CN107271738A - 一种超速电子负载系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超速电子负载系统，包括：人机交互界面、控制系统、电阻选配模块、采样电路、输出端口；其中，所述电阻选配模块是由电阻网络和电子开关组成，电阻选配模块将电阻值分成不同的几个值段，各阻值段内部是由多个不同电阻值与电子开关通过并联、串联相混合的方式进行电阻值的选配而形成电阻网路，各阻值段的输出端通过继电器开关将电阻值输出到电子负载的输出端口；其中，所述人机交互界面与控制系统相连接，并且相互之间传输数据，所述控制系统的输出端与电阻选配模块相连接，用于控制电阻选配模块中的电阻的选配。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种电子负载系统。
背景技术
负载是电源检测的必备设备，用以检测电源的带载能力，响应时间，电源质量等各项指标。在要求不高的应用场合，以被动元件和机械开关组成电阻箱作为负载，功能简单，价格低廉。在高精密应用场合，大多以电子负载作为电源的检测负载，电子负载具有精度高，负载电流或者电压连续可调，功能完整等特点，相对价格也比较高昂，响应时间一般为毫秒级，大多应用于直流电源和中频以下电源的能测试。
针对当前的特种电源，例如脉冲电源、高频电源、谐振电源等，他们有个共同特点，即频率很高，尤其方波输出的电源，具有丰富的高频谐波。常规的电阻箱和电子负载已经无法满足要求。主要原因在于电阻箱的机械开关切换速度慢，在高频电流下触点烧结，而传统的电子负载的响应速度慢，约2.5A/uS，无脉冲功能，无法满足现有本项所需的600A/uS电流相应速度及150nS负载切换速度要求。所以如何提升电子负载的速度已成为目前关键性问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种超速电子负载系统，该系统中采用数字化电阻网络对电阻值进行选配，控制系统采用DSP+FPGA的控制形式，同时采用了高速SIC MOSFIT作为主脉冲功率管、有效的提升了电子负载的响应速度。
一种超速电子负载系统，包括：人机交互界面、控制系统、电阻选配模块、采样电路、输出端口；其中，所述电阻选配模块是由电阻网络和电子开关组成，电阻选配模块将电阻值分成不同的几个值段，各阻值段内部是由多个不同电阻值与电子开关通过并联、串联相混合的方式进行电阻值的选配而形成电阻网路，各阻值段的输出端通过继电器开关将电阻值输出到电子负载的输出端口；其中，所述人机交互界面与控制系统相连接，并且相互之间传输数据，所述控制系统的输出端与电阻选配模块相连接，用于控制电阻选配模块中的电阻的选配。
优选的是，所述电阻网络通过继电器开关与采样电路、电子负载的输出端相并联，继电器开关状态是由控制系统输出控制信号进行控制的。
优选的是，所述采样电路用于采集电阻负载两端的电压及流过的电流值，并将采集到的数据传送给控制系统，然后由控制系统将数据送给人机交互界面进行显示。
优选的是，所述控制系统采用DSP+FPGA进行控制，并且采用光耦隔离驱动对电子开关进行驱动控制。
优选的是，所述电子开关采用高速SIC MOSFIT作为主脉冲功率管。
系统的控制过程如下：
当人机交互界面设置一个电阻值时，控制系统会根据人机交互界面的需求对电阻选配模块中的电子开关发出控制信号，在电阻网络中对电阻值进行选配，通过控制电子开关的导通及关断，将电阻进行串并联组合，最终组合出所需的电阻，选配结束后，当选择人机交互界面的LOAD将该电阻值加载时，此时控制系统会给继电器开关发出关断信号，使选配好的电阻值进行输出，同时采样电路会采集电子负载的电压和电流值，并将该信息传送给控制系统，控制系统将该数据上传给人机交互界面进行实时显示。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
1)系统中电阻选配模块采用了数字化电阻网络，所采用的电阻为高精度无感电阻，有效的减小了回路中的杂散电感，电流响应速度快。
2)主脉冲功率管采用高速SIC MOSFIT，开关速度快，开关动作完成周期为纳秒级。
