专利名称：多路输入并联回馈式节能电子负载的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多路输入并联回馈式节能电子负载，产品适用于电源适配 器/充电器老化；AC/DC、DC/DC电源装置老化；UPS电源/逆变电源等的老化和测 试；蓄电池组的放电测试；直流发电机组/柴油发电机组/变频机组等的试验；电工产 品的老化和试验等。
背景技术：
在能源危机加深、各国注重排污减排的今天，节能环保产品已经引起世界各国 的广泛关注。传统电力电子产品的老化主要使用假负载耗能，这样使用的缺陷主要是将 用于检测的电能完全消耗掉，造成大量的能源浪费。
实用新型内容所要解决的技术问题针对以上不足本实用新型提供了一种实现对测试电源的恒电流、恒电阻和恒功 率控制，减小整机体积和重量，降低了生产成本，使用方便，且可靠性强的多路输入并 联回馈式节能电子负载。技术方案一种多路输入并联回馈式节能电子负载，包括直流测试放电电源、直流变换电 路、高频隔离电路、并网逆变电路、DSP控制板、单相电网；每个直流测试放电电源的 输出接一个直流变换电路，直流变换电路输出并接至高频隔离电路的输入端，高频隔离 电路实现输入和输出的电气隔离，然后通过并网逆变电路将电能回馈并网，DSP控制板 与每一个直流变换电路相连，单相电网与并网逆变电路并联；直流变换电路包括输入软启动电路、输入滤波电路、BOOST升压电路和控制电 路；输入软启动电路包括电阻R2和旁路继电器K1，输入滤波电路包括高频电感Ll和高 频电容Cl，BOOST升压电路包括电感L2、功率MOSFET管Q和功率二极管D，控制电 路包括二极管DO和三极管QO ；高频电感Ll连接在高频电容Cl的正极，旁路继电器Kl 的触头与电阻R2并联后连接在高频电容Cl的负极，电感L2—端接在高频电容Cl的正 极，另一端接在功率MOSFET管Q的D极，功率MOSFET管Q的S极与高频电容Cl的 负极相连，功率二极管D的正极与功率MOSFET管Q的D极相连，电解电容C2的正极 与功率二极管D的负极相连，电容C2的负极与三极管Q的S极相连；旁路继电器Kl的 线包与二极管DO并联，二极管DO的负极与电源+12v相连，二极管DO的正极与三极管 QO的C极相连，三极管QO的发射极接信号地，限流电阻Rl的一端三极管QO相连，另 一端与DSP控制板的I/O 口相连；高频隔离电路包括全桥逆变电路、高频变压器T、全桥整流电路和滤波电路；全桥逆变电路包括功率MOSFET管Ql、Q2、Q3、Q4, MOSFET管Ql与Q2 串联组成一个桥臂，MOSFET管Q3与Q4串联组成一个桥臂，MOSFET管Ql、Q2与MOSFET管Q3、Q4组成的全桥逆变电路与电容C2并联；全桥整流电路包括二极管Dl、D2、D3、D4 ；滤波电路包括电感L3和电容 C3 ； 二极管Dl与D2串联，Dl的正极接D2的负极；二极管D3与D4串联，D3的正 极接D4的负极；二极管Dl的负极和D3的负极相连，二极管D4的正极和D2的正极相 连，电感L3—端与二极管D3和Dl的负极相连，电感L3另一端与电容C3的正极相连， 电容C3的负极与二极管D4和D2的正极相连；高频变压器T原边接在全桥逆变电路的输出端，次边接在全桥整流电路的输入 端；并网逆变电路包括功率管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4组成的全桥逆变电路 和电感L4。IGBTl与IGBT2串联组成全桥逆变电路的一个桥臂，IGBT3与IGBT4串联 组成全桥逆变电路的另一个桥臂，IGBT1、IGBT2与IGBT3、IGBT4组成的全桥逆变电 路与电容C3并联，电感L4 一端接在IGBTl与IGBT2的桥臂输出端，另一端与单相电网 相连，单相电网的另一端接在IGBT3与IGBT4的桥臂输出端。有益效果本实用新型多路输入并联回馈式节能电子负载通过直流变换电路控制直流放电 测试电源放电电流的大小，进而实现测试电源的恒电流、恒功率和恒电阻放电。本实用 新型根据检测到的并网逆变桥直流母线电压、并网电流和并网电压信号，通过控制并网 逆变电路实现并网电流正弦化及并网的单位功率因数。高频隔离电路采用了高频隔离 的两级逆变拓扑结构，增加了系统抗负载冲击能力的同时，提高了系统的输出电压稳定 度，保证了系统足够的安全性。
