CN112467995A - 一种高效节能变频调压回能式电子负载装置 - Google Patents
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Abstract
一种高效节能变频调压回能式电子负载装置，涉及到回能式电子负载装置技术领域。解决现有的回能式电子负载装置产品技术存在的安装、使用不便、可靠性差和生产成本过高等技术不足，包括有：采样电路模块、BOOST升压电路、准谐振推挽电路及微处理器；准谐振推挽电路通过推挽变压器和串联在推挽变压器次级的谐振电感和谐振电容对boost升压电路进行第二级升压，并经整流后输出。改变馈电循环模式，将并网运行改为离网运行，不再将输出电压并入电力电网，从而大大提高了产品的可靠性。取消了输入端调压变压器和输出端隔离变压器，从而降低了产品生产成本。由于运行方式的改变，简化了产品的结构，从而方便了产品的安装、调试和使用。
Description
技术领域
本发明涉及到回能式电子负载装置技术领域。
背景技术
电子负载是通过控制内部功率（MOSFET）或晶体管的导通量（量占空比大小），依靠功率管的耗散功率消耗电能的设备。它能够准确检测出负载电压，精确调整负载电流，同时可以实现模拟负载短路，模拟负载是感性阻性和容性，容性负载电流上升时间。一般开关电源的调试检测是不可缺少的。
现有回能式电子负载装置产品技术存在的缺陷有：1.安装、使用不便；2.可靠性差；3.生产成本过高等。具体地来说，1.安装、使用不便的原因是因为产品输入、输出端均采用大功率变压器进行调压、隔离，因此使得接线复杂，给安装、使用带来不便。2.可靠性差的原因是因为产品的输出端并入了电力电网，在使用过程中，输出电压的相位和电力电网的相位必须严格同步，否则就会造成产品损坏。3. 生产成本过高的原因是因为产品通过电力电网构成闭环，而输入、输出端的同步及隔离装置的成本约占产品的1/3。
发明内容
综上所述，本发明的目的在于解决现有的回能式电子负载装置产品技术存在的安装、使用不便、可靠性差和生产成本过高等技术不足，而提出一种高效节能变频调压回能式电子负载装置。
为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：
一种高效节能变频调压回能式电子负载装置，其特征在于所述装置包括有：采样电路模块、BOOST升压电路、准谐振推挽电路及微处理器；其中，
采样电路模块，用于对系统的输入电流、电压进行采样，通过微处理器将数据传给上位机；
BOOST升压电路，用于控制开关管导通和关断，通过蓄能电感放电电压与系统的输入电压叠加完成第一级升压，并为准谐振推挽电路提供输入电压；
准谐振推挽电路，通过推挽变压器和串联在推挽变压器次级谐振电感和谐振电容对boost升压电路提供的输入电压进行第二级升压，并经整流后输出；
微处理器，用于通过BOOST控制模块驱动BOOST升压电路的开关管导通和关断，以及通过隔离控制模块驱动准谐振推挽电路的推挽变压器，调节控制准谐振推挽电路第二级升压值。
作为本发明作进一步限定的技术方案包括有：
所述的BOOST控制模块采用TL494型固定频率脉宽调制电路。
所述的微处理器上连接有主板地址分配电路和光电隔离通信电路，微处理器与上位机之间通过主板地址分配电路和光电隔离通信电路组成的通信电路模块进行信号传递。
所述的隔离控制模块同样采用TL494型固定频率脉宽调制电路。
所述的BOOST升压电路包括有电感L1、MOS管Q1、二极管D3和电容C2组成；其中，电感L1与二极管D3串联，MOS管Q1连接在电感L1与二极管D3公共端与地之间，电容C2连接在二极管D3输出端与地之间；在BOOST升压电路输出端上还设有第一级电压采样电路，第一级电压采样电路为BOOST控制模块提供第一级电压反馈信号。
所述的准谐振推挽电路由MOS管Q2、MOS管Q3、推挽变压器T1、谐振电感L2和谐振电容C3构成，MOS管Q2和MOS管Q3分别控制推挽变压器T1的两个初级绕组通断，推挽变压器T1的次级绕组与谐振电感L2和谐振电容C3串联输出。
本发明的有益效果为：1.改变馈电循环模式，将并网运行改为离网运行，不再将输出电压并入电力电网，从而大大提高了产品的可靠性。2.取消了输入端调压变压器和输出端隔离变压器，从而降低了产品生产成本。3.由于运行方式的改变，简化了产品的结构，从而方便了产品的安装、调试和使用。
附图说明
图1为本发明的电路原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和本发明优选的具体实施例对本发明的结构作进一步地说明。
参照图1中所示，本发明公开的一种高效节能变频调压回能式电子负载装置，其特征在于所述装置包括有：采样电路模块、BOOST升压电路、准谐振推挽电路及微处理器。
采样电路模块，用于对系统的输入电流、电压进行采样，通过微处理器将数据传给上位机；本实施例中，采样电路模块具体通过电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4分别对串联的两组输入电源进行输入电压采样。
BOOST升压电路，用于控制开关管导通和关断，通过蓄能电感放电电压与系统的输入电压叠加完成第一级升压，并为准谐振推挽电路提供输入电压；BOOST升压电路的英文名称为“theboostconverter”，或者叫“step-upconverter”，是一种开关直流升压电路，它能够将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电，也称为直流—直流变换器（DC/DCConverter）。通过对电力电子器件的通断控制，将直流电压断续地加到负载上，通过改变占空比改变输出电压平均值。本实施例中的BOOST升压电路具体由电感L1、MOS管Q1、二极管D3和电容C2组成；其中，电感L1与二极管D3串联，MOS管Q1连接在电感L1与二极管D3公共端与地之间，电容C2连接在二极管D3输出端与地之间；在BOOST升压电路输出端上还设有第一级电压采样电路，第一级电压采样电路为BOOST控制模块提供第一级电压反馈信号。工作原理：当MOS管Q1导通电感L1充电过程中，电感L1相当于经电阻R5接地，输入电压流过电感L1，电能转化磁能，此时，二极管D3防止电容C2对地放电；由于输入是直流电，所以电感L1上的电流以一定的比率线性增加，随着电感电流增加，电感里储存了一些能量。当MOS管Q1断开电感L1放电时，由于电感L1的电流保持特性，流经电感L1的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕时的值变为0，由于原来的MOS管Q1已断开，电感L1经二极管D3开始给电容C2充电，电容C2两端电压升高，过程不断重复，就可以在电容C2两端得到高于输入电压的电压，如果电容C2容量足够大，那么在输出端就可以在放电过程中保持一个持续的电流，从而实现第一级升压。
