CN201616680U - 能量回馈电网式节能直流电子负载 - Google Patents
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Abstract
一种能量回馈电网式节能直流电子负载，由高频隔离单元、逆变单元、输入滤波电路、输出滤波电路、以及DSP芯片控制单元组成，还包括控制器，其中，所述控制器通过隔离驱动和所述高频隔离单元相连接，所述的高频隔离单元采用高频DC-AC-DC隔离电路，并由所述控制器进行控制。控制器可是SG3525，其内置运算放大器组成PI控制电路对该级电路的输出电压进行闭环控制。所述的输入滤波电路由L1-C1滤波电路和L2-C2直流侧二次谐波电流滤波支路组成。所述的输出滤波电路为L3-C4组成的低通滤波。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子负载的主回路结构形式，尤其涉及能量回馈电网式节能直流电子负载。
背景技术
在能源危机加深、各国注重排污减排的今天，节能环保产品已经引起世界各国的广泛关注。传统电力电子产品的老化主要使用假负载耗能，这样使用的缺陷主要是将用于检测的电能完全消耗掉，造成大量的能源浪费。
发明内容
本实用新型提供一种能将电源老化系统、蓄电池组的放电测试80％以上的电能以正弦波方式返回电网，且无谐波污染，从而为企业节约大量电费支出，降低老化测试生产成本，是革命性的绿色电源。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种能量回馈电网式节能直流电子负载，由高频隔离单元、逆变单元、输入滤波电路、输出滤波电路、以及DSP芯片控制单元组成，其特征在于：还包括控制器，其中，所述控制器通过隔离驱动和所述高频隔离单元相连接，所述的高频隔离单元采用高频DC-AC-DC隔离电路，并由所述控制器进行控制。
所述控制器可是SG3525，其内置运算放大器组成PI控制电路对该级电路的输出电压进行闭环控制。
所述的高频DC-AC-DC隔离电路由全桥逆变电路、高频隔离变压器TR、全桥整流电路以及SG3525控制芯片组成。
所述的逆变单元采用DC-AC电路，由DSP芯片进行控制。
所述的逆变单元的电路由隔离驱动电路和H逆变桥组成。
所述的输入滤波电路由L1-C1滤波电路和L2-C2直流侧二次谐波电流滤波支路组成。
所述的输出滤波电路为L3-C4组成的低通滤波。
所述的DSP芯片控制单元测试电源经过电流霍尔CT1连接输入滤波电路，输出滤波电路经电流霍尔CT2和电网连接，CT1测量的测试电源放电电流信号、电压霍尔CV1测量的测试电源电压信号、CT2测量的并网电流信号和电压霍尔CV2测量的并网电压信号经DSP的AD单元转换为数字量，DSP芯片的PWM电路产生PWM信号经隔离驱动电路驱动逆变电路的4个功率管。
本实用新型使用高频隔离变压器取代工频变压器，以减小了整机体积和重量，降低了生产成本。使用时只需接入输出电压在设备额定范围内的电源设备，方便可靠。该能量回馈电网式节能直流电子负载整机效率高，可靠性强。
附图说明
图1为本实用新型的电路控制图。
具体实施方式
如图1所示，一种能量回馈电网式节能直流电子负载，由高频隔离单元、逆变单元、输入滤波电路、输出滤波电路、以及DSP芯片控制单元组成，还包括控制器，其中控制器通过隔离驱动和高频隔离单元相连接，所述的高频隔离单元采用高频DC-AC-DC隔离电路，采用全桥逆变电路、高频隔离变压器TR、全桥整流电路以及SG3525控制芯片组成。逆变电路采用隔离驱动电路和H桥全桥逆变，SPWM控制方式为单极倍频控制方式。所述控制器可是SG3525，其内置运算放大器组成PI控制电路对该级电路的输出电压进行闭环控制。
输入滤波电路由L1-C1滤波电路和L2-C2直流侧二次谐波电流滤波支路组成。L1-C1滤波电路主要作用是滤波以及储存电路的无功分量，L2-C2为直流侧二次谐波电流滤波支路使测试电源放电电流更加平滑。
