靠,脉冲电流特征明显等显著优势，并可用于低压台区户变关系的识别中。关键词:脉冲电流发生器;LC谐振电路;电压隔离技术中图分类号:TM930 文献标识码:A1引言离,在脉冲控制部也进行了有效的隔离，增加了装置的

现阶段，低压台区户变关系的识别主要是通过载 波通信技术来实现的\"尽管载波通信技术可以大概

率解决台区变下属用户电表台区归属识别的问题。但

安$2脉冲电流发生器的原理的 要 ，

的实 用，LC 电 的脉冲电流发生器，是载波通信的信号在电力线上远距离传输时衰减严

重。载波高频信号存在折射和反射问题，从而导致通

信误码率升高的问题，这就需要安装阻波器和滤波器, 不仅增加了成本，也更容易受到电网 的 ⑵$上 ，也

题 $脉冲电流发生器主要电输入、流 、

脉冲控制信号、 管控制及LC谐振电路等了脉冲电流发生器与载波通信配 的方 实现台区归属识别的，但 脉冲电流发生器主要存在 下问题⑶:⑴ 与电网

干扰信号

离，容易发安，问题。(2)发出脉冲电流特征不，很容易与电网上的

$，通过

管器的快本 以上

导通 不但可以实现脉冲电流的方波 ，的频

，

脉冲发生流

可以实现 脉冲电流 发生，可以 脉冲电流 方 $ 通过 的高$ 时离变压器图1脉冲电流发生器主要部件关联图的用可以实现脉冲电流发生电路与电网的电位隔如图2 ，脉冲电流发生器 关单元的48基金项目：云南科技项目(YNKJXM20170751)2020.1数据通信Technology Discussion IX技术交流| /组成及原理框图！所示！台区变通过对称晶闸管元器件的快速导通特性不但可以 实现脉冲电流的方波特性，使其包含丰富的频谱分量

--------氓还可以实现正负脉冲电流轮次发生，可以使脉冲电流

检测方法多样化。通过功能的模块化,使得脉冲发生 流程简洁高效。隔离变压器可以实现脉冲电流发生电路与电网的 电位隔离，在脉冲控制部也进行了有效的隔离,增加了图3脉冲电流发生器电路图2 脉冲电流发生器及其相关单元的组成及原理框图图3为脉冲电流发生器的电路亂 该脉冲电流发

生器的具体工作原理如下：(1 %通过交流输入级、变压器、单相整流桥及直流

级缓冲级电路， 电的电能。发出脉冲电流图4脉冲信号输出流程图(2%通过电容进行储能。当不

时,SCR2 -1和SCR2-2不被触发,C1和C2通过单相

压变压器T和单相整流桥RE；电。(3%脉冲电流的产生。女口

流, 发导通晶 闸 管电 路

发出正向脉冲电晶 闸 管的 管3脉冲电流发生器的设计脉冲电流发生器的硬件

SCR2-1，此时C1的电压通过SCR2 - 1施加到LC谐 如下部分组成,电路上，通过LC形成谐振，输出正向脉冲电流振荡交流输入、变压器、单

1%交流输入流桥、输入级缓冲级电路、电!女口 发出负向脉冲电流， 发导通晶闸 、晶闸管及控制单元、LC谐振电路组成。管电路 晶闸管的下管SCR2-2， C2的电压通过SCR2-2施加 LC谐振电路上，通过LC形 成谐振，输出正向脉冲电流

交流输入EMI处理电路。对输入的交流电源，通

过最前级的EMI处理电路，进行共模

。流程图如图4及差模干扰49技术交流Technology Discussion数据通信2020.1的抑制O5） 电容采用大容量的优质电容进行滤波与储能。直流支

电容由 电容 。在满足台区归属识别功能时，基于LC谐振电路的脉冲电流发生器电路更

用。6）

抑制器相干扰，在母线电压

图5交流输入EMI处理电路由于电源与脉冲发生 有 开 作， 容

的时候尤其明显。抑为了 相的

7）晶闸管控制，在电源与后级之间

2） 变压器制器，用来隔离其相互间的干扰。采用单相升压变压器。通常升压系数为1： 2o保 证台区归属识别判断时，基于LC谐振电路的脉冲电流

发生器电路与外部交流电力供电是隔开的。3） 整流桥对AC进行整流的电路。采用单相全波整流的方 式。单相整流桥采用常规电路,在满足台区归属识别 判断时，使得基于LC谐振电路的脉冲电流发生器电路