准谐振推挽电路，通过推挽变压器和串联在推挽变压器次级谐振电感和谐振电容对boost升压电路提供的输入电压进行第二级升压，并经整流后输出；所述的准谐振推挽电路具体可以由MOS管Q2、MOS管Q3、推挽变压器T1、谐振电感L2和谐振电容C3构成，MOS管Q2和MOS管Q3分别控制推挽变压器T1的两个初级绕组通断，推挽变压器T1的次级绕组与谐振电感L2和谐振电容C3串联输出。二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电容C4和电容C5构成整流滤波电路。经整流滤波电路输出的高压电源配合单相DC/AC变换装置便构成了一套完整的高效节能变频调压回能式电子负载装置产品。
微处理器，用于通过BOOST控制模块驱动BOOST升压电路的开关管导通和关断，以及通过隔离控制模块驱动准谐振推挽电路的推挽变压器，调节控制准谐振推挽电路第二级升压值。所述的BOOST控制模块采用TL494型固定频率脉宽调制电路。所述的隔离控制模块同样采用TL494型固定频率脉宽调制电路。所述的微处理器上连接有主板地址分配电路和光电隔离通信电路，微处理器与上位机之间通过主板地址分配电路和光电隔离通信电路组成的通信电路模块进行信号传递。
综上所述，本发明采样电路模块对系统的输入电流、电压进行采样，通过通过微处理器将数据传给上位机。通过两级电压调整电路，组成一个完整的DC/DC电压调整系统模块，为后级的单相DC/AC变换装置提供稳定可靠的电能，从而保证系统可靠的开环运行。通信电路模块，负责各个功能模块之间的信号传递，由主板地址分配电路对其它单元进行通信协调，采用光电隔离通信电路保证每个单元完全隔离，独立运行。改变并网馈电方式，由单相DC/AC变换装置提供能源，进行离网馈电循环运行，不再将输出电压并入电力电网。
Claims (6)
1.一种高效节能变频调压回能式电子负载装置，其特征在于所述装置包括有：采样电路模块、BOOST升压电路、准谐振推挽电路及微处理器；其中，
采样电路模块，用于对系统的输入电流、电压进行采样，通过微处理器将数据传给上位机；
BOOST升压电路，用于控制开关管导通和关断，通过蓄能电感放电电压与系统的输入电压叠加完成第一级升压，并为准谐振推挽电路提供输入电压；
准谐振推挽电路，通过推挽变压器和串联在推挽变压器次级谐振电感和谐振电容对boost升压电路提供的输入电压进行第二级升压，并经整流后输出；
微处理器，用于通过BOOST控制模块驱动BOOST升压电路的开关管导通和关断，以及通过隔离控制模块驱动准谐振推挽电路的推挽变压器，调节控制准谐振推挽电路第二级升压值。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能变频调压回能式电子负载装置，其特征在于：所述的BOOST控制模块采用TL494型固定频率脉宽调制电路。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能变频调压回能式电子负载装置，其特征在于：所述的微处理器上连接有主板地址分配电路和光电隔离通信电路，微处理器与上位机之间通过主板地址分配电路和光电隔离通信电路组成的通信电路模块进行信号传递。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能变频调压回能式电子负载装置，其特征在于：所述的隔离控制模块同样采用TL494型固定频率脉宽调制电路。
5.根据权利要求1所述的一种高效节能变频调压回能式电子负载装置，其特征在于：所述的BOOST升压电路包括有电感L1、MOS管Q1、二极管D3和电容C2组成；其中，电感L1与二极管D3串联，MOS管Q1连接在电感L1与二极管D3公共端与地之间，电容C2连接在二极管D3输出端与地之间；在BOOST升压电路输出端上还设有第一级电压采样电路，第一级电压采样电路为BOOST控制模块提供第一级电压反馈信号。
6.根据权利要求1所述的一种高效节能变频调压回能式电子负载装置，其特征在于：所述的准谐振推挽电路由MOS管Q2、MOS管Q3、推挽变压器T1、谐振电感L2和谐振电容C3构成，MOS管Q2和MOS管Q3分别控制推挽变压器T1的两个初级绕组通断，推挽变压器T1的次级绕组与谐振电感L2和谐振电容C3串联输出。
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| CN (1) | CN112467995A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114583928A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-06-03 | 成都复锦功率半导体技术发展有限公司 | 基于自激振荡的电源升压驱动电路 |
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2020
- 2020-12-10 CN CN202011439428.8A patent/CN112467995A/zh active Pending
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