CN101290334A

CN101290334A - 交流输入电源变换器节能老化装置

Info

Publication number: CN101290334A
Application number: CN 200810016813
Authority: CN
Inventors: 田中林; 李建明
Original assignee: DEZHOU SANHE ELECTRIC Co Ltd
Current assignee: DEZHOU SANHE ELECTRIC Co Ltd
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2008-10-22

Abstract

本发明公开了一种交流输入电源变换器节能老化装置。它包括外壳，所述外壳内设有市电输入模块，市电输入模块的输出端与至少一个整流器连接，整流器输出端输出的直流电经直流母线与一路或多路老化单元连接；每个老化单元包括一个逆变器，逆变器的直流输入端与整流器的直流输出端连接，逆变器输出端接至少一个被老化电源变换器的交流输入端；电子负载的输入端接相应被老化电源变换器的输出端，各电子负载的输出端反馈直流电到整流器的直流输出端。其结构简单、灵活，不需要复杂的并网逆变电源；同时此系统具有较低的成本。

Description

交流输入电源变换器节能老化装置

技术领域

本发明涉及一种电力电子变流技术领域的一种老化装置，具体的说是一种交流输入电源变换器节能老化装置。

背景技术

电源变换器的老化是检验产品品质，剔除产品早期时效的有效手段。目前，绝大多数的电源变换器生产企业采用耗能型老化方式。即根据电源变换器的输出特性，配置合适的阻性负载(如水泥电阻)，在一定环境温度和要求的电气指标条件下进行产品的老化实验。此方式具有简单和可靠等特点。但耗能型老化方式具有很大的弊端：老化本身需要消耗大量的电能，需支付巨额的电费；老化产生的大量热量需要散掉，这就增加了散热成本，增加了噪音和附加的能耗；同时企业的配线和配电变压器的容量需增大，大大增加了配电成本。

目前电子产品的市场竞争愈加激烈，如何降低产品的成本是生产企业首要大事。于是人们提出了很多电源变换器的老化和节能的思路，其中输出能量回收后回馈电网的方式较为成熟，且有此类产品面世。但此类产品有以下问题值得商榷。

1.产品需要高性能并网逆变电源，且此电源应有输出隔离。这需要有较高的安全性和可靠性的要求，同时需要较高的成本。

2.为了减小老化房区域的配电和配线容量，并网逆变电源能量回馈电网的接入点应与被老化电源变换器的输入尽可能的近。这样整套老化装置要尽可能的整合在一起，例如以一台老化柜或老化车作为一完整的老化并网单元。同时为了应对被老化电源变换器的可移动性，老化柜、老化车的单体重量和容量不宜太大。对于大批量的电源变换器的老化，此方案需要很多套老化并网系统，就大大增加了系统的并网成本。

3.如果被老化电源无输入功率因数校正，此系统结构很难实现老化装置的输入功率因数的校正功能。

发明内容

本发明的目的就是为了解决目前电源变换器老化的上述缺点，提供一种交流输入电源变换器节能老化装置，此老化装置的系统架构可应用于交流输入电源变换器的大批量老化，且此系统具有和能量回馈电网方式同样的节能效果；老化装置结构简单、灵活，不需要复杂的并网逆变电源；同时此系统具有较低的成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种交流输入电源变换器节能老化装置，它包括外壳，所述外壳内设有市电输入模块，市电输入模块的输出端与至少一个整流器连接，整流器输出端输出的直流电经直流母线与一路或多路老化单元连接；每个老化单元包括一个逆变器，逆变器的直流输入端与整流器的直流输出端连接，逆变器输出端接至少一个被老化电源变换器的交流输入端；电子负载的输入端接相应被老化电源变换器的输出端，各电子负载的输出端反馈直流电到整流器的直流输出端。

所述市电输入模块为单相交流电或三相交流电。

所述整流器为单相整流器或三相整流器。

所述三相整流器由三相变压器和整流桥组成。

所述单相整流器由整流桥和功率因数校正模块组成。

所述被老化点会员变换器为AC/DC电源变换器或AC/AC电源变换器。

所述电子负载为DC/DC电源变换器或AC/DC电源变换器。

本发明提出一种交流输入电源变换器的节能老化装置，它具有节能、结构简单、扩展灵活、成本低和应用领域广等特性，解决了传统电源变换器老化高耗能、高成本的难题，可广泛应用于AC/DC如通讯、电力、工业用直流电源的老化。即使被老化电源无输入功率因数校正功能，此系统结构也很容易实现系统输入的功率因数校正。

