專利名稱：多路輸入并聯(lián)回饋式節(jié)能電子負(fù)載的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多路輸入并聯(lián)回饋式節(jié)能電子負(fù)載，產(chǎn)品適用于電源適配 器/充電器老化；AC/DC、DC/DC電源裝置老化；UPS電源/逆變電源等的老化和測(cè) 試；蓄電池組的放電測(cè)試；直流發(fā)電機(jī)組/柴油發(fā)電機(jī)組/變頻機(jī)組等的試驗(yàn)；電工產(chǎn) 品的老化和試驗(yàn)等。
背景技術(shù)：
在能源危機(jī)加深、各國(guó)注重排污減排的今天，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品已經(jīng)引起世界各國(guó) 的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)電力電子產(chǎn)品的老化主要使用假負(fù)載耗能，這樣使用的缺陷主要是將 用于檢測(cè)的電能完全消耗掉，造成大量的能源浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容所要解決的技術(shù)問(wèn)題針對(duì)以上不足本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試電源的恒電流、恒電阻和恒功 率控制，減小整機(jī)體積和重量，降低了生產(chǎn)成本，使用方便，且可靠性強(qiáng)的多路輸入并 聯(lián)回饋式節(jié)能電子負(fù)載。技術(shù)方案一種多路輸入并聯(lián)回饋式節(jié)能電子負(fù)載，包括直流測(cè)試放電電源、直流變換電 路、高頻隔離電路、并網(wǎng)逆變電路、DSP控制板、單相電網(wǎng)；每個(gè)直流測(cè)試放電電源的 輸出接一個(gè)直流變換電路，直流變換電路輸出并接至高頻隔離電路的輸入端，高頻隔離 電路實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的電氣隔離，然后通過(guò)并網(wǎng)逆變電路將電能回饋并網(wǎng)，DSP控制板 與每一個(gè)直流變換電路相連，單相電網(wǎng)與并網(wǎng)逆變電路并聯(lián)；直流變換電路包括輸入軟啟動(dòng)電路、輸入濾波電路、BOOST升壓電路和控制電 路；輸入軟啟動(dòng)電路包括電阻R2和旁路繼電器K1，輸入濾波電路包括高頻電感Ll和高 頻電容Cl，BOOST升壓電路包括電感L2、功率MOSFET管Q和功率二極管D，控制電 路包括二極管DO和三極管QO ；高頻電感Ll連接在高頻電容Cl的正極，旁路繼電器Kl 的觸頭與電阻R2并聯(lián)后連接在高頻電容Cl的負(fù)極，電感L2—端接在高頻電容Cl的正 極，另一端接在功率MOSFET管Q的D極，功率MOSFET管Q的S極與高頻電容Cl的 負(fù)極相連，功率二極管D的正極與功率MOSFET管Q的D極相連，電解電容C2的正極 與功率二極管D的負(fù)極相連，電容C2的負(fù)極與三極管Q的S極相連；旁路繼電器Kl的 線包與二極管DO并聯(lián)，二極管DO的負(fù)極與電源+12v相連，二極管DO的正極與三極管 QO的C極相連，三極管QO的發(fā)射極接信號(hào)地，限流電阻Rl的一端三極管QO相連，另 一端與DSP控制板的I/O 口相連；高頻隔離電路包括全橋逆變電路、高頻變壓器T、全橋整流電路和濾波電路；全橋逆變電路包括功率MOSFET管Ql、Q2、Q3、Q4, MOSFET管Ql與Q2 串聯(lián)組成一個(gè)橋臂，MOSFET管Q3與Q4串聯(lián)組成一個(gè)橋臂，MOSFET管Ql、Q2與MOSFET管Q3、Q4組成的全橋逆變電路與電容C2并聯(lián)；全橋整流電路包括二極管Dl、D2、D3、D4 ；濾波電路包括電感L3和電容 C3 ； 二極管Dl與D2串聯(lián)，Dl的正極接D2的負(fù)極；二極管D3與D4串聯(lián)，D3的正 極接D4的負(fù)極；二極管Dl的負(fù)極和D3的負(fù)極相連，二極管D4的正極和D2的正極相 連，電感L3—端與二極管D3和Dl的負(fù)極相連，電感L3另一端與電容C3的正極相連， 電容C3的負(fù)極與二極管D4和D2的正極相連；高頻變壓器T原邊接在全橋逆變電路的輸出端，次邊接在全橋整流電路的輸入 端；并網(wǎng)逆變電路包括功率管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4組成的全橋逆變電路 和電感L4。