CN105932891A - 一种节能型电子负载模拟器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能型电子负载模拟器，包括输入电源、Cuk升降压开关电路和能量回馈电路；所述Cuk升降压开关电路包括一级电路、二级电路和三级电路，所述一级电路包括第一电感器和第一增强型MOS场效应管，所述第一电感器和所述第一增强型MOS场效应管自所述输入电源的正极至负极依次串联；所述二级电路包括第一储能电容、第二增强型MOS场效应管和整流二极管，所述第一储能电容、所述第二增强型MOS场效应管和所述整流二极管自所述第一增强型MOS场效应管的正极至负极依次串联；所述三级电路包括第二电感器，所述第二电感器和所述能量回馈电路自所述整流二极管的正极至负极依次串联。本发明输入和输出电流连续、脉动较小。

Description

一种节能型电子负载模拟器
技术领域
本发明涉及新能源电力系统负载模拟技术领域，特别是一种节能型电子负载模拟器。
背景技术
传统的负载模拟器主要采用机械式模拟真实负载来测试特定模式下电源能量的消耗，从而测试各种电源的出厂性能和可靠性，机械式模拟真实负载通常由功率电阻或者滑动变阻器与电感和电容组合模拟给定负载；由于传统的负载模拟器自动化程度较低，因此存在诸多不足：如功率电阻不能实现负载大小的无极调整，且随着电阻温度的升高会造成模拟负载产生偏差，从而影响模拟测试结果的准确性；其次传统的负载模拟器通常只适用于模拟静态负载，由于其改变模拟负载值的速度较慢，难以满足工作模式或指令负载值随时间变化的负载模拟要求；另外传统的负载模拟器的模拟形式单一，通常无法模拟非线性负载，而由于实际电力系统中常常包括多种非线性负载，即含有电流与电压不呈线性关系的谐波电流，因此传统的负载模拟器难以胜任电力系统的负载模拟测试。
电子负载模拟器是目前较为常用的技术方案，其原理是根据被测电源的输入电压和实际需要的模拟负载量，调整输入电流从而实现能量消耗的模拟。电子负载模拟器具有体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小和功率转换效率高的优点，能够适用于电力系统的负载模拟测试。现有技术中的直流电子负载模拟器存在输入和输出电流不连续、脉动较大的缺点，因此不利于对输入和输出电流进行滤波处理。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种节能型电子负载模拟器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种节能型电子负载模拟器，包括输入电源、Cuk升降压开关电路和能量回馈电路；所述Cuk升降压开关电路包括设置在所述输入电源正负极之间的一级电路，所述一级电路包括第一电感器和第一增强型MOS场效应管，所述第一电感器和所述第一增强型MOS场效应管自所述输入电源的正极至负极依次串联；所述Cuk升降压开关电路还包括与所述第一增强型MOS场效应管并联的二级电路，所述二级电路包括第一储能电容、第二增强型MOS场效应管和整流二极管，所述第一储能电容、所述第二增强型MOS场效应管和所述整流二极管自所述第一增强型MOS场效应管的正极至负极依次串联；所述Cuk升降压开关电路还包括与所述整流二极管并联的三级电路，所述三级电路包括第二电感器，所述第二电感器和所述能量回馈电路自所述整流二极管的正极至负极依次串联。
作为上述技术方案的进一步改进，所述二级电路还包括抗干扰电容和续流二极管，所述抗干扰电容和所述续流二极管相互并联后与所述第二增强型MOS场效应管并联。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一增强型MOS场效应管和所述第二增强型MOS场效应管均为N沟道增强型MOS场效应管。
作为上述技术方案的进一步改进，所述能量回馈电路包括交流电网和单相全桥逆变电路。