本发明的工作原理为：一种交流输入电源变换器节能老化装置，它由依次连接的市电输入、整流器、逆变器、被老化电源变换器和电子负载组成。市电输入为单相交流电或三相交流电；整流器的输出端接逆变器的直流输入端，整流器的输出电压适合逆变器的要求；逆变器的输出端接被老化电源变换器的交流输入端，逆变器的输出规格适合被老化电源变换器老化要求；逆变器的输出规格是单相交流电或三相交流电；电子负载的输入端接被老化电源变换器的输出端，电子负载的输入特性适合被老化电源变换器老化要求。

在本发明老化装置中加入了直流环节，即整流器的输出和逆变器的输入中间的直流母线环节。直流环节既是市电能量补给和电子负载回馈能量的汇入点，也是逆变器输入连接点。市电通过整流器对老化装置进行直流能量补给。电子负载输出能量以直流方式并入直流环节，克服了交流并网方式控制复杂的缺点，提高了系统的可靠性。装置的能量流向为：三相或单相交流电经整流器变为直流电；直流电经逆变器变换为被老化电源变换器要求的交流电；被老化电源变换器输出的交流电或直流电经电子负载转换为所需的直流电；电子负载输出的直流电并入直流环节。这样装置便实现了被老化电源变换器输出能量的循环利用，达到节能降耗的目的。市电输入、整流器的功率容量仅为整个老化装置系统损耗所需要的功率容量。当被老化电源变换器单机容量较小时，一台逆变器可同时老化多个被老化电源变换器。当被老化电源变换器单机容量较大时，可采用多只较小功率电子负载并联老化。基于此系统架构，可以方便的附加系统的监控功能，实现被老化电源变换器的系统状态采集和老化状态控制。它解决交流输入电源变换器的节能老化问题。它解决了大批量交流输入电源转换器的老化与节能的矛盾。

本发明的有益效果是：此老化装置的系统架构可应用于交流输入电源变换器的大批量老化，且此系统具有和能量回馈电网方式同样的节能效果；老化装置结构简单、灵活，不需要复杂的并网逆变电源；同时此系统具有较低的成本。

附图说明

图1为交流输入电源变换器节能老化装置框图；

图2为实施例1的16台2KW直流模块电源节能老化装置框图；

图3为实施例1整流器内部框图；

图4为实施例2的200只65W电源适配器节能老化装置框图；

图5为实施例2整流器内部框图。

其中，1.外壳，2.市电输入模块，3.整流器，4.逆变器，5.被老化电源变换器，6.电子负载，7.三相变压器，8.整流桥，9.功率因数校正模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

图1中，交流输入电源变换器节能老化装置包括外壳1，所述外壳1内设有市电输入模块2，市电输入模块2的输出端与至少一个整流器3连接，整流器3输出端输出的直流电经直流母线与一路或多路老化单元连接；每个老化单元包括一个逆变器4，逆变器4的直流输入端与整流器3的直流输出端连接，逆变器4输出端接至少一个被老化电源变换器5的交流输入端；电子负载6的输入端接相应被老化电源变换器5的输出端，电子负载6的输出端反馈直流电到整流器3的直流输出端。

市电输入模块2为单相交流电或三相交流电。

整流器3为单相整流器或三相整流器。三相整流器由三相变压器7和整流桥8组成。单相整流器由整流桥8和功率因数校正模块9组成。

被老化电源变换器5为AC/DC电源变换器或AC/AC电源变换器。

实施例1：

图2中，本实施例为通讯用单相220VAC输入，48VDC输出，2KW直流模块电源的老化装置。

假定基于本老化装置的一个电源老化车可同时老化2KW直流电源16台。同时假设直流电源的电能转换效率为90％，输入功率因数为0.99。本实施例中逆变器4采用4台额定功率为10KVA逆变电源。电子负载6为16台恒输入功率为2KW的DC-DC变换器。

系统老化方案如附图2所示。市电输入模块2为三相交流380V，经三相整流器3输出为直流350V母线电压。三相整流器3由三相变压器7和整流桥8组成。三相变压器7实现输入电压整定，二次侧采用多脉冲整流方式，输入功率因数为0.92。三相整流器3的整体效率为96％，三相整流器3的输出接逆变器4的直流输入端。

附图2中：系统经优化后组合成4个老化单元，每个的构成均为1台10KVA逆变器4，4台2KW直流模块电源即被老化电源变换器5和4台恒输入功率为2KW的DC-DC变换器即电子负载6。市电输入模块2接三相整流器3的交流输入端；三相整流器3的直流输出端接10KVA逆变器4的直流输入端；逆变器4的输出端接4台2KW直流模块电源；4台恒输入功率为2KW的DC-DC变换器的输入端分别接4台2KW直流模块电源的输出端，4台恒输入功率为2KW的DC-DC变换器的输出端接10KVA逆变器4的直流输入端。这样系统便实现直流模块电源的批量老化和能量循环利用的目的。