输出滤波电路为L3-C4组成的低通滤波，截止频率为开关频率的1/10，有效滤除高次开关谐波。
DSP芯片控制单元是以32位DSP微处理器为核心，测试电源经过电流霍尔CT1连接输入滤波电路，输出滤波电路经电流霍尔CT2和电网连接，CT1测量的测试电源放电电流信号、电压霍尔CV1测量的测试电源电压信号、CT2测量的并网电流信号和电压霍尔CV2测量的并网电压信号经DSP的AD单元转换为数字量，DSP芯片的PWM电路产生PWM信号经隔离驱动电路驱动逆变电路的4个功率管。
根据恒电流、恒电阻和恒功率工作模式的选择和检测到的测试电源电压计算放电电流参考值：选择恒电流模式，则用户设置的恒电流值为放电电流参考值；选择恒电阻模式，则放电电流参考值为Vin/R，R为用户设置的恒电阻值；选择恒功率模式，则放电电流参考值为P/Vin，P为用户设置的恒功率值。放电电流参考值与实时实际放电电流值的差值进行PI调节，得到iacref *，与电网同步信号相位的正弦值相乘得实时并网电流参考值iacref，与实时实际并网电流值的差值进行P调节，然后加上实时电网电压值以实现电网电压的前馈控制，获得逆变器实时输出电压值Vo，根据Vo计算PWM电路产生的PWM信号占空比。检测到的Vin、Iin、Iac送入AD单元经转换后除用于控制外还送入保护单元进行过欠压保护和过流保护。
能量回馈电网式节能直流电子负载根据检测到的并网电流和并网电压信号，通过控制逆变电路实现并网电流正弦化及并网的单位功率因数，并根据检测到的测试电源电压和放电电流信号，通过控制并网电流的大小控制测试电源放电电流的大小，进而实现测试电源的恒电流、恒功率和恒电阻放电。同时高精度，高可靠性的微处理芯片保证了控制精度。高频隔离电路采用了高频隔离的两级逆变拓扑结构，增加了系统抗负载冲击能力的同时，提高了系统的输出电压稳定度，保证了系统足够的安全性。
Claims (8)
1.一种能量回馈电网式节能直流电子负载，由高频隔离单元、逆变单元、输入滤波电路、输出滤波电路、以及DSP芯片控制单元组成，其特征在于：还包括控制器，其中，所述控制器通过隔离驱动和所述高频隔离单元相连接，所述的高频隔离单元采用高频DC-AC-DC隔离电路，并由所述控制器进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种能量回馈电网式节能直流电子负载，其特征在于，所述控制器可是SG3525，其内置运算放大器组成PI控制电路对该级电路的输出电压进行闭环控制。
3.根据权利要求1所述的能量回馈电网式节能直流电子负载，其特征在于：所述的高频DC-AC-DC隔离电路由全桥逆变电路、高频隔离变压器TR、全桥整流电路以及SG3525控制芯片组成。
4.根据权利要求1所述的能量回馈电网式节能直流电子负载，其特征在于：所述的逆变单元采用DC-AC电路，由DSP芯片进行控制。
5.根据权利要求1或4所述的能量回馈电网式节能直流电子负载，其特征在于：所述的逆变单元的电路由隔离驱动电路和H逆变桥组成。
6.根据权利要求1所述的能量回馈电网式节能直流电子负载，其特征在于：所述的输入滤波电路由L1-C1滤波电路和L2-C2直流侧二次谐波电流滤波支路组成。
7.根据权利要求1所述的能量回馈电网式节能直流电子负载，其特征在于：所述的输出滤波电路为L3-C4组成的低通滤波。
8.根据权利要求1所述的能量回馈电网式节能直流电子负载，其特征在于：所述的DSP芯片控制单元测试电源经过电流霍尔CT1连接输入滤波电路，输出滤波电路经电流霍尔CT2和电网连接，CT1测量的测试电源放电电流信号、电压霍尔CV1测量的测试电源电压信号、CT2测量的并网电流信号和电压霍尔CV2测量的并网电压信号经DSP的AD单元转换为数字量，DSP芯片的PWM电路产生PWM信号经隔离驱动电路驱动逆变电路的4个功率管。
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