1.一種用于電能表直流和偶次諧波影響試驗(yàn)的負(fù)載自動匹配裝置,其特征在于,所述裝置包括電子負(fù)載單元、驅(qū)動電路、反相器、反饋電路單元、第一電阻(R11)、第二電阻(R12)和第三電阻(R13);
所述電子負(fù)載單元和第三電阻(R13)串聯(lián),構(gòu)成一條支路,第一電阻(R11)和第二電阻(R12)串聯(lián),構(gòu)成另一條支路,二條支路并聯(lián)為負(fù)載支路,負(fù)載支路的兩個端點(diǎn)分別為(I+)和(I-);反饋電路單元輸入端(11)和(27)分別連接被檢表的兩端(IM-)和(I+);反饋電路單元的輸入端(12)和(27)分別連接二極管(D2)的陰極和(I+);反饋電路單元的輸入端(13)和(14)分別接第二電阻(R12)的兩端(Fv+)和(I-),以取第二電阻(R12)兩端的電壓作為參考信號;反饋電路單元的輸出端(15)和驅(qū)動電路輸入端(20)連接;反相器的輸入端(16)和(17)分別連接第三電阻(R13)的兩端(Fv-)和(I-)連接,反相器的輸出端(18)和驅(qū)動電路的輸入端(19)連接,將第三電阻(R13)二端的電壓信號反相并輸出;驅(qū)動電路的輸出端(21)和(22)分別連接電子負(fù)載單元輸入端(28)和(29),電子負(fù)載單元端口(23)連接(I+),電子負(fù)載單元端口(24)和(Fv-)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電能表直流和偶次諧波影響試驗(yàn)的負(fù)載自動匹配裝置,其特征在于,所述反饋電路單元,包括第一有效值轉(zhuǎn)換器(AD1)、第二有效值轉(zhuǎn)換器(AD2)、比較器(A2)、第二電容(C2)、第三電容(C3)、第四電阻(R21)、二極管(D3)、乘法器、第五電阻(R22)、第六電阻(R23)、第四電容(C4)、第二放大器(A3)和第七電阻(R24);
所述第一有效值轉(zhuǎn)換器(AD1)將被檢表電流線路二端的交流電壓信號轉(zhuǎn)換成直流電壓信號,第二有效值轉(zhuǎn)換器(AD2)將匹配負(fù)載支路兩端的交流電壓信號轉(zhuǎn)換成直流電壓信號;第二電容(C2)和第三電容(C3)并聯(lián),且兩端分別連接比較器(A2)的反相端和輸出端;第一有效值轉(zhuǎn)換器(AD1)和第二有效值轉(zhuǎn)換器(AD2)的輸出分別連接比較器(A2)的反相端和同相端,比較器(A2)的輸出端經(jīng)過第四電阻(R21)和二極管(D3),連接到乘法器的一個輸入端;從取樣第二電阻(R12)上獲取參考波形信號,以差分的形式傳輸?shù)匠朔ㄆ鞯妮斎攵?13)和(14);乘法器輸出端經(jīng)過第五電阻(R22),連接到第二放大器(A3)的反相端,第二放大器(A3)的正相端接地;第六電阻(R23)和第四電容(C4)并聯(lián),且兩端分別連接第二放大器(A3)的反向端和輸出端;第二放大器(A3)的輸出端與第七電阻(R24)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電能表直流和偶次諧波影響試驗(yàn)的負(fù)載自動匹配裝置,其特征在于,所述驅(qū)動電路,包括第三放大器(A4)、第七電容(C7)、第十二電阻(R41)、第十三電阻(R42)、第一開關(guān)(S1)、第七M(jìn)OSFET管(Q7)、第四放大器(A5)、電容(C8)、第十四電阻(R43)、第十五電阻(R44)、第二開關(guān)(S2)和第八MOSFET管(Q8);
所述第三放大器(A4)的同相端和第四放大器(A5)的同相端連接,第三放大器(A4)的反相端和第四放大器(A5)的反相端連接;第七電容(C7)的兩端分別連接第三放大器(A4)的反相端和輸出端;第三放大器(A4)輸出端經(jīng)第十二電阻(R41),連接到第一開關(guān)(S1)的輸入端;第十三電阻(R42)的兩端分別連接電源(VCC)和第二開關(guān)(S2)的控制端;第七M(jìn)OSFET管(Q7)的漏極和第一開關(guān)(S1)的控制端連接,第七M(jìn)OSFET管(Q7)的源極接地;第八電容(C8)的兩端分別連接第四放大器(A5)的反相端和輸出端;第四放大器(A5)輸出端經(jīng)第十四電阻(R43),連接到第二開關(guān)(S2)的輸入端;第十五電阻(R44)的兩端分別連接電源(VCC)和第二開關(guān)(S2)的控制端;第八MOSFET管(Q8)的漏極和第二開關(guān)(S2)的控制端連接,第八MOSFET 