简单可靠。4） 直流级缓冲级电路输入级缓冲电路的原理图如图所lo使得

图7晶闸管控制电路图在 生电路 理 了采用 级 ，的控制稳定可靠。3）制，的隔离图6输入级缓冲电路图输入级缓冲级电路的主要作用是为了抑制开机瞬 间的电源母线的冲击电流。由于电路中存在大电容会 有一

电的过程，会

大的冲击电流。由上图，在开机时,R9、R10

图3控制单元电路图基于LC谐振电路的脉冲电流发生器电路,控制信

号与输出单元是完全隔离的。有利于隔离的效果。9） LC谐振电路入 电源输入主回路中,以限制开机瞬间的冲击电流，开机完成后将其短 有L和C LC谐振电路。

L、C的参数，以获得合适的谐振电流。要设置路。端口 2接入直流电源来的电源输入回路中;端口 1

的是母线电压。光 会 电器

的电路主要功能是完成检10） AC/DC 电源母线电压。当直流母线电压上升到一定数 后,对于AC/DC电源，除输入进行常规滤波外,对电

源的输出进行了滤波 冲击设计，保证主电源的供

，从而将串联在电源输入主回路中的R9、R10短路輕 同时,继电器的吸合将产生一个信

，经3端口送入相关的控制电路，从而完成直流电源

电 可靠性。11） DC/DC 电源到母线电源的开机缓冲保护O50对于DC/DC电源,采用分组处理，在设计中有2020.1数据通信Technology Discussion IX技术交流| /电路的脉冲电流发生器不但具有极快的响应速度、

待机效率高、

,

，有效 了高。本,便于’，易于，性

参考文献:1 ]袁超•低压配电网络台区识别技术的研究与开发%D].大

图9 AC/DC电路图连理工大学，2014:2 :

12V、3.3V及有1.2V。另外，对于后级电源采用逐级处

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用户识别中的应用[J].科技创新导报,2010(24) $26-26主要的DC/DC电源供电设计如下：12V转3.3V,采用的芯片是ETA2842S2G -T,设计

输出电流＜400mA。12V TO 3V3.DCDC

:4 : :5 :

<400mA•基于FPGA全固态纳秒级脉冲发生器设计[J].云南电力技术,2016(44) $31-34•具有快速脉冲沿的脉冲电流发生器的设计[J].•直流电

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AMiyama, )DevelopmenS of Low ImpedanceNanosecond Pulse

Generatoa and Constmction Measuremens EnvironmenS ”, DigeeS of TechnicaO Papers - IEEE InternationaO Pulsed Powee

图10 12V转3.3V电路图Conference, Austin, USA, 20153.3V转12V,采用的芯片是ETA3406S2F -T,设计

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onbottomhole zone of the well with the aim intensifying the oi-

inflow,\" (in Russian) , Geotechnical Mechanics, vol 114, pp. 132 -141, 2014作者简介:周湛(1992-),男,2017年入学就读于昆明理工大学

仪器仪表工程专业,主要从事光纤传感器、检测技术、信息处理

等方面的研究。■图11 3.3V转12V电路图4总结本研究的隔离变压器可以实现脉冲电流发生电路

与电网的电位隔离，增加了装置的安全性。通过对称

晶闸管元器件的快速导通特性不但可以实现脉冲电流 的方波特性，使其包含丰富的频谱分量还可以实现正

负脉冲电流轮次发生，可以使脉冲电流检测方法多样

化。LC 的使用，丰富了脉冲电流的信号特。 本研究的可用于 的 于 LC51