IGBTl與IGBT2串聯(lián)組成全橋逆變電路的一個(gè)橋臂，IGBT3與IGBT4串聯(lián) 組成全橋逆變電路的另一個(gè)橋臂，IGBT1、IGBT2與IGBT3、IGBT4組成的全橋逆變電 路與電容C3并聯(lián)，電感L4 一端接在IGBTl與IGBT2的橋臂輸出端，另一端與單相電網(wǎng) 相連，單相電網(wǎng)的另一端接在IGBT3與IGBT4的橋臂輸出端。有益效果本實(shí)用新型多路輸入并聯(lián)回饋式節(jié)能電子負(fù)載通過(guò)直流變換電路控制直流放電 測(cè)試電源放電電流的大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)測(cè)試電源的恒電流、恒功率和恒電阻放電。本實(shí)用 新型根據(jù)檢測(cè)到的并網(wǎng)逆變橋直流母線電壓、并網(wǎng)電流和并網(wǎng)電壓信號(hào)，通過(guò)控制并網(wǎng) 逆變電路實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流正弦化及并網(wǎng)的單位功率因數(shù)。高頻隔離電路采用了高頻隔離 的兩級(jí)逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)抗負(fù)載沖擊能力的同時(shí)，提高了系統(tǒng)的輸出電壓穩(wěn)定 度，保證了系統(tǒng)足夠的安全性。

圖1是本實(shí)用新型基本結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的直流變換電路的電路圖；圖3是本實(shí)用新型的高頻隔離電路的電路圖；圖4是本實(shí)用新型的并網(wǎng)逆變電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。如圖1所示，多路輸入并聯(lián)回饋式節(jié)能電子負(fù)載包括直流測(cè)試放電電源、直流 變換電路、高頻隔離電路、并網(wǎng)逆變電路(DC/AC)、DSP控制板、單相電網(wǎng)；每個(gè)直流 測(cè)試放電電源的輸出接一個(gè)直流變換電路，直流變換電路輸出并接至高頻隔離電路的輸 入端，高頻隔離電路實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的電氣隔離，然后通過(guò)并網(wǎng)逆變電路將電能回饋并 網(wǎng)，DSP控制板與每一個(gè)直流變換電路相連，單相電網(wǎng)與并網(wǎng)逆變電路并聯(lián)。如圖2所示，直流變換電路包括輸入軟啟動(dòng)電路、輸入濾波電路、BOOST升壓 電路和控制電路；直流變換電路的功能是實(shí)現(xiàn)測(cè)試電源的放電電流控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)恒電 流、恒電阻和恒功率控制。輸入軟啟動(dòng)電路包括電阻R2和旁路繼電器K1，輸入濾波電 路包括高頻電感Ll和高頻電容Cl，BOOST升壓電路包括電感L2、功率MOSFET管Q 和功率二極管D，控制電路包括二極管DO和三極管Q0。