CN203688682U - 一种逆变器老化用节能电子负载 - Google Patents

一种逆变器老化用节能电子负载 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种逆变器老化用节能电子负载，节能电子负载的输入端连接被老化逆变器的输出端，输出端没有回馈到市电，而是直接连接直流电源的输出端；直流电源的输出端连接被老化逆变器的输入端；所述节能电子负载包括EMC滤波单元、PFC单元和DC/DC控制单元。其有益效果在于，将原有节能电子负载的并网逆变控制单元改为了DC/DC控制单元，其输出的电流没有回馈到电网，而是回馈到直流电源的输出端，使直流电源的输出功率降低为以前的20%左右，即直流电源的使用数量仅为以前的20%；还解决了电网补偿电流Iin波形畸变大的问题。

Description

一种逆变器老化用节能电子负载
技术领域
  本实用新型涉及老化设备领域，尤其涉及直流输入交流输出的逆变器（即DC-AC逆变器），如车载逆变器、太阳能逆变器、变频器等老化用的节能电子负载。
背景技术
  传统的DC-AC逆变器老化方法是利用大功率电阻作模拟负载进行烧机老化，电能浪费巨大。近年，已出现一些新的节能电子负载，其结构如图1所示。图中，虚线部分为节能电子负载，其包括两个部分:PFC单元、并网电流控制单元。PFC单元将被老化逆变器输出的交流电变换成高压的直流电，同时控制其输入电流或者逆变器的输出功率。并网电流控制单元将高压直流电变成交流电，回馈到电网中，达到节能的目的，该控制单元通过控制其输出电流以保证并网电流和电网电压同相。
上面提到的节能电子负载虽然实现了能量的循环利用，但是仍存在以下两个缺点：
（1） 无法减少直流电源的输出功率，其直流电源的输出功率与采用大功率电阻负载一样，造成了直流电源的巨大浪费。
（2）电网补偿电流Iin的波形畸变较大，因为该节能电子负载虽然具有PFC的功能，但是不能保证并网电流与电网电压100%同频同相，即不能保证其PF值为1。同理直流电源的输入部分的PF值也无法达到1，故Ircy与Iture存在相位差，从而导致Iin（Iin=Iture-Ircy）电流波形畸变。试验证明：即使节能电子负载与直流电源的PF值都达到0.99，电网补偿部分的PF值也难以达到0.9以上。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对现有节能电子负载的不足，提供一种新型的节能电子负载。
为实现该技术目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种逆变器老化用节能电子负载，节能电子负载的输入端连接被老化逆变器的输出端，输出端没有回馈到市电，而是直接连接直流电源的输出端；直流电源的输出端连接被老化逆变器的输入端；所述节能电子负载包括EMC滤波单元、PFC单元和DC/DC控制单元，EMC滤波单元输入端连接被老化逆变器的输出端，输出端连接PFC单元的输入端；PFC单元的输出端连接DC/DC控制单元的输入端，DC/DC控制单元的输出端连接直流电源的输出端。
优选的，还包括控制PFC单元和DC/DC控制单元的控制单元，以及为控制单元供电的辅助电源。
优选的，所述PFC单元包括整流单元和升压单元，整流单元的输入端连接EMC滤波单元的输出端，整流单元的输出端连接升压单元的输入端，升压单元的输入端连接DC/DC控制单元的输入端。
优选的，所述DC/DC控制单元包括一全桥电路。
本实用新型的有益效果在于，将原有节能电子负载的并网逆变控制单元改为了DC/DC控制单元，其输出的电流没有回馈到电网，而是回馈到直流电源的输出端，使直流电源的输出功率降低为以前的20%左右，即直流电源的使用数量仅为以前的20%；还解决了电网补偿电流Iin波形畸变大的问题。
附图说明
图1为现有技术逆变器老化系统的电路原理图。
图2为本实用新型逆变器老化系统的电路原理图。
图3为本实用新型节能电子负载的原理简图。
图4为本实用新型节能电子负载EMC滤波单元的电路结构图。
图5为本实用新型节能电子负载PFC单元的电路结构图。
