CN102891523A

CN102891523A - 一种电能自循环式大功率充电机老化控制方法及其系统

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Publication number: CN102891523A
Application number: CN2012103917935A
Authority: CN
Inventors: 张祥; 吕士军; 李德宏; 张振兴
Original assignee: JIANGSU JIUYU INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: JIANGSU JIUYU INDUSTRIAL CO LTD
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: CN102891523B

Abstract

本发明涉及一种电能自循环式大功率充电机老化控制方法及其系统，包括交流电源，全桥整流电路，被测大功率充电机、充电参数显示装置以及升压电路。电流从交流电源输入全桥整流电路后，依次经被测大功率充电机、充电参数显示装置以及升压电路后输出到全桥整流电路，形成循环电路。位于循环外部的电源只需补充全桥整流电路、被测大功率充电机和升压电路所损耗的电能即可，一般三者消耗电能的值为总电能的20%左右，即整个电路能够节约80%左右的电能，解决了大功率充电机老化台耗电量大，电能源浪费的问题。

Description

一种电能自循环式大功率充电机老化控制方法及其系统

技术领域

本发明涉及大功率充电机技术，尤其是涉及电能自循环的大功率充电机老化控制系统和方法。

背景技术

大功率充电机老化台是用于判断和检测大功率充电机可靠性的装置。现有的大功率充电机老化台由交流电源，全桥整流电路，大功率充电机和大功率电阻串联构成。电流通过大功率充电机后流向大功率电阻，大功率电阻将电量耗尽。一般的老化台要通电4小时以上放电才能确定大功率充电机的可靠性，这造成了大量电能源的浪费。

在现有技术中，通用型节能老化测试系统一般需要前级升压电路和后级负载模块配合实用。前级升压电路将被测产品输出的各种电压等级的直流电经过恒流升压控制变换为较高的电压，后级负载模块一般包括两个部分，升压电路和逆变器。由于被测产品的输出电压一般都较低，所以前级升压电路的输出电压也较低，在同样功率条件下，意味着二次升压部分的输入电流较大，而二次升压电路输出电压一般需要达到350V以上，即二次升压电路为低压大电流输入，高压输出的升压电路。节能负载的控制和一般电力电子技术的控制方法不一样，因为为了保证被测试产品的负载电流恒定，前级升压模块采用输入电流恒流控制，于是其输出电压就不是一个恒压源，而是由其输入功率和输出功率匹配程度来决定，当输入功率大于输出功率时，其输出电压会持续升高，反之则持续降低直至到零。如何保证系统功率平衡，控制各级电压稳定是节能负载特别是通用型节能负载的一个难点。此外，通用型节能老化测试系统一般将经升压电路升压后的高压直流电并入电网后给大功率充电机供电，当电网电压或者频率不正常时，容易造成交直流逆变器的损坏，从而使整个充电机老化系统不能正常工作。

发明内容

针对上述现有技术，本发明所解决的技术问题是提供一种高效的、稳定性强的电能自循环式大功率充电机老化控制方法及其系统。

为解决上述技术问题，本发明的一种电能自循环式大功率充电机老化系统，包括：依次连接的交流电源、全桥整流电路、被测大功率充电机以及充电参数显示装置；该系统还包括升压电路，所述充电参数显示装置的输出端与所述升压电路的输入端连接，所述升压电路的输出端与全桥整流电路的输出端并联连接；其中，所述升压电路包括一级升压电路、二级升压电路和输出控制电路；所述一级升压电路的输入端连接充电参数显示装置的输出端，一级升压电路的输出端与所述二级升压电路的输入端连接，所述二级升压电路的输出端与所述输出控制电路输入端连接，所述输出控制电路的第一输出端与全桥整流电路的输出端连接，所述输出控制电路的第二输出端与二级升压电路的控制输入端连接。

作为本发明的改进，所述二级升压电路包括升压电路和控制电路；其中所述升压电路包括变压器、第一、第二开关功率管，其中升压电路通过变压器耦合连接所述输出控制电路的输入端；所述控制电路包括集成芯片、可调电阻、第十五电阻、第十电阻，其中第一可调电阻的一端串联第十五电阻后连接集成芯片的基准电压输出端，可调电阻的另一端串联第十电阻后连接集成芯片的电压反馈输入端；所述输出控制电路输出电压信号控制集成芯片输出到第一、第二开关功率管栅极的脉冲占空比来控制升压电路的输出电压。

