專利名稱：一種老化測(cè)試用回饋負(fù)載節(jié)能電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及節(jié)能電子產(chǎn)品技術(shù)，尤其是涉及適用寬電壓范圍的節(jié)能老化測(cè)試 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，如圖1所示，通用型節(jié)能老化測(cè)試系統(tǒng)一般需要兩種負(fù)載模塊配合 使用前級(jí)負(fù)載模塊602和后級(jí)負(fù)載模塊620。前級(jí)負(fù)載模塊602將被測(cè)產(chǎn)品601輸出的各種電壓等級(jí)的直流電 (3.3V/5V/12V/24V)等經(jīng)過(guò)恒流升壓控制變換為較高的電壓VDaNT，后級(jí)負(fù)載模塊620—般 包括兩個(gè)部分，升壓電路621和逆變器622。由于被測(cè)產(chǎn)品601的輸出電壓一般都較低，所以前級(jí)負(fù)載模塊602的輸出電壓 Vdcint也較低，在同樣功率條件下，意味著二次升壓部分的輸入電流較大，而Vbus —般需要達(dá) 到380V以上，即二次升壓模塊為低壓大電流輸入，高壓輸出的升壓電路。由于現(xiàn)有電力電子技術(shù)研究的一般為高壓輸入，低壓大電流輸出的技術(shù)，對(duì)于節(jié) 能負(fù)載的這種低壓大電流輸入、高壓輸出應(yīng)用情況研究未見(jiàn)報(bào)道。節(jié)能負(fù)載的控制亦和一般電力電子技術(shù)的控制方法不一樣，因?yàn)闉榱吮ＷC被測(cè)試 產(chǎn)品的負(fù)載電流恒定，前級(jí)負(fù)載模塊采用輸入電流恒流控制，于是其輸出電壓就不是一個(gè) 恒壓源，而是由其輸入功率和輸出功率匹配程度來(lái)決定，當(dāng)輸入功率大于輸出功率時(shí)，其輸 出電壓會(huì)持續(xù)升高，反之則持續(xù)降低直至到零。如何保證系統(tǒng)功率平衡，控制各級(jí)電壓穩(wěn)定是節(jié)能負(fù)載特別是通用型節(jié)能負(fù)載的 一個(gè)難點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種高效的、擴(kuò)展性強(qiáng) 的老化測(cè)試用回饋負(fù)載節(jié)能電路。本實(shí)用新型的升壓電路和逆變器獨(dú)立解耦控制，逆變器控制母線電壓Vbus和并 網(wǎng)電流的大小，升壓電路控制輸入電壓vDaNT的大小，本實(shí)用新型是通過(guò)采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型基于設(shè)置有前級(jí)負(fù)載模塊的老化電路，所述前級(jí)負(fù)載模塊的輸入端連 接被測(cè)產(chǎn)品的輸出端，本實(shí)用新型也有后級(jí)負(fù)載模塊。設(shè)計(jì)制造一種老化測(cè)試用回饋負(fù)載節(jié)能電路，所述電路包括一脈沖發(fā)生器；第一升壓變換電路，包括脈沖變壓器Tl ；第二升壓變換電路，包括脈沖變壓器T2 ；一升壓整流電路；一內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器；一 DC/AC逆變器電路；[0018]脈沖變壓器Tl和脈沖變壓器T2的次級(jí)串聯(lián)連接升壓整流電路，升壓整流電路的輸出是直流高壓Vbus ；所述第一升壓變換電路和第二升壓變換電路的電源接入端并接后與前級(jí)負(fù)載模 塊的輸出Vdcint連接；所述DC/AC逆變器電路由四只IGBT DRVl DRV4為主構(gòu)成，它們的控制極與內(nèi)環(huán) PI調(diào)節(jié)器連接，受其輸出的正弦脈寬調(diào)制信號(hào)的控制，DC/AC逆變器電路向電網(wǎng)Pl輸出并 網(wǎng)電流。所述脈沖發(fā)生器輸出固定占空比的控制脈沖。所述DC/AC逆變器電路在向電網(wǎng)Pl輸出并網(wǎng)電流的電路中，串接有一繼電器觸點(diǎn) Kl和霍爾電流傳感器Hl，繼電器觸點(diǎn)Kl用于將DC/AC逆變器電路和電網(wǎng)隔開(kāi)，當(dāng)電網(wǎng)電壓 或者頻率不正常時(shí)斷開(kāi)K1，實(shí)現(xiàn)對(duì)DC/AC逆變器電路的保護(hù)；霍爾電流傳感器Hl檢測(cè)并網(wǎng)電流并將檢測(cè)信號(hào)輸入到內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制。