[0022]高頻電感Ll連接在高頻電容Cl的正極，旁路繼電器Kl的觸頭與電阻R2并聯(lián) 后連接在高頻電容Cl的負(fù)極，電感L2—端接在高頻電容Cl的正極，另一端接在功率 MOSFET管Q的D極，功率MOSFET管Q的S極與高頻電容Cl的負(fù)極相連，功率二極 管D的正極與功率MOSFET管Q的D極相連，電解電容C2的正極與功率二極管D的負(fù) 極相連，電容C2的負(fù)極與三極管Q的S極相連；旁路繼電器Kl的線包與二極管DO并 聯(lián)，二極管DO的負(fù)極與電源+12v相連，二極管DO的正極與三極管QO的C極相連，三 極管QO的發(fā)射極接信號(hào)地，限流電阻Rl的一端三極管QO相連，另一端與DSP控制板 的I/O 口相連；輸入軟啟動(dòng)電路接在直流變換電路的輸入端，控制電路控制Kl的開(kāi)關(guān)，當(dāng)三極 管基極觸發(fā)信號(hào)為低電平，Kl斷開(kāi)，R2起限流作用，當(dāng)三極管基極觸發(fā)信號(hào)為高電平， Kl吸合，R2被旁路，直流變換電路接入直流測(cè)試放電電源時(shí)，當(dāng)電源電壓遠(yuǎn)大于電容 C2的端電壓時(shí)，Kl斷開(kāi)，此時(shí)輸入軟啟動(dòng)電路處于限制輸入電流工作狀態(tài)，當(dāng)電源電壓 略大于或者不大于電容C2的端電壓時(shí)，Kl吸合，軟啟動(dòng)結(jié)束。如圖3所示，高頻隔離電路包括全橋逆變電路、高頻變壓器T、全橋整流電路和 濾波電路；全橋逆變電路包括功率MOSFET管Ql、Q2、Q3、Q4, MOSFET管Ql與Q2 串聯(lián)組成一個(gè)橋臂，MOSFET管Q3與Q4串聯(lián)組成一個(gè)橋臂，MOSFET管Ql、Q2與 MOSFET管Q3、Q4組成的全橋逆變電路與電容C2并聯(lián)；全橋整流電路包括二極管Dl、D2、D3、D4 ；濾波電路包括電感L3和電容 C3 ； 二極管Dl與D2串聯(lián)，Dl的正極接D2的負(fù)極；二極管D3與D4串聯(lián)，D3的正 極接D4的負(fù)極；二極管Dl的負(fù)極和D3的負(fù)極相連，二極管D4的正極和D2的正極相 連，電感L3—端與二極管D3和Dl的負(fù)極相連，電感L3另一端與電容C3的正極相連， 電容C3的負(fù)極與二極管D4和D2的正極相連；高頻變壓器T原邊接在全橋逆變電路的輸出端，次邊接在全橋整流電路的輸入端。電容C2的端電壓經(jīng)全橋逆變電路逆變成高頻方波，然后經(jīng)高頻變壓器T傳遞電 能，通過(guò)全橋整流電路整流，并經(jīng)濾波電路后供給DC/AC并網(wǎng)逆變電路。如圖4所示，并網(wǎng)逆變電路包括功率管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4組成的 全橋逆變電路和電感L4。IGBTl與IGBT2串聯(lián)組成全橋逆變電路的一個(gè)橋臂，IGBT3 與IGBT4串聯(lián)組成全橋逆變電路的另一個(gè)橋臂，IGBTl、IGBT2與IGBT3、IGBT4組成 的全橋逆變電路與電容C3并聯(lián)，電感L4 一端接在IGBTl與IGBT2的橋臂輸出端，另一 端與單相電網(wǎng)相連，單相電網(wǎng)的另一端接在IGBT3與IGBT4的橋臂輸出端。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但它們并不是用來(lái)限定本實(shí)用新 型，任何熟悉此技藝者，在不脫離本實(shí)用新型之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤(rùn) 飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1. 一種多路輸入并聯(lián)回饋式節(jié)能電子負(fù)載，其特征在于包括直流測(cè)試放電電源、 直流變換電路、高頻隔離電路、并網(wǎng)逆變電路、DSP控制板、單相電網(wǎng)；每個(gè)直流測(cè) 試放電電源的輸出接一個(gè)直流變換電路，直流變換電路輸出并接至高頻隔離電路的輸入 端，高頻隔離電路實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的電氣隔離，然后通過(guò)并網(wǎng)逆變電路將電能回饋并 網(wǎng)，DSP控制板與每一個(gè)直流變換電路相連，單相電網(wǎng)與并網(wǎng)逆變電路并聯(lián)；直流變換電路包括輸入軟啟動(dòng)電路、輸入濾波電路、BOOST升壓電路和控制電路； 輸入軟啟動(dòng)電路包括電阻R2和旁路繼電器K1，輸入濾波電路包括高頻電感Ll和高頻電 