CN106019174A - 一种电力电子变压器dc-dc功率模块的测试电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力电子变压器DC‑DC功率模块的测试电路及方法，属于电力电子测试技术领域，其中测试电路包括直流电源，第一待测DC‑DC模块，第二待测DC‑DC模块。所述直流电源提供待测模块需要的直流电；所述第一待测DC‑DC模块、第二待测DC‑DC模块和直流线路连接成环路。这种测试电路结构简单、容易实现，能大大降低测试的耗能问题，节约变压器DC‑DC功率模块的测试成本。本发明还公开一种电力电子变压器DC‑DC功率模块的测试方法。

Description

一种电力电子变压器DC-DC功率模块的测试电路及方法

技术领域

本发明涉及用于大容量电力电子变压器功率模块测试的测试方案，属于电力电子测试技术领域。

背景技术

直流配电网间的互联应用日益广泛，为了实现电网间的隔离和能量的双向流动，电力电子变压器成为连接不同直流电网的必需设备。当今，随着电力电子元件制造技术的不断进步，电力电子开关器件的电压、电流等级不断提升，构成的电力电子变压器的功率模块电压等级和容量也越来越大，其高频隔离DC-DC功率模块在电网中的结构如图1所示，其高压侧和低压侧的全控型器件拓扑结构对称，输入的直流高压被若干个模块分压，每个模块独立工作，其工作原理是采用H桥将直流电压转化为交流脉冲，然后通过变压器将信号传递到二次侧。

采用传统的电子负载或电阻负载的方法测试DC-DC功率模块，将造成耗能大的问题，电子负载法或电阻负载法的测试电路如图2所示，主要是利用电子负载或电阻负载作为测试功率模块的负载，由直流源直接给DC-DC模块供电。电力电子变压器单体功率模块的容量从几十kw发展到几百甚至上Mw，其消耗的能量非常大。

如果采用此种方法，单体的电力电子模块测试所需要的电量高达几百甚至数千度电，考虑到电力电子变压器内部的模块数量很多，则会大大的提高系统制造成本。因此，需要一种低损耗的功率模块测试方法，本发明正是基于此，发明了一种耗能低、节约测试成本、尤其适用于大容量功率模块测试的测试电路。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力电子变压器DC-DC功率模块的测试电路及测试方法，用于解决现有测试方法耗能高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的电力电子变压器DC-DC功率模块的测试电路，该测试电路包括：直流电源，第一待测DC-DC模块，第二待测DC-DC模块；所述第一待测DC-DC模块、第一直流线路、第二待测DC-DC模块与第二直流线路依次首尾连接形成环路；所述第一直流线路为受第一、第二待测DC-DC模块控制的受控线路，所述直流电源供电连接第二直流线路。

所述直流电源包括交流源和整流桥，整流桥的输出端连接第二直流线路。

所述整流桥为不控整流桥。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种电力电子变压器DC-DC功率模块的测试方法，包括以下步骤：

1)调节所述第一待测DC-DC模块输入端和输出端的全控型器件，使第一待测DC-DC模块工作在定电压控制模式；

2)调节所述第二待测DC-DC模块输入端和输出端的全控型器件，使所述第二待测DC-DC模块工作在定电流控制模式；并控制在第一直流线路上流通的信号。

所述直流电源包括交流源和整流桥，整流桥的输出端连接第二直流线路。

所述整流桥为不控整流桥。

本发明的有益效果是：本发明提出的测试电路，不需要电阻作为负载，第一待测DC-DC模块工作在定电压控制模式，第二待测DC-DC模块工作在定电流控制模式，电源只需提供很少的线路损耗，所述第一待测DC-DC模块和第二待测DC-DC模块之间就能形成直流环流，这种自循环网络结构简单，容易实现，控制灵活，并能大大降低测试的耗能问题，节约测试成本。

附图说明

图1是电力电子变压器DC-DC功率模块的结构原理图；

图2是电子或电阻负载法测试电路的结构原理图；

图3是本发明测试电路的结构原理图；

图4是本发明工作模式的控制原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

本发明的电力电子功率模块测试电路如图3所示，包括直流电源，第一待测DC-DC模块1，第二待测DC-DC模块2。直流电源包括交流源5和一个整流桥电路6，向测试电路提供直流电。整流桥的输出端连接第二直流线路4，且该整流桥为不控整流桥，利用其中二极管的单向导通特性，能阻止能量反流到交流源，如交流电网。

第一待测DC-DC模块1、第一直流线路3、第二待测DC-DC模块2与第二直流线路4依次首尾连接形成环路，直流电源供电连接第二直流线路4，且第二直流线路4为不控线路，而第一直流线路3为受第一待测DC-DC模块1、第二待测DC-DC模块2控制的受控线路。

在进行测试时，如变压器的满载老化测试，需要上述环路传输一定的功率，因此，需要第一待测DC-DC模块1工作在定电压控制模式，第二待测DC-DC模块2工作在定电流(或定功率)控制模式，具体控制方法包括：

控制第一待测DC-DC模块1开环运行，使第一待测DC-DC模块1输入端电压和输出端电压、输入端电流和输出端功率保持同步，输出一个定电压，进入定电压控制模式。

控制第二待测DC-DC模块2闭环运行，其控制原理如图4所示，通过检测单元检测的输入端电流I^*和参考电流I的偏差，经过PI调节，使第二待测DC-DC模块2输入端和输出端的全控型器件的导通相差一个移相角通过调整移相角，检测第二待测DC-DC模块2输出端的输出功率和电流，使所述第二待测DC-DC模块2工作在定电流控制模式。

上述内容是对定电压控制工作模式、定电流控制工作模式的简要说明。由于定电压控制工作模式和定电流控制工作模式是柔性直流输电领域常用的技术手段，例如应用在直流输电的整流站和逆变站中，故在此不再进行详细的介绍。

Claims (6)

1.一种电力电子变压器DC-DC功率模块的测试电路，其特征在于，该测试电路包括：直流电源，第一待测DC-DC模块(1)，第二待测DC-DC模块；所述第一待测DC-DC模块(1)、第一直流线路(3)、第二待测DC-DC模块(2)与第二直流线路(4)依次首尾连接形成环路；所述第一直流线路(3)为受第一、第二待测DC-DC模块控制(1)、(2)的受控线路，所述直流电源供电连接第二直流线路。

2.根据权利要求1所述的测试电路，其特征在于，所述直流电源包括交流源(5)和整流桥(6)，整流桥(6)的输出端连接第二直流线路(4)。

3.根据权利要求1或2所述的测试电路，其特征在于，所述整流桥(6)为不控整流桥。

4.如权利要求1所述电力电子变压器DC-DC功率模块的测试电路的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)调节所述第一待测DC-DC模块(1)，使其工作在定电压控制模式；

2)调节所述第二待测DC-DC模块(2)，使其工作在定电流控制模式；控制第一直流线路(3)的电压电流。

5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于，所述直流电源包括交流源(5)和整流桥(6)，整流桥(6)的输出端连接第二直流线路(4)。

6.根据权利要求4或5所述的测试方法，其特征在于，所述整流桥(6)为不控整流桥。