图6为本实用新型节能电子负载DC/DC控制单元的电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
参见图2至图6，逆变器老化用节能电子负载，节能电子负载1的输入端连接被老化逆变器2的输出端，输出端连接直流电源3的输出端；直流电源的输出端连接被老化逆变器的输入端，直流电源的输入端直接接至电网；所述节能电子负载包括EMC滤波单元4、PFC单元5和DC/DC控制单元6，EMC滤波单元输入端连接被老化逆变器的输出端，输出端连接PFC单元的输入端；PFC单元的输出端连接DC/DC控制单元的输入端，DC/DC控制单元的输出端连接直流电源的输出端。还包括控制PFC单元和DC/DC控制单元的控制单元7，以及为控制单元供电的辅助电源8。
图2中，粗实线部分为电流的流动方向，细实线为信号的控制方向。
EMC单元由电感L1、L2、电容C1、C2、C3等元器件构成普通滤波电路。其主要作用为滤除被老化逆变器输出交流电在传输过程中产生的杂讯，并防止整个老化系统产生干扰。
PFC单元包括整流单元和升压单元，整流单元的输入端连接EMC滤波单元的输出端，整流单元的输出端连接升压单元的输入端，升压单元的输入端连接DC/DC控制单元的输入端。整流单元其构成包括由整流桥B1与电容C4所构成的整流电路。其目的是将被老化逆变器输出的交流电转换为直流电。升压单元是由功率管Q1、二极管D1、电感L3、电容等元器件构成，将整流电路输送来的直流电转换为400V左右的直流电。被老化逆变器的输出为110V左右或220V左右的交流电，PFC单元将被老化逆变器输出的交流电转换为400V左右的直流电，以便后级的DC/DC控制单元使用；同时PFC单元还具备功率因数校正功能，即PFC需实现下面两个功能：（1）保证PFC单元的输入电流与输入电压同频同相，即被老化逆变器的输出电流与输出电压同频同相；（2）PFC单元的输入电流与输入电压的波形相同。
所述DC/DC控制单元是由开关功率管Q2、Q3、Q4、Q5、二极管D2、D3、D4、D5、电容C6、C7、电感L4，变压器T1构成的一个全桥电路，用于将400V直流电转换为与直流电源输出电压相同的电压，C6用于防止变压器T1由于磁偏而饱和。 
本实用新型在工作时，直流电源由电网供电，输出直流电Iin到被老化的逆变器，逆变器将直流电转变为交流电，而后输送至EMC单元过滤杂波，再通过PFC单元转化成400V左右的直流电，再通过DC/DC控制单元将直流电电压转换为与直流电源的输出电压相同，返回的电流Ircy与Iin一起，构成输送至被老化逆变器的总电流Iture。由于Iin= Iture-Ircy，Ircy等于Iture 的80%左右，故Iin仅为Iture的20%左右，因此直流电源的使用量只需以前的20%左右。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种逆变器老化用节能电子负载，节能电子负载的输入端连接被老化逆变器的输出端，输出端没有回馈到市电，而是直接连接直流电源的输出端；直流电源的输出端连接被老化逆变器的输入端；其特征在于，所述节能电子负载包括EMC滤波单元、PFC单元和DC/DC控制单元，EMC滤波单元输入端连接被老化逆变器的输出端，连接PFC单元的输入端；PFC单元的输出端连接DC/DC控制单元的输入端，DC/DC控制单元的输出端连接直流电源的输出端。
2.如权利要求1所述的逆变器老化用节能电子负载，其特征在于，还包括控制PFC单元和DC/DC控制单元的控制单元，以及为控制单元供电的辅助电源。
3.如权利要求1所述的逆变器老化用节能电子负载，其特征在于，所述PFC单元包括整流单元和升压单元，整流单元的输入端连接EMC滤波单元的输出端，整流单元的输出端连接升压单元的输入端，升压单元的输入端连接DC/DC控制单元的输入端。
4.如权利要求1所述的逆变器老化用节能电子负载，其特征在于，所述DC/DC控制单元包括全桥电路。
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