管(Q8)的源極接地;通過控制第七M(jìn)OSFET管(Q7)和第八MOSFET管(Q8)的導(dǎo)通與截止,進(jìn)而控制第一開關(guān)(S1)和第二開關(guān)(S2)的斷開與閉合,控制信號由時序提取電路產(chǎn)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電能表直流和偶次諧波影響試驗(yàn)的負(fù)載自動匹配裝置,其特征在于,所述反相器,包括第八電阻(R31)、第九電阻(R32)、第十電阻(R33)、第一電容(C1)、第一放大器(A1);所述第八電阻(R31)連接到第一放大器(A1)的反相端,第九電阻(R32)連接到第一放大器(A1)的同相端;第十電阻(R33)和第一電容(C1)并聯(lián),且兩端分別連接第一放大器(A1)的反相端和輸出端,第一放大器(A1)的同相端經(jīng)第十一電阻(R34)接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電能表直流和偶次諧波影響試驗(yàn)的負(fù)載自動匹配裝置,其特征在于,所述電子負(fù)載單元,包括第一MOSFET管(Q1)、第二MOSFET管(Q2)、第三MOSFET管(Q3)、第四MOSFET管(Q4)、第五MOSFET管(Q5)、第六MOSFET管(Q6)、第十六電阻(R601)~第二十七電阻(R612)、第五電容(C5)、第六電容(C6)、第一穩(wěn)壓二極管(ZD1)和第二穩(wěn)壓二極管(ZD2)組成;
第十六電阻(R601)、第十七電阻(R602)、第十八電阻(R603)、第五電容(C5)和第一穩(wěn)壓二極管(ZD1)并聯(lián);第一MOSFET管(Q1)、第二MOSFET管(Q2)和第三MOSFET管(Q3)并聯(lián),第十九電阻(R604)兩端分別連接第一穩(wěn)壓二極管(ZD1)的陰極和第一MOSFET管(Q1)的柵極;第二十電阻(R605)兩端分別連接第一穩(wěn)壓二極管(ZD1)的陰極和第二MOSFET管(Q2)的柵極;第二十一電阻(R606)兩端分別連接第一穩(wěn)壓二極管(ZD1)的陰極和第三MOSFET管(Q3)的柵極;第一穩(wěn)壓二極管(ZD1)的陽極與第一MOSFET 管(Q1)的源極連接;第二十五電阻(R610)、第二十六電阻(R611)、第二十七電阻(R612)、第六電容(C6)和第二穩(wěn)壓二極管(ZD2)并聯(lián);第四MOSFET管(Q4)、第五MOSFET管(Q5)和第六MOSFET管(Q6)并聯(lián),第二十二電阻(R607)的二端分別連接第二穩(wěn)壓二極管(ZD2)的陰極和第四MOSFET管(Q4)的柵極;第二十三電阻(R608)的二端分別連接第二穩(wěn)壓二極管(ZD2)的陰極和第五MOSFET管(Q5)的柵極;第二十四電阻(R609)二端分別連接第二穩(wěn)壓二極管(ZD2)的陰極和第六MOSFET管(Q6)的柵極;第二穩(wěn)壓二極管(ZD2)的陽極與第四MOSFET管(Q4)的源極連接;第一MOSFET管(Q1)的漏極和第四MOSFET管(Q4)的漏極連接;第二MOSFET管(Q2)的漏極和第五MOSFET管(Q5)的漏極連接;第三MOSFET管(Q3)的漏極和第六MOSFET管(Q6)的漏極連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電能表直流和偶次諧波影響試驗(yàn)的負(fù)載自動匹配裝置,其特征在于,所述裝置實(shí)現(xiàn)負(fù)載自動匹配的步驟如下:
(1)反饋電路單元取被檢表兩端電壓和匹配負(fù)載支路兩端電壓;
(2)將步驟(1)取到的兩個電壓波形,分別由第一有效值轉(zhuǎn)化器和第二有效值轉(zhuǎn)化器進(jìn)行有效值轉(zhuǎn)換,然后根據(jù)比較器的輸出信號,得到被檢表和匹配負(fù)載阻值大小的關(guān)系;
(3)乘法器將第一電阻(R12)兩端的電壓波形與步驟(2)中比較器的輸出電壓相乘,經(jīng)過反相后,作為反饋信號輸入到驅(qū)動電路;
(4)第三電阻(R13)兩端的反相信號作為驅(qū)動電路的另一個輸入信號;
(5)在步驟(3)和步驟(4)驅(qū)動電路二個輸入信號共同作用下,第三放大器(A4)和第四放大器(A5)輸出兩路信號,由時序提取電路控制,使驅(qū)動電路輸出一路放大器的信號,另一路輸出高電平;
(6)上一步驟中高電平信號使MOSFET管完全導(dǎo)通,放大器信號調(diào)節(jié)MOSFET管的阻值,以完成阻抗匹配調(diào)節(jié)。