本實(shí)用新型的前級(jí)負(fù)載模塊將被測(cè)產(chǎn)品輸出的各種電壓等級(jí)的直流電 3.3V/5V/12V/24V經(jīng)過(guò)恒流升壓控制變換為較高的電壓Viont，后級(jí)負(fù)載模塊一般包括兩 個(gè)部分升壓電路和逆變器電路。本實(shí)用新型將VDaNT升壓到更高的直流電壓Vbus，逆變器將Vbus轉(zhuǎn)變成交流電并入 電網(wǎng)循環(huán)利用，以達(dá)到節(jié)能的目的。本專利所提出的一種高效的低壓大電流直流輸入、高壓交流輸出電路，通過(guò)升壓 電路初級(jí)并聯(lián)、升壓變壓器次級(jí)串聯(lián)的方法，提高了變換效率。本實(shí)用新型同時(shí)采用開(kāi)環(huán)控 制的方法，PWM電路以最大占空比工作，進(jìn)一步提高了變換效率。本實(shí)用新型電路體現(xiàn)了一種獨(dú)立升壓電路和逆變器解耦的控制方法，兩者分別獨(dú) 立控制，這樣，當(dāng)需求有變更，要求二次升壓電路的輸入電壓變化時(shí)，設(shè)計(jì)上僅需將升壓電 路的變壓器匝數(shù)比做相應(yīng)更改即可，逆變器部分的硬件和軟件均不需做任何更改，擴(kuò)展性強(qiáng)。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中通用的節(jié)能老化測(cè)試系統(tǒng)的功能方塊圖；圖2是本實(shí)用新型一種老化測(cè)試用回饋負(fù)載節(jié)能電路中升壓電路的電原理圖；圖3是本實(shí)用新型一種老化測(cè)試用回饋負(fù)載節(jié)能電路中逆變電路的電原理圖；圖4是本實(shí)用新型一種老化測(cè)試用回饋負(fù)載節(jié)能電路進(jìn)行控制的原理方塊圖。
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型，現(xiàn)結(jié)合本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō) 明，然而所述實(shí)施例僅為提供說(shuō)明與解釋之用，不能用來(lái)限制本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍。本實(shí)用新型基于設(shè)置有前級(jí)負(fù)載模塊602的老化電路，所述前級(jí)負(fù)載模塊602的 輸入端連接被測(cè)產(chǎn)品601的輸出端。設(shè)計(jì)制造一種老化測(cè)試用回饋負(fù)載節(jié)能電路，如圖2、圖3所示，所述電路包括 一脈沖發(fā)生器81 ；第一升壓變換電路82，包括脈沖變壓器Tl ；[0037]第二升壓變換電路83，包括脈沖變壓器T2 ；一升壓整流電路；一內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器91;一 DC/AC逆變器電路95 ；脈沖變壓器Tl和脈沖變壓器T2的次級(jí)串聯(lián)連接升壓整流電路，升壓整流電路的輸出是直流高壓Vbus ；所述第一升壓變換電路82和第二升壓變換電路83的電源接入端并接后與前級(jí)負(fù) 載模塊602的輸出Vdcint連接；所述DC/AC逆變器電路95由四只開(kāi)關(guān)功率管DRVl DRV4為主構(gòu)成，它們的柵極 與內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器91連接，受其輸出的正弦脈寬調(diào)制信號(hào)的控制，DC/AC逆變器電路95向 電網(wǎng)Pl輸出并網(wǎng)電流。所述脈沖發(fā)生器81輸出固定占空比的控制脈沖。例如50%占空比，以期獲得最大效率。所述DC/AC逆變器電路95在向電網(wǎng)Pl輸出并網(wǎng)電流的電路中，串接有一繼電器 觸點(diǎn)Kl和霍爾電流傳感器Hl，繼電器觸點(diǎn)Kl用于將DC/AC逆變器電路95和電網(wǎng)Pl隔開(kāi)， 當(dāng)電網(wǎng)電壓或者頻率不正常時(shí)斷開(kāi)K1，實(shí)現(xiàn)對(duì)DC/AC逆變器電路95的保護(hù)；霍爾電流傳感器Hl檢測(cè)并網(wǎng)電流并將檢測(cè)信號(hào)輸入到內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器91進(jìn)行控 制。圖2中，其中Q1、Q2、Q3、Q4構(gòu)成一個(gè)全橋電路，Q5、Q6、Q7、Q8構(gòu)成另一個(gè)全橋