作为本发明的进一步改进，所述二级升压电路还包括温度控制电路；所述温度控制电路由温度电阻、第八电阻以及第三二极管组成，其中温度电阻的一端连接到集成芯片的基准电压输出端，所述温度电阻的另一端分别连接二极管的正极、第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端接地，所述第三二极管的阴极连接集成芯片的电压反馈输入端。

作为本发明的更进一步改进，所述输出控制电路包括整流滤波电路和电压调整电路；所述整流滤波电路将二级升压电路输入的高压电流进行整流滤波后输出到全桥整流电路的输出端；所述电压调整电路通过采样二级升压电路输出电压值，将其反馈至二级升压电路中控制电路的控制输入端，控制二级升压电路输出电压恒定。

一种基于上述电能自循环式大功率充电机老化系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤1）首先对充电参数显示装置输出的直流电进行二次升压，使其升高到320V～350V，升压时采用两组升压电路：一级升压电路和二级升压电路；其中，若充电参数显示装置输出的直流电电压大于90 V时，一级升压电路不工作，直流电电压直接接入二级升压电路，二级升压电路将直流电电压升至320V~350 V；若充电参数显示装置输出的直流电电压大小为6V ~90V时，充电参数显示装置输出的直流电电压由一级升压电路升压后，再接入二级升压电路进行二次升压；

步骤2）然后将二级升压电路的输出端通过变压器耦合连接输出控制电路，所述输出控制电路通过光电耦合器反馈连接二级升压电路，通过控制光电耦合器输入端电压的大小来改变二级升压电路中集成芯片输出脉冲的占空比，以此来控制所述二级升压电路输出恒定电压；通过设置二级升压电路中的可调电阻阻值控制升压电路的输出功率；

步骤3）最后输出控制电路的输出端与全桥整流电路的输出端并联后连接被测大功率充电机的输入端，经过升压电路升压后的直流电循环流入被测大功率充电机。

本发明提供的一种电能自循环式大功率充电机老化控制方法及其系统，电压调整电路通过采样二级升压电路输出到输出控制电路的电压大小，通过可调式精密基准稳压器控制二级升压电路中光电耦合器中光敏二极管两端电压大小，控制升压电路输出到全桥整流电路的电压大小恒定。通过调整输出控制电路中可第二可调电阻实现升压电路输出电压为320V～350V。通过调整二级升压电路中第一可调电阻实现升压电路输出功率控制。输出控制电路把经过升压后的高压直流并联在全桥整流电路输出端，这样使升压电路将流过被测大功率充电机的电流调整至有效范围后再流向大功率充电机，使电流循环流动。位于循环外部的电源只需补充全桥整流电路、被测大功率充电机和升压电路所损耗的电能即可，一般三者消耗电能的值为总电能的20%左右，即整个电路能够节约80%左右的电能，解决了大功率充电机老化台耗电量大，电能源浪费的问题。同时本发明的控制系统电能循环为内循环，循环电能不反馈到外接的电网，从而避免了电网扰动对电路带来的干扰和对器件造成的损坏。二级升压电路中的温度控制部分可保护电路中的功率管，当电路中温度升高时，则降低电路的功率，从而保护功率管不被烧坏。

附图说明

图1是自循环式大功率充电机老化控制方法及其系统模块图；

图2是一级升压电路结构图；

图3是二级升压电路结构图；

图4是输出控制电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种自循环式大功率充电机老化控制方法及其系统具体实施方式作详细的说明。

如图1所示，一种电能自循环式大功率充电机老化系统，包括：依次连接的交流电源、全桥整流电路10、被测大功率充电机20以及充电参数显示装置30。该系统还包括升压电路40，充电参数显示装置30的输出端与升压电路40的输入端连接，升压电路40的输出端与全桥整流电路10的输出端并联连接。其中，升压电路40包括一级升压电路403、二级升压电路402和输出控制电路401。一级升压电路403的输入端连接充电参数显示装置30的输出端，一级升压电路403的输出端与所述二级升压电路402的输入端连接。二级升压电路402的输出端与所述输出控制电路401输入端连接，输出控制电路401的第一输出端与全桥整流电路10的输出端连接，输出控制电路401的第二输出端与二级升压电路402的控制输入端连接。

