專利名稱：能量回饋型電子負(fù)載系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力電子通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是用于電力直流電源、通信基礎(chǔ)電源的能量回饋型電子負(fù)載系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，能量回饋型電子負(fù)載是一種用于各種電源出廠試驗(yàn)的能夠模擬實(shí)際電阻負(fù)載特性的新型電力電子裝置。能量回饋型電子負(fù)載既能模擬各種負(fù)載特性，又能將電能無(wú)污染的回饋電網(wǎng)，是當(dāng)前電子負(fù)載發(fā)展的必然趨勢(shì)。與普通電阻負(fù)載相比，它的工作方式是利用電力電子變換技術(shù)在完成測(cè)試功率實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)的前提下，將被測(cè)電源的輸出能量循環(huán)再生利用，既節(jié)約了能源又不產(chǎn)生大量的熱量，避免了試驗(yàn)場(chǎng)所環(huán)境溫度升高的問(wèn)題。該電子負(fù)載系統(tǒng)未將試驗(yàn)功率轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，因此不必使用體積龐大的電阻箱及冷卻設(shè)備，節(jié)約了安裝空間，降低了環(huán)境噪音。由于采用的是能量回饋的方式，因此試驗(yàn)場(chǎng)所不必配備較大的電源容量，降低了供電容量的成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決電子負(fù)載在使用過(guò)程中對(duì)電能大量浪費(fèi)的問(wèn)題，它能夠?qū)⑿铍姵仡惖拇郎y(cè)直流電源輸出的低電壓直流電通過(guò)DC/DC變換后得到高壓直流電，并將此直流電直接逆變?yōu)榻涣麟?，然后通過(guò)變壓器送入電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電能的再生利用，并且將電流量、電壓量等參數(shù)實(shí)時(shí)的在前臺(tái)進(jìn)行顯示。為達(dá)到上述的目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下能量回饋型電子負(fù)載系統(tǒng)是由負(fù)載特性模擬單元、DC/DC直流變換器，回饋電網(wǎng)單元組成的，其特征在于負(fù)載特性模擬單元根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的輸出電流值進(jìn)行負(fù)載模擬后將電流電壓輸入到DC/DC直流變換器， DC/DC直流變換器將低壓直流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電送到回饋電網(wǎng)單元，回饋電網(wǎng)單元將直流電逆變?yōu)榻涣麟姾笸ㄟ^(guò)本系統(tǒng)外的變壓器進(jìn)行電壓變換后將電能回饋到交流電網(wǎng)；如果經(jīng)負(fù)載特性模擬單元所得到的電壓能滿足回饋電網(wǎng)單元所需要的電壓，則負(fù)載特性模擬單元直接將電流電壓送到回饋電網(wǎng)單元；當(dāng)DC/DC直流變換器輸出電壓滿足不了回饋電網(wǎng)單元逆變所需要的母線電壓時(shí)，電子負(fù)載系統(tǒng)不再向電網(wǎng)回饋能量。本實(shí)用新型解決了電子負(fù)載對(duì)能量大量浪費(fèi)的問(wèn)題，此系統(tǒng)具有負(fù)載連續(xù)可調(diào)， 抗干擾性強(qiáng)，成本低，便于使用，可靠性高、節(jié)能高效等特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)原理框圖，其中1、負(fù)載特性模擬單元，2、DC/DC直流變換器、3、回饋電網(wǎng)單元；圖2為負(fù)載特性模擬單元組成方框圖，其中1、移相電路，2、乘法器，3、電流調(diào)節(jié)器，4、PWM發(fā)生器，5、功率放大電路；圖3為DC/DC直流變換器組成方框圖，其中，1、控制器，2、PI環(huán)路部分，3、M0S電路驅(qū)動(dòng)，4、Boost升壓電路，5、輸出整流電路，6、采樣電路，7、保護(hù)電路，8、溫度采樣電路，9、輔助電源電路；圖4為回饋電網(wǎng)單元組成方框圖，其中1、控制器，2、輸出電流采樣，3、保護(hù)信號(hào)采樣，4、驅(qū)動(dòng)電路，5、母線電壓采樣，6、回饋電網(wǎng)輸出，7、濾波輸出，8、DC/AC變換器，9是母線輸入。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明如附圖1所示，這種新穎的能量回饋型電子負(fù)載系統(tǒng)它包括負(fù)載特性模擬單元、 DC/DC直流變換器，回饋電網(wǎng)單元組成的，負(fù)載特性模擬單元根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的輸出電流值進(jìn)行負(fù)載模擬后將電流電壓輸入到DC/DC直流變換器，DC/DC直流變換器將低壓直流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電送到回饋電網(wǎng)單元，回饋電網(wǎng)單元將直流電逆變?yōu)榻涣麟姾笸ㄟ^(guò)本系統(tǒng)外的變壓器進(jìn)行電壓變換后將電能回饋到交流電網(wǎng)；如果經(jīng)負(fù)載特性模擬單元所得到的電壓能滿足回饋電網(wǎng)單元所需要的電壓，則負(fù)載特性模擬單元直接將電流電壓送到回饋電網(wǎng)單元；當(dāng)DC/DC直流變換器輸出電壓滿足不了回饋電網(wǎng)單元逆變所需要的母線電壓時(shí)，電子負(fù)載不再向電網(wǎng)回饋能量，能量反饋終止，電子負(fù)載停止工作，系統(tǒng)關(guān)機(jī)。