容Cl，BOOST升壓電路包括電感L2、功率MOSFET管Q和功率二極管D，控制電路包 括二極管DO和三極管QO ；高頻電感Ll連接在高頻電容Cl的正極，旁路繼電器Kl的觸 頭與電阻R2并聯(lián)后連接在高頻電容Cl的負(fù)極，電感L2—端接在高頻電容Cl的正極， 另一端接在功率MOSFET管Q的D極，功率MOSFET管Q的S極與高頻電容Cl的負(fù) 極相連，功率二極管D的正極與功率MOSFET管Q的D極相連，電解電容C2的正極與 功率二極管D的負(fù)極相連，電容C2的負(fù)極與三極管Q的S極相連；旁路繼電器Kl的線 包與二極管DO并聯(lián)，二極管DO的負(fù)極與電源+12v相連，二極管DO的正極與三極管QO 的C極相連，三極管QO的發(fā)射極接信號(hào)地，限流電阻Rl的一端三極管QO相連，另一端 與DSP控制板的I/O 口相連；高頻隔離電路包括全橋逆變電路、高頻變壓器T、全橋整流電路和濾波電路； 全橋逆變電路包括功率MOSFET管Ql、Q2、Q3、Q4, MOSFET管Ql與Q2串聯(lián)組 成一個(gè)橋臂，MOSFET管Q3與Q4串聯(lián)組成一個(gè)橋臂，MOSFET管Ql、Q2與MOSFET 管Q3、Q4組成的全橋逆變電路與電容C2并聯(lián)；全橋整流電路包括二極管Dl、D2、D3、D4；濾波電路包括電感L3和電容C3 ； 二 極管Dl與D2串聯(lián)，Dl的正極接D2的負(fù)極；二極管D3與D4串聯(lián)，D3的正極接D4 的負(fù)極；二極管Dl的負(fù)極和D3的負(fù)極相連，二極管D4的正極和D2的正極相連，電感 L3 一端與二極管D3和Dl的負(fù)極相連，電感L3另一端與電容C3的正極相連，電容C3 的負(fù)極與二極管D4和D2的正極相連；高頻變壓器T原邊接在全橋逆變電路的輸出端，次邊接在全橋整流電路的輸入端； 并網(wǎng)逆變電路包括功率管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4組成的全橋逆變電路和 電感L4，IGBTl與IGBT2串聯(lián)組成全橋逆變電路的一個(gè)橋臂，IGBT3與IGBT4串聯(lián)組 成全橋逆變電路的另一個(gè)橋臂，IGBT1、IGBT2與IGBT3、IGBT4組成的全橋逆變電路 與電容C3并聯(lián)，電感L4 一端接在IGBTl與IGBT2的橋臂輸出端，另一端與單相電網(wǎng)相 連，單相電網(wǎng)的另一端接在IGBT3與IGBT4的橋臂輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多路輸入并聯(lián)回饋式節(jié)能電子負(fù)載，包括直流測(cè)試放電電源、直流變換電路、高頻隔離電路、并網(wǎng)逆變電路、DSP控制板、單相電網(wǎng)；每個(gè)直流測(cè)試放電電源的輸出接一個(gè)直流變換電路，直流變換電路輸出并接至高頻隔離電路的輸入端，高頻隔離電路實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的電氣隔離，然后通過(guò)并網(wǎng)逆變電路將電能回饋并網(wǎng)，DSP控制板與每一個(gè)直流變換電路相連，單相電網(wǎng)與并網(wǎng)逆變電路并聯(lián)；本實(shí)用新型通過(guò)控制并網(wǎng)逆變電路實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流正弦化及并網(wǎng)的單位功率因數(shù)。高頻隔離電路采用了高頻隔離的兩級(jí)逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)抗負(fù)載沖擊能力的同時(shí)，提高了系統(tǒng)的輸出電壓穩(wěn)定度，保證了系統(tǒng)足夠的安全性。
文檔編號(hào)H02J3/38GK201797325SQ201020542149
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者陳強(qiáng), 鞠文耀 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所