0.1Hz超低频正弦波耐压试验系统，超低频高压发生器主电路主要包括升压变压器，采用电容滤波的单相桥式二极管整流电路，级联的多电平逆变电路以及外部电容(包括试品电容与分压器电容)和串联电感组成的LC 低通滤波电路。系统主电路采用载波移相 SPWM算法来进行控制，主要用来实现0.1Hz 超低频正弦波高电压的产生。

  超低频高压发生器系统控制电路模块主要由DSP控制电路模块、CPLD驱动信号发生电路、试验信号检测电路、驱动电路以及保护电路组成，主要用来产生SPWM脉冲信号实现对级联多电平逆变电路的控制，同时完成对试验电路上参数的监测与相关数据处理，并对试验过程进行控制与保护。

  从0.1Hz超低频正弦波耐压试验系统系统设计可以看出，系统采用工频交流220V电压作为输入电源，为了满足超低频耐压试验的要求，系统首先将220V的工频电压经升压器进行升压，并分成多个独立的交流电源分别提供给每个功率单元的单相不可控整流电路，然后把经过整流和电容滤波后的直流电压提供每个功率单元中的单相全桥逆变电路。由于主电路是多个功率单元串联的电路，所以逆变电路输出的电压将是每个功率单元输出电压的叠加，从而保证了高电压的输出，电压的频率则由SPWM 的调制波来决定。

  在进行耐压试验时，首先DSP根据设定的数据计算出SPWM脉宽数据，并传给CPLD产生出逆变电路所需的SPWM脉冲，这些脉冲信号通过光纤传送给IGBT驱动电路用来驱动各个功率单元的开关器，使级联多电平逆变器输出一个由每个功率单元输出叠加的多电平电压。输出电压的大小由SPWM 调制比决定，所以通过改变SPWM脉宽计算时正弦调制波的幅值就能实现电压的升降。

  在主电路输出试验电压的同时，系统分别用电流互感器和电容分压器对电路中电流和试品上的电压进行测量，并通过电流与电压调理电路传入DSP中的ADC模块进行数据采集。采集来的信号可以用来作为系统电压反馈闭环控制的反馈信号，也可以用来计算阻抗，为试品过载时的阻抗保护提供数据支持。另外，电流互感器测量的电流信号也引入一个过流保护电路，如果当试验中DSP计算出的试品的阻抗小于整定值或者试品被击穿电路出现过流时，DSP会发出一个脉冲中断信号使CPLD停止输出脉冲，使主电路关断，防止系统受到损坏。

  超低频高压发生器0.1Hz的超低频耐压相对于工频交流耐压试验设备容量及重量显著减少，由无功功率的计算公式Q=2nfCU²可知，相对于50Hz工频耐压试验方法，0.1Hz超低频耐压试验方法的频率仅为工频频率的1/500，从而理论上超低频测试系统所需要的容量也只有工频耐压试验的1/500，大大降低交流耐压试验设备的容量和质量(由于其他因素，实际容量可下降50到100倍)，更加适于现场耐压试验。除此以外0.1Hz的超低频耐压试验设备相对与其他耐压试验也具有更好的性能。