具體的實(shí)施例1、負(fù)載特性模擬負(fù)載特性模擬單元控制系統(tǒng)方框圖如圖2所示，其中ft~ef、Vu和 Iu分別指模擬負(fù)載的功率、被測(cè)直流電源輸出電壓和被測(cè)直流電源輸出電流，Iuref和Iuf 分別指被測(cè)電源輸出電流控制目標(biāo)值和被測(cè)電源輸出電流反饋值。前級(jí)PWM整流的主要目的是模擬阻性、感性和容性負(fù)載的特性，并把能量從被測(cè)電源傳遞給能量回饋單元。對(duì)于前級(jí)整流單元而言，后級(jí)整流單元相當(dāng)于直流電壓源，只有一個(gè)控制量Iu，對(duì)Iu進(jìn)行閉環(huán)控制。電子負(fù)載作為被測(cè)電源的負(fù)載，要能模擬RLC負(fù)載特性，因而圖中移相電路是必需的。 Pref經(jīng)過(guò)移相后與Vu通過(guò)乘法器產(chǎn)生模擬負(fù)載輸入電流，即被測(cè)電源輸出電流，控制目標(biāo)值Iuref，經(jīng)過(guò)PWM發(fā)生器和功率放大得到的反饋電流Iuf與Iuref比較生成電流誤差值， 誤差值經(jīng)過(guò)電流調(diào)節(jié)器和PWM發(fā)生器，達(dá)到Iu對(duì)Iuref快速跟蹤，這樣就實(shí)現(xiàn)了負(fù)載特性的模擬功能。2、DC/DC直流變換DC/DC直流變換器控制系統(tǒng)方框圖如圖3所示，由輔助電源電路給控制器供電，采樣電路部分對(duì)輸出電路整流電路后的電流電壓進(jìn)行采樣，保護(hù)電路部分對(duì)輸出電路數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳送到控制器，控制器同時(shí)對(duì)工作環(huán)境溫度電路部分進(jìn)行溫度處理，同時(shí)調(diào)節(jié)PI環(huán)路部分，根據(jù)PI環(huán)路部分，進(jìn)行MOS電路驅(qū)動(dòng)，MOS電路驅(qū)動(dòng)后輸出到 Boost升壓電路，經(jīng)過(guò)升壓后，電壓、電流由輸出整流后輸出到母線。其中溫度采樣電路焊接在控制板上。3、回饋電網(wǎng)回饋電網(wǎng)單元控制系統(tǒng)方框圖如圖4所示，控制器對(duì)母線電壓進(jìn)行采樣，母線采樣電壓與母線給定比較，比較后經(jīng)過(guò)PI調(diào)解器，調(diào)節(jié)器輸出乘以電網(wǎng)同步信號(hào)，在與電流內(nèi)環(huán)采樣比較，比較之后經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器輸出與載波三角波比較，比較之后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)器件，濾波輸出后回饋到電網(wǎng)。其中在能量回饋型電子負(fù)載工作時(shí)，對(duì)母線和輸出電壓，電流實(shí)時(shí)進(jìn)行采樣，進(jìn)行保護(hù)，保證人機(jī)安全。逆變驅(qū)動(dòng)部分采用規(guī)則采樣法的單極性調(diào)制，其特征是上管驅(qū)動(dòng)頻率是50HZ，下管驅(qū)動(dòng)頻率是20KHZ。
權(quán)利要求1.能量回饋型電子負(fù)載系統(tǒng)，是由負(fù)載特性模擬單元、DC/DC直流變換器，回饋電網(wǎng)單元組成的，其特征在于負(fù)載特性模擬單元根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的輸出電流值進(jìn)行負(fù)載模擬后將電流電壓輸入到DC/DC直流變換器，DC/DC直流變換器將低壓直流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電送到回饋電網(wǎng)單元，回饋電網(wǎng)單元將直流電逆變?yōu)榻涣麟姾笸ㄟ^(guò)本系統(tǒng)外的變壓器進(jìn)行電壓變換后將電能回饋到交流電網(wǎng)；如果經(jīng)負(fù)載特性模擬單元所得到的電壓能滿足回饋電網(wǎng)單元所需要的電壓，則負(fù)載特性模擬單元直接將電流電壓送到回饋電網(wǎng)單元；當(dāng)DC/DC直流變換器輸出電壓滿足不了回饋電網(wǎng)單元逆變所需要的母線電壓時(shí)，電子負(fù)載不再向電網(wǎng)回饋言旨量。
專利摘要一種新穎的能量回饋型電子負(fù)載系統(tǒng)，它與普通電阻負(fù)載相比，它的工作方式是利用電力電子變換技術(shù)在完成測(cè)試功率實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)的前提下，將被測(cè)電源的輸出能量循環(huán)再生利用，既節(jié)約了能源又不產(chǎn)生大量的熱量，避免了試驗(yàn)場(chǎng)所環(huán)境溫度升高的問(wèn)題。該電子負(fù)載未將試驗(yàn)功率轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽虼瞬槐厥褂皿w積龐大的電阻箱及冷卻設(shè)備，節(jié)約了安裝空間，降低了環(huán)境噪音。由于采用的是能量回饋的方式，因此試驗(yàn)場(chǎng)所不必配備較大的電源容量，降低了供電容量的成本。本實(shí)用新型解決了電子負(fù)載對(duì)能量大量浪費(fèi)的問(wèn)題，此系統(tǒng)具有負(fù)載連續(xù)可調(diào)，抗干擾性強(qiáng)，成本低，便于使用，可靠性高、節(jié)能高效等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/38GK202333836SQ20112046755
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者朱巖, 李淼, 管曉磊, 遲爽, 黃雪 申請(qǐng)人:哈爾濱九洲電氣股份有限公司