電路，兩者輸入并聯(lián)接到VDaNT。Tl和T2為同樣的高頻變壓器，實(shí)現(xiàn)初級(jí)次級(jí)電氣隔離，Tl 的次級(jí)和T2的次級(jí)串聯(lián)后經(jīng)過(guò)一個(gè)由Dl D4構(gòu)成的橋式整流電路整流得到直流母線電 壓 Vbus。本實(shí)用新型第一升壓變換電路82和第二升壓變換電路83的電源接入端并接后與 前級(jí)負(fù)載模塊602的輸出VDaNT連接的方法，降低了每個(gè)全橋電路的輸入電流，減小了系統(tǒng) 損耗。通過(guò)變壓器次級(jí)串聯(lián)的方法，減小了每個(gè)變壓器次級(jí)的電壓，即減小了變壓器次 級(jí)對(duì)初級(jí)的匝數(shù)比，減小了初級(jí)/次級(jí)的漏感，提升了變換效率。另外，因?yàn)樽儔浩鞔渭?jí)串聯(lián)，其電流是一樣的，也就保證了變壓器初級(jí)的電流是一 樣的，達(dá)到了初級(jí)的均流效果。圖3所示，開(kāi)關(guān)功率管DRVl DRV4構(gòu)成一個(gè)全橋逆變電路，用于將385V直流電轉(zhuǎn)變成交流電。本實(shí)用新型的工作原理如下①，參照?qǐng)D1，首先，對(duì)前級(jí)負(fù)載模塊602的大電流低電壓直流輸出進(jìn)行二次直流 升壓，使其升高到直流電壓300V以上，升壓時(shí)采用兩組升壓變換電路第一升壓變換電路 82和第二升壓變換電路83，如圖2所示，將兩電路的脈沖輸入端連接脈沖發(fā)生器81的輸出 端 85、86、87、88、852、862、872、882 ；②，再將第一升壓變換電路82中的脈沖變壓器Tl和第二升壓變換電路83中的 脈沖變壓器T2的次級(jí)相串接后，再連接橋式整流器，如圖2所示的Tl的4腳連接T2的3 腳；橋式整流器由整流管Dl D4構(gòu)成，它的輸出為直流高壓Vbus，制造脈沖變壓器Tl和脈沖變壓器T2時(shí)使兩脈沖變壓器的初級(jí)和次級(jí)彼此絕緣無(wú)電氣連接；③，如圖3、圖4所示，設(shè)置一內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器91 ；在其一個(gè)輸入端，例如引腳92，接入由市電鎖相環(huán)模塊72的輸出和并網(wǎng)母線電壓 控制環(huán)所輸出的基波電流幅值給定信號(hào)合成的正弦驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器91的另一 個(gè)輸入端，例如引腳93，接入并網(wǎng)電流反饋信號(hào)，內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器91對(duì)兩信號(hào)進(jìn)行智能處理， 并產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制信號(hào)；④，接下來(lái)，將直流高壓Vbus接DC/AC逆變器電路95的電源端，將構(gòu)成逆變器的 四只開(kāi)關(guān)功率管的控制極與內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器91連接，接受其正弦脈寬調(diào)制信號(hào)的控制，DC/ AC逆變器電路向電網(wǎng)Pl輸出并網(wǎng)電流。上述方法中，如圖4所示，步驟③所述的并網(wǎng)母線電壓控制環(huán)所包括一外環(huán)PI調(diào) 節(jié)器71，外環(huán)PI調(diào)節(jié)器71輸入并網(wǎng)母線電壓給定信號(hào)和并網(wǎng)母線電壓波動(dòng)反饋信號(hào)，進(jìn)行 智能控制，輸出的基波電流幅值給定信號(hào)。以上是本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的工作原理。在控制上，本專利體現(xiàn)了解耦獨(dú)立控制的方法，即Vbus電壓和并網(wǎng)電流由逆變器 本身控制，升壓電路的輸入電壓由升壓電路本身控制，即逆變器不需知道二次升壓電路的 輸入電壓大小，升壓電路亦不需知道并網(wǎng)電流的大小。兩者不需通訊，僅通過(guò)Vbus連接?？刂骗h(huán)包括一個(gè)外環(huán)和一個(gè)內(nèi)環(huán)。外環(huán)是385V母線電壓環(huán)，通過(guò)保持母線電壓的穩(wěn)定為385V來(lái)保證逆變器輸入功 率和輸出功率的匹配，當(dāng)輸入功率比輸出功率大，則母線電壓會(huì)增高，這時(shí)，增大并網(wǎng)電流， 則母線電壓會(huì)降低。同樣，當(dāng)輸入功率比輸出功率小，則母線電壓會(huì)降低，這時(shí)，減小并網(wǎng)電流，則母線 電壓會(huì)升高。母線電壓實(shí)際值和反饋值的差經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器后得到并網(wǎng)電流基波幅值的給定， 乘以鎖相環(huán)得到的電網(wǎng)電壓相位的正弦值，得到電網(wǎng)電流的瞬時(shí)值給定。