如图3所示，二级升压电路402包括升压电路4024和控制电路4025；其中升压电路4024包括变压器1T1、第一、第二开关功率管1BG1、1BG2。其中升压电路4024通过变压器1T1耦合连接输出控制电路401的输入端。控制电路4025包括集成芯片1IC1、可调电阻1VR1、电阻1R15、电阻1R10。其中可调电阻1VR1的一端串联电阻1R15后连接集成芯片1IC1的基准电压输出端，可调电阻1VR1的另一端串联电阻1R10后连接集成芯片1IC1的电压反馈输入端。输出控制电路401输出电压信号控制集成芯片1IC1输出到第一、第二开关功率管1BG1、1BG2栅极的脉冲占空比来控制升压电路的输出电压。

二级升压电路402还包括温度控制电路4023；温度控制电路4023由温度电阻IRT1、电阻IR8以及二极管1D3组成，其中温度电阻IRT1的一端连接到集成芯片1IC1的基准电压输出端。温度电阻IRT1的另一端分别连接二极管1D3的正极、电阻IR8的一端，所述电阻IR8的另一端接地，所述二极管1D3的阴极连接集成芯片1IC1的电压反馈输入端。

如图4所示，输出控制电路401包括整流滤波电路和电压调整电路。整流滤波电路将二级升压电路402输入的高压电流进行整流滤波后输出到全桥整流电路10的输出端。电压调整电路通过采样二级升压电路402输出电压值，将其反馈至二级升压电路402中控制电路4025的控制输入端，控制二级升压电路402输出电压恒定。

一种基于上述电能自循环式大功率充电机老化控制方法，包括如下步骤：

步骤1）首先对充电参数显示装置30输出的直流电进行二次升压，使其升高到320V～350V。升压时采用两组升压电路：一级升压电路403和二级升压电路402；其中，若充电参数显示装置30输出的直流电电压大于90 V时，一级升压电路不工作，直流电电压直接接入二级升压电路，二级升压电路将直流电电压升至320V~350 V。若充电参数显示装置30输出的直流电电压大小为6V ~90V时，充电参数显示装置30输出的直流电电压由一级升压电路升压后，再接入二级升压电路进行二次升压。

步骤2）然后将二级升压电路402的输出端通过变压器耦合连接输出控制电路401。输出控制电路401通过光电耦合器反馈连接二级升压电路402，通过控制光电耦合器输入端电压的大小来改变二级升压电路402中集成芯片输出脉冲的占空比，以此来控制所述二级升压电路402输出恒定电压。通过设置二级升压电路中的可调电阻阻值控制升压电路的输出功率。

步骤3）最后输出控制电路401的输出端与全桥整流电路10的输出端并联后连接被测大功率充电机的输入端，经过升压电路40升压后的直流电循环流入被测大功率充电机。

充电参数显示装置输出电压先经过一级升压电路，当电压大于90 V时，一级升压电路不工作，输入电压经过电感3L1和二极管3D1后，直接接通二级升压电路，二级升压电路将电压升至320V~350 V。当被升电压大小为6 V ~90 V时，由一级升压电路经过二级运放升压至大于90V后，再通过开关功率管3R3接到二级升压电路，由二级升压电路升压。

输出控制电路401包括整流滤波电路和电压调整电路；整流滤波电路将二级升压电路402输入的高压电流整流滤波后输出到全桥整波电路10的输出端；电压调整电路通过采样二级升压电路402输出电压值，通过可调式精密基准稳压器2IC1控制二级升压电路402中光电耦合器中光敏二极管两端电压大小。