图1是本实用新型基本结构框图；图2是本实用新型的直流变换电路的电路图；图3是本实用新型的高频隔离电路的电路图；图4是本实用新型的并网逆变电路的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地说明。如图1所示，多路输入并联回馈式节能电子负载包括直流测试放电电源、直流 变换电路、高频隔离电路、并网逆变电路(DC/AC)、DSP控制板、单相电网；每个直流 测试放电电源的输出接一个直流变换电路，直流变换电路输出并接至高频隔离电路的输 入端，高频隔离电路实现输入和输出的电气隔离，然后通过并网逆变电路将电能回馈并 网，DSP控制板与每一个直流变换电路相连，单相电网与并网逆变电路并联。如图2所示，直流变换电路包括输入软启动电路、输入滤波电路、BOOST升压 电路和控制电路；直流变换电路的功能是实现测试电源的放电电流控制，进而实现恒电 流、恒电阻和恒功率控制。输入软启动电路包括电阻R2和旁路继电器K1，输入滤波电 路包括高频电感Ll和高频电容Cl，BOOST升压电路包括电感L2、功率MOSFET管Q 和功率二极管D，控制电路包括二极管DO和三极管Q0。[0022]高频电感Ll连接在高频电容Cl的正极，旁路继电器Kl的触头与电阻R2并联 后连接在高频电容Cl的负极，电感L2—端接在高频电容Cl的正极，另一端接在功率 MOSFET管Q的D极，功率MOSFET管Q的S极与高频电容Cl的负极相连，功率二极 管D的正极与功率MOSFET管Q的D极相连，电解电容C2的正极与功率二极管D的负 极相连，电容C2的负极与三极管Q的S极相连；旁路继电器Kl的线包与二极管DO并 联，二极管DO的负极与电源+12v相连，二极管DO的正极与三极管QO的C极相连，三 极管QO的发射极接信号地，限流电阻Rl的一端三极管QO相连，另一端与DSP控制板 的I/O 口相连；输入软启动电路接在直流变换电路的输入端，控制电路控制Kl的开关，当三极 管基极触发信号为低电平，Kl断开，R2起限流作用，当三极管基极触发信号为高电平， Kl吸合，R2被旁路，直流变换电路接入直流测试放电电源时，当电源电压远大于电容 C2的端电压时，Kl断开，此时输入软启动电路处于限制输入电流工作状态，当电源电压 略大于或者不大于电容C2的端电压时，Kl吸合，软启动结束。如图3所示，高频隔离电路包括全桥逆变电路、高频变压器T、全桥整流电路和 滤波电路；全桥逆变电路包括功率MOSFET管Ql、Q2、Q3、Q4, MOSFET管Ql与Q2 串联组成一个桥臂，MOSFET管Q3与Q4串联组成一个桥臂，MOSFET管Ql、Q2与 MOSFET管Q3、Q4组成的全桥逆变电路与电容C2并联；全桥整流电路包括二极管Dl、D2、D3、D4 ；滤波电路包括电感L3和电容 C3 ； 二极管Dl与D2串联，Dl的正极接D2的负极；二极管D3与D4串联，D3的正 极接D4的负极；二极管Dl的负极和D3的负极相连，二极管D4的正极和D2的正极相 连，电感L3—端与二极管D3和Dl的负极相连，电感L3另一端与电容C3的正极相连， 电容C3的负极与二极管D4和D2的正极相连；高频变压器T原边接在全桥逆变电路的输出端，次边接在全桥整流电路的输入端。电容C2的端电压经全桥逆变电路逆变成高频方波，然后经高频变压器T传递电 能，通过全桥整流电路整流，并经滤波电路后供给DC/AC并网逆变电路。如图4所示，并网逆变电路包括功率管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4组成的 全桥逆变电路和电感L4。IGBTl与IGBT2串联组成全桥逆变电路的一个桥臂，IGBT3 与IGBT4串联组成全桥逆变电路的另一个桥臂，IGBTl、IGBT2与IGBT3、IGBT4组成 的全桥逆变电路与电容C3并联，电感L4 一端接在IGBTl与IGBT2的桥臂输出端，另一 端与单相电网相连，单相电网的另一端接在IGBT3与IGBT4的桥臂输出端。虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本实用新 型，任何熟悉此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润 饰，因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