在本实施例中，逆变器4的总输出功率为32KW，输入功率为32KW/0.9＝35.56KW。所以采用能耗型老化方式所需电网的有功功率为35.56KW。配电容量为35.56KW/0.99＝35.91KVA。本实施例中逆变器的转化效率为95％，因此逆变器的输入容量为(32KW/0.9)/0.95＝37.43KW；电子负载的转换效率为90％，所以电子负载6的输出功率为32KW*0.9＝28.8KW。这样三相整流器3的输出功率为37.43KW-28.8KW＝8.63KW。所以此系统从电网索取的有功功率仅为：8.63KW/0.96＝8.99KW，配电容量为8.99KW/0.92＝9.77KVA。所以较传统能耗型老化方式，本实施例老化装置节电(35.56KW-8.99KW)/35.56KW＝74.72％；配电容量减小(35.91KVA-9.77KVA)/35.91KVA＝72.80％。可见节能效益相当客观，同时大大降低了输入配线、配电容量，减小了散热成本，减小了噪音。

实施例2：

本实施例为交流220V输入，12VDC输出，65W电源适配器的节能老化装置。

假定基于本老化装置的一个适配器老化车可同时老化65W电源适配器200只。同时假设适配器的电能转换效率为90％。输入功率因数为0.65。本实施例中逆变器4为2台额定功率为15KVA逆变电源，电子负载6为200只恒输入功率为65W的DC-DC变换器。系统老化方案如附图4所示。市电输入模块2为单相交流220V，经单相整流器3输出为直流350V母线电压。单相整流器3由整流桥8和功率因数校正模块9组成。单相整流器3输入功率因数为0.99，效率为92％。单相整流器3的输出接逆变器4的直流输入端。这样系统便实现适配器的批量老化和能量循环利用的目的。本实例老化系统由两个老化单元组成，其中，1台逆变器4、100只电源适配器构成的被老化电源变换器5、100只恒输入功率为65W的DC-DC变换器构成的电子负载6组成一个老化单元。每个老化单元中，单相市电输入模块2接单相整流器3；单相整流器3输出端接15KVA逆变器4的直流输入端；15KVA逆变器4的输出端接100只电源适配器；100只恒输入功率为65W的DC-DC变换器的输入端分别接100只电源适配器的输出端，输出端接15KVA逆变器4的直流输入端。

在本实施例中适配器的总输出功率为65W*200＝13.00KW，输入功率为13.00KW/0.9＝14.44KW。所以采用能耗型老化方式所需电网的有功功率为14.44KW，配电容量为14.44KW/0.65＝22.22KVA。本实施例中逆变器的转化效率为95％，因此逆变器的输入容量为14.4/0.95＝15.20KW；电子负载的转换效率为90％，所以电子负载的输出功率为13.00KW*0.9＝11.70KW。这样单相整流器3输出功率为15.20KW-11.70KW＝3.50KW。所以此系统从电网索取的有功功率仅为：3.50KW/0.92＝3.80KW，配电容量为3.80KW/0.99＝3.84KVA。所以较传统能耗型老化方式，本实施例老化装置节电(14.44KW-3.80KW)/14.44KW＝73.68％；配电容量减小(22.22KVA-3.84KVA)/22.22KVA＝82.72％。可见节能效益相当客观，同时大大降低了输入配线、配电容量，减小了散热成本，减小了噪音。

本发明未详述内容均为公知技术，不再赘述。

Claims

1.一种交流输入电源变换器节能老化装置，它包括外壳，其特征是，所述外壳内设有市电输入模块，市电输入模块的输出端与至少一个整流器连接，整流器输出端输出的直流电经直流母线与一路或多路老化单元连接；每个老化单元包括一个逆变器，逆变器的直流输入端与整流器的直流输出端连接，逆变器输出端接至少一个被老化电源变换器的交流输入端；电子负载的输入端接相应被老化电源变换器的输出端，各电子负载的输出端反馈直流电到整流器的直流输出端。

2.如权利要求1所述的交流输入电源变换器节能老化装置，其特征是，所述市电输入模块为单相交流电或三相交流电。

3.如权利要求1所述的交流输入电源变换器节能老化装置，其特征是，所述整流器为单相整流器或三相整流器。

4.如权利要求3所述的交流输入电源变换器节能老化装置，其特征是，所述三相整流器由三相变压器和整流桥组成。

5.如权利要求3所述的交流输入电源变换器节能老化装置，其特征是，所述单相整流器由整流桥和功率因数校正模块组成。

6.如权利要求1所述的交流输入电源变换器节能老化装置，其特征是，所述被老化电源变换器为AC/DC电源变换器或AC/AC电源变换器。

7.如权利要求1所述的交流输入电源变换器节能老化装置，其特征是，所述电子负载为DC/DC电源变换器或AC/DC电源变换器。