作为上述技术方案的进一步改进，所述单相全桥逆变电路包括四组单相逆变支路，每组所述单相逆变支路包括一个IGBT场效应管和一个单相二极管，每组所述单相逆变支路中的所述IGBT场效应管和所述单相二极管相互串联。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种节能型电子负载模拟器，具有体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小和功率转换效率高的优点；且输入和输出电流连续、脉动较小，有利于对输入和输出电流进行滤波处理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所述的一种节能型电子负载模拟器的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，图1是本发明一个具体实施例的结构示意图。
如图1所示，一种节能型电子负载模拟器，包括输入电源U、Cuk升降压开关电路和能量回馈电路；所述Cuk升降压开关电路包括设置在所述输入电源U正负极之间的一级电路，所述一级电路包括第一电感器L1和第一增强型MOS场效应管T1，所述第一电感器L1和所述第一增强型MOS场效应管T1自所述输入电源U的正极至负极依次串联；所述Cuk升降压开关电路还包括与所述第一增强型MOS场效应管T1并联的二级电路，所述二级电路包括第一储能电容C1、第二增强型MOS场效应管T2和整流二极管D1，所述第一储能电容C1、所述第二增强型MOS场效应管T2和所述整流二极管D1自所述第一增强型MOS场效应管T1的正极至负极依次串联；所述Cuk升降压开关电路还包括与所述整流二极管D1并联的三级电路，所述三级电路包括第二电感器L2，所述第二电感器L2和所述能量回馈电路自所述整流二极管D1的正极至负极依次串联。
具体地，所述二级电路还包括抗干扰电容C2和续流二极管D2，所述抗干扰电容C2和所述续流二极管D2相互并联后与所述第二增强型MOS场效应管T2并联。所述第一增强型MOS场效应管T1和所述第二增强型MOS场效应管T2均为N沟道增强型MOS场效应管。
进一步地，所述能量回馈电路包括交流电网G和单相全桥逆变电路。所述单相全桥逆变电路包括四组单相逆变支路，每组所述单相逆变支路包括一个IGBT场效应管T3和一个单相二极管D3，每组所述单相逆变支路中的所述IGBT场效应管T3和所述单相二极管D3相互串联。
上述一种节能型电子负载模拟器能够实现输入电流和输出电流的分别独立控制，并且可以提供正弦输出电流输入至交流电网G中，且可以在无其他辅助的条件下实现开关管的软关断。具有体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小和功率转换效率高的优点；且输入和输出电流连续、脉动较小，有利于对输入和输出电流进行滤波处理。
以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种节能型电子负载模拟器，其特征在于：包括输入电源、Cuk升降压开关电路和能量回馈电路；所述Cuk升降压开关电路包括设置在所述输入电源正负极之间的一级电路，所述一级电路包括第一电感器和第一增强型MOS场效应管，所述第一电感器和所述第一增强型MOS场效应管自所述输入电源的正极至负极依次串联；所述Cuk升降压开关电路还包括与所述第一增强型MOS场效应管并联的二级电路，所述二级电路包括第一储能电容、第二增强型MOS场效应管和整流二极管，所述第一储能电容、所述第二增强型MOS场效应管和所述整流二极管自所述第一增强型MOS场效应管的正极至负极依次串联；所述Cuk升降压开关电路还包括与所述整流二极管并联的三级电路，所述三级电路包括第二电感器，所述第二电感器和所述能量回馈电路自所述整流二极管的正极至负极依次串联。
2.根据权利要求1所述的一种节能型电子负载模拟器，其特征在于：所述二级电路还包括抗干扰电容和续流二极管，所述抗干扰电容和所述续流二极管相互并联后与所述第二增强型MOS场效应管并联。
3.根据权利要求2所述的一种节能型电子负载模拟器，其特征在于：所述第一增强型MOS场效应管和所述第二增强型MOS场效应管均为N沟道增强型MOS场效应管。
4.根据权利要求1所述的一种节能型电子负载模拟器，其特征在于：所述能量回馈电路包括交流电网和单相全桥逆变电路。
5.根据权利要求4所述的一种节能型电子负载模拟器，其特征在于：所述单相全桥逆变电路包括四组单相逆变支路，每组所述单相逆变支路包括一个IGBT场效应管和一个单相二极管，每组所述单相逆变支路中的所述IGBT场效应管和所述单相二极管相互串联。
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