权利要求1. 一种多路输入并联回馈式节能电子负载，其特征在于包括直流测试放电电源、 直流变换电路、高频隔离电路、并网逆变电路、DSP控制板、单相电网；每个直流测 试放电电源的输出接一个直流变换电路，直流变换电路输出并接至高频隔离电路的输入 端，高频隔离电路实现输入和输出的电气隔离，然后通过并网逆变电路将电能回馈并 网，DSP控制板与每一个直流变换电路相连，单相电网与并网逆变电路并联；直流变换电路包括输入软启动电路、输入滤波电路、BOOST升压电路和控制电路； 输入软启动电路包括电阻R2和旁路继电器K1，输入滤波电路包括高频电感Ll和高频电 容Cl，BOOST升压电路包括电感L2、功率MOSFET管Q和功率二极管D，控制电路包 括二极管DO和三极管QO ；高频电感Ll连接在高频电容Cl的正极，旁路继电器Kl的触 头与电阻R2并联后连接在高频电容Cl的负极，电感L2—端接在高频电容Cl的正极， 另一端接在功率MOSFET管Q的D极，功率MOSFET管Q的S极与高频电容Cl的负 极相连，功率二极管D的正极与功率MOSFET管Q的D极相连，电解电容C2的正极与 功率二极管D的负极相连，电容C2的负极与三极管Q的S极相连；旁路继电器Kl的线 包与二极管DO并联，二极管DO的负极与电源+12v相连，二极管DO的正极与三极管QO 的C极相连，三极管QO的发射极接信号地，限流电阻Rl的一端三极管QO相连，另一端 与DSP控制板的I/O 口相连；高频隔离电路包括全桥逆变电路、高频变压器T、全桥整流电路和滤波电路； 全桥逆变电路包括功率MOSFET管Ql、Q2、Q3、Q4, MOSFET管Ql与Q2串联组 成一个桥臂，MOSFET管Q3与Q4串联组成一个桥臂，MOSFET管Ql、Q2与MOSFET 管Q3、Q4组成的全桥逆变电路与电容C2并联；全桥整流电路包括二极管Dl、D2、D3、D4；滤波电路包括电感L3和电容C3 ； 二 极管Dl与D2串联，Dl的正极接D2的负极；二极管D3与D4串联，D3的正极接D4 的负极；二极管Dl的负极和D3的负极相连，二极管D4的正极和D2的正极相连，电感 L3 一端与二极管D3和Dl的负极相连，电感L3另一端与电容C3的正极相连，电容C3 的负极与二极管D4和D2的正极相连；高频变压器T原边接在全桥逆变电路的输出端，次边接在全桥整流电路的输入端； 并网逆变电路包括功率管IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4组成的全桥逆变电路和 电感L4，IGBTl与IGBT2串联组成全桥逆变电路的一个桥臂，IGBT3与IGBT4串联组 成全桥逆变电路的另一个桥臂，IGBT1、IGBT2与IGBT3、IGBT4组成的全桥逆变电路 与电容C3并联，电感L4 一端接在IGBTl与IGBT2的桥臂输出端，另一端与单相电网相 连，单相电网的另一端接在IGBT3与IGBT4的桥臂输出端。
专利摘要本实用新型涉及一种多路输入并联回馈式节能电子负载，包括直流测试放电电源、直流变换电路、高频隔离电路、并网逆变电路、DSP控制板、单相电网；每个直流测试放电电源的输出接一个直流变换电路，直流变换电路输出并接至高频隔离电路的输入端，高频隔离电路实现输入和输出的电气隔离，然后通过并网逆变电路将电能回馈并网，DSP控制板与每一个直流变换电路相连，单相电网与并网逆变电路并联；本实用新型通过控制并网逆变电路实现并网电流正弦化及并网的单位功率因数。高频隔离电路采用了高频隔离的两级逆变拓扑结构，增加了系统抗负载冲击能力的同时，提高了系统的输出电压稳定度，保证了系统足够的安全性。
文档编号H02J3/38GK201797325SQ201020542149
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者陈强, 鞠文耀 申请人:中国电子科技集团公司第十四研究所