升压电路输出电压经过耦合变压器1T1输出到输出控制电路，若输出电压升高，型号为TL431的可调式精密基准稳压器2IC1的G极电压升高，A极电压则下降，则加在二级升压电路的光耦合器发光二极管的电压变大，集成芯片基准电压输出端输的5V基准电压通过光电耦合器1IC2光敏二极管后输入到集成芯片电压反馈输入端的输入电压升高，则型号为TL3844的集成芯片输出到场效应管栅极脉冲电压的脉宽占空比变小，输出电压降低；若升压电路输出电压变小，则以上所述变化相反，以此达到控制输出电压为恒定大小。二级升压电路中的可调电阻作1VR1调节输出功率作用。调节电阻1VR1阻值，阻值变大，集成芯片基准电压输出端输的5V基准电压通过电阻1R15和1VR1输入到集成芯片电压反馈输入端电压降低，集成芯片输出端输出到场效应管栅极脉冲电压的脉宽占空比变大，二级升压电路功率管输出功率变大；若可调电阻作1VR1阻值变大，则上述变化相反，电路输出功率变小；通过调节可调电阻作1VR1来达到控制电路输出功率。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种电能自循环式大功率充电机老化系统，包括：依次连接的交流电源、全桥整流电路（10）、被测大功率充电机（20）以及充电参数显示装置（30）；其特征在于：该系统还包括升压电路（40），所述充电参数显示装置（30）的输出端与所述升压电路（40）的输入端连接，所述升压电路（40）的输出端与全桥整流电路（10）的输出端并联连接；其中，所述升压电路（40）包括一级升压电路（403）、二级升压电路（402）和输出控制电路（401）；所述一级升压电路（403）的输入端连接充电参数显示装置（30）的输出端，一级升压电路（403）的输出端与所述二级升压电路（402）的输入端连接，所述二级升压电路（402）的输出端与所述输出控制电路（401）输入端连接，所述输出控制电路（401）的第一输出端与全桥整流电路（10）的输出端连接，所述输出控制电路（401）的第二输出端与二级升压电路（402）的控制输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种电能自循环式大功率充电机老化系统，其特征在于，所述二级升压电路（402）包括升压电路（4024）和控制电路（4025）；其中所述升压电路（4024）包括变压器（1T1）、第一、第二开关功率管（1BG1、1BG2），其中升压电路（4024）通过变压器（1T1）耦合连接所述输出控制电路（401）的输入端；所述控制电路（4025）包括集成芯片（1IC1）、可调电阻（1VR1）、电阻（1R15）、电阻（1R10），其中可调电阻（1VR1）的一端串联电阻（1R15）后连接集成芯片（1IC1）的基准电压输出端，可调电阻（1VR1）的另一端串联电阻（1R10）后连接集成芯片（1IC1）的电压反馈输入端；所述输出控制电路（401）输出电压信号控制集成芯片（1IC1）输出到第一、第二开关功率管（1BG1、1BG2）栅极的脉冲占空比来控制升压电路的输出电压。

3.根据权利要求2所述的一种电能自循环式大功率充电机老化系统，其特征在于，所述二级升压电路（402）还包括温度控制电路（4023）；所述温度控制电路（4023）由温度电阻（IRT1）、电阻（IR8）以及二极管（1D3）组成，其中温度电阻（IRT1）的一端连接到集成芯片（1IC1）的基准电压输出端，所述温度电阻（IRT1）的另一端分别连接二极管（1D3）的正极、电阻（IR8）的一端，所述电阻（IR8）的另一端接地，所述二极管（1D3）的阴极连接集成芯片（1IC1）的电压反馈输入端。

4.根据权利要求1所述的一种电能自循环式大功率充电机老化系统，其特征在于，所述输出控制电路（401）包括整流滤波电路和电压调整电路；所述整流滤波电路将二级升压电路（402）输入的高压电流进行整流滤波后输出到全桥整流电路（10）的输出端；所述电压调整电路通过采样二级升压电路（402）输出电压值，将其反馈至二级升压电路（402）中控制电路（4025）的控制输入端，控制二级升压电路（402）输出电压恒定。

5.一种基于权利要求1所述的电能自循环式大功率充电机老化系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1）首先对充电参数显示装置（30）输出的直流电进行二次升压，使其升高到320V～350V，升压时采用两组升压电路：一级升压电路（403）和二级升压电路（402）；其中，若充电参数显示装置（30）输出的直流电电压大于90 V时，一级升压电路不工作，直流电电压直接接入二级升压电路，二级升压电路将直流电电压升至320V~350 V；若充电参数显示装置（30）输出的直流电电压大小为6V ~90V时，充电参数显示装置（30）输出的直流电电压由一级升压电路升压后，再接入二级升压电路进行二次升压；

步骤2）然后将二级升压电路（402）的输出端通过变压器耦合连接输出控制电路（401），所述输出控制电路（401）通过光电耦合器反馈连接二级升压电路（402），通过控制光电耦合器输入端电压的大小来改变二级升压电路（402）中集成芯片输出脉冲的占空比，以此来控制所述二级升压电路（402）输出恒定电压；通过设置二级升压电路中的可调电阻阻值控制升压电路的输出功率；

步骤3）最后输出控制电路（401）的输出端与全桥整流电路（10）的输出端并联后连接被测大功率充电机的输入端，经过升压电路（40）升压后的直流电循环流入被测大功率充电机。