3)数字化控制，精度高，速度快。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。其中，
图1为本发明专利电子负载系统框图；
图2为本发明专利电子负载电阻选配模块图；
图3为本发明专利电子负载控制流程图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
图1为本发明专利电子负载系统框图。如图所示，一种超速电子负载系统，主要包括人机交互界面、控制系统、电阻选配模块、采样电路、输出端口。所述人机交互界面与控制系统相连接，并且相互之间传输数据，所述控制系统的输出端与电阻选配模块相连接，用于控制电阻选配模块中的电阻的选配，所述子网络通过继电器开关与采样电路、电子负载的输出端相并联，继电器开关状态是由控制系统输出控制信号进行控制的，所述采样电路用于采集电阻负载两端的电压及流过的电流值，并将采集到的数据传送给控制系统，然后由控制系统将数据送给人机交互界面进行显示。
图2为本发明专利电子负载电阻选配模块图。如图所示，电阻选配模块是由电阻网络和电子开关组成，该选配模块将电阻值分成不同的几个阻值段，各阻值段内部是由多个不同电阻值与电子开关通过并联、串联相混合连接的方式进行电阻值的选配，最后各阻值段的输出端通过继电器开关将电阻值输出到电子负载的输出端口。
图3为本发明专利电子负载控制流程图。如图所示，首先人机交互界面发出电阻值的信息给控制系统，控制系统接收到信息后，根据电阻值向电阻选配模块的电子开关发出一组驱动信号，来控制电阻选配模块中各电子开关管的开关状态，从而也就确定了电阻选配模块中各电阻之间的串并联关系，当人机交互界面发出要加载该电阻值的信息，控制系统会向继电器发出控制信号，控制继电器吸合，将选配好的电阻进行输出。同时采样电路会采集电子负载的电压和电流值，并将该信息传送给控制系统，控制系统将该数据上传给人机交互界面进行实时显示。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种超速电子负载系统，其特征在于，包括：人机交互界面、控制系统、电阻选配模块、采样电路、输出端口；其中，所述电阻选配模块是由电阻网络和电子开关组成，电阻选配模块将电阻值分成不同的几个值段，各阻值段内部是由多个不同电阻值与电子开关通过并联、串联相混合的方式进行电阻值的选配而形成电阻网路，各阻值段的输出端通过继电器开关将电阻值输出到电子负载的输出端口；其中，所述人机交互界面与控制系统相连接，并且相互之间传输数据，所述控制系统的输出端与电阻选配模块相连接，用于控制电阻选配模块中的电阻的选配。
2.根据权利要求1所述的超速电子负载系统，其特征在于，所述电阻网络通过继电器开关与采样电路、电子负载的输出端相并联，继电器开关状态是由控制系统输出控制信号进行控制的。
3.根据权利要求1所述的超速电子负载系统，其特征在于，所述采样电路用于采集电阻负载两端的电压及流过的电流值，并将采集到的数据传送给控制系统，然后由控制系统将数据送给人机交互界面进行显示。
4.根据权利要求1所述的超速电子负载系统，其特征在于，所述控制系统采用DSP+FPGA进行控制，并且采用光耦隔离驱动对电子开关进行驱动控制。
5.根据权利要求1所述的超速电子负载系统，其特征在于，所述电子开关采用高速SICMOSFIT作为主脉冲功率管。
6.根据权利要求1所述的超速电子负载系统，其特征在于，所述电子负载系统进一步用于读取人机交互界面设置的一个电阻值，根据人机交互界面的需求对电阻选配模块中的电子开关发出控制信号，在电阻网络中对电阻值进行选配，通过控制电子开关的导通及关断，将电阻进行串并联组合，最终组合出所需的电阻，选配结束后，当选择人机交互界面的LOAD将该电阻值加载时，此时控制系统会给继电器开关发出关断信号，使选配好的电阻值进行输出，同时采样电路会采集电子负载的电压和电流值，并将该信息传送给控制系统，控制系统将该数据上传给人机交互界面进行实时显示。
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