內(nèi)環(huán)是并網(wǎng)電流環(huán)，該環(huán)保證并網(wǎng)電流波形和給定電流波形一致。升壓電路8個(gè)開(kāi)關(guān)功率管的驅(qū)動(dòng)實(shí)行開(kāi)環(huán)控制，即其占空比固定為50%，這樣，初 級(jí)和次級(jí)電壓的比值僅由變壓器的匝數(shù)比而確定，即其實(shí)質(zhì)上為一個(gè)直流變壓器。由于Vbus電壓大小已經(jīng)由逆變器控制，則二次電壓電路的輸入電壓大小也即由 變壓器的匝數(shù)比確定。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能 認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視 為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種老化測(cè)試用回饋負(fù)載節(jié)能電路，其特征在于，所述電路包括一脈沖發(fā)生器 (81)；第一升壓變換電路(82)，包括脈沖變壓器Tl ； 第二升壓變換電路(83)，包括脈沖變壓器T2 ； 一升壓整流電路； 一內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器(91)； 一 DC/AC逆變器電路(95)；所述第一升壓變換電路(82)和第二升壓變換電路(83)的電源接入端并接后與前級(jí)負(fù) 載模塊(602)的輸出Vdcint連接；脈沖變壓器Tl和脈沖變壓器T2的次級(jí)串聯(lián)連接升壓整流電路，升壓整流電路的輸出 是直流高壓Vbus ；所述DC/AC逆變器電路(95)由四只開(kāi)關(guān)功率管DRVl DRV4為主構(gòu)成，它們的柵極與 內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器(91)連接，受其輸出的正弦脈寬調(diào)制信號(hào)的控制，DC/AC逆變器電路(95)向 電網(wǎng)Pl輸出并網(wǎng)電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的老化測(cè)試用回饋負(fù)載節(jié)能電路，其特征在于 所述脈沖發(fā)生器(81)輸出固定占空比的控制脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的老化測(cè)試用回饋負(fù)載節(jié)能電路，其特征在于所述DC/AC逆變器電路(95)在向電網(wǎng)Pl輸出并網(wǎng)電流的電路中，串接有一繼電器觸 點(diǎn)Kl和霍爾電流傳感器Hl，繼電器觸點(diǎn)Kl用于將DC/AC逆變器電路(95)和電網(wǎng)Pl隔開(kāi)， 當(dāng)電網(wǎng)電壓或者頻率不正常時(shí)斷開(kāi)K1，實(shí)現(xiàn)對(duì)DC/AC逆變器電路(95)的保護(hù)；霍爾電流傳感器Hl檢測(cè)并網(wǎng)電流并將檢測(cè)信號(hào)輸入到內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器(91)進(jìn)行控制。
專利摘要一種老化測(cè)試用回饋負(fù)載節(jié)能電路，包括電源輸入端并聯(lián)的第一升壓變換電路和第二升壓變換電路，升壓整流電路，內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器以及DC/AC逆變器電路；DC/AC逆變器電路由四只開(kāi)關(guān)功率管DRV1～DRV4為主構(gòu)成，它們的控制極與內(nèi)環(huán)PI調(diào)節(jié)器連接，受其輸出的正弦脈寬調(diào)制信號(hào)的控制。本專利的電路低壓大電流直流輸入、高壓交流輸出，通過(guò)升壓電路初級(jí)并聯(lián)、升壓變壓器次級(jí)串聯(lián)及PWM電路以最大占空比工作的方法，提高了變換效率。本專利的升壓電路和逆變器解耦分別獨(dú)立控制，當(dāng)需求有變更，要二次升壓電路的輸入電壓變化時(shí)，僅需將變壓器匝數(shù)比做相應(yīng)更改即可，逆變器部分的硬件和軟件均不需做任何更改，擴(kuò)展性強(qiáng)。
文檔編號(hào)H02M7/537GK201878014SQ20102065851
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者李垂猛, 鄒曙 申請(qǐng)人:東莞市冠佳電子設(shè)備有限公司