CN205027886U - 一种通用直流－直流电源节能老化系统 - Google Patents

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朱云雷
李华铭
滕传超
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Abstract

本实用新型提供一种通用直流－直流电源节能老化系统，该系统包括一个启动电压源，Ｎ个输出电压之和不超出输入电压范围的待老化电源，一个老化电压源，一个负载，一个第一开关器件，和一个第二开关器件，其特征在于，Ｎ个待老化电源的输入端口并联连接，输出端口串联连接；启动电压源经第一开关器件耦合到Ｎ个待老化电源的输入端口；由Ｎ个待老化电源各自的输出端口串联而形成的总输出电压加在一个负载上并与一个老化电压源串联增压后经上述第二开关器件耦合到Ｎ个待老化电源的输入端口。

Description

一种通用直流－直流电源节能老化系统
技术领域
本实用新型涉及电源老化领域，特别是涉及一种节约能源消耗的电源老化系统。
背景技术
电子类产品在出厂前进行老化运行可以有效的将存在品质缺陷的产品筛选出来，是提高成品可靠性的重要步骤。电源产品是电子类产品中比较容易出现故障的产品，老化运行尤为重要。目前，公知的电源产品的老化运行方式为电源的输出直接连接实际负载、电阻或电子负载。对大功率电源，老化所需的功率非常大，经常可能超出设施的配电额度，并且所耗费的能量很大。
本实用新型针对传统老化系统耗能高的缺陷，提出一种适用于通用直流－直流电源产品的节能老化系统。
实用新型内容
本实用新型所解决的技术问题是提供一种通用直流－直流电源节能老化系统。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种通用直流－直流电源节能老化系统，该系统包括一个启动电压源，Ｎ个输出电压之和不超出输入电压范围的待老化电源，一个老化电压源，一个负载，一个升降压电压变换器，一个第一开关器件，和一个第二开关器件，其特征在于，Ｎ个待老化电源的输入端口并联连接，输出端口串联连接；启动电压源经第一开关器件耦合到Ｎ个待老化电源的输入端口；由Ｎ个待老化电源各自的输出端口串联而形成的总输出电压加在一个负载上并经升降压变换器与一个老化电压源串联增压后经上述第二开关器件耦合到Ｎ个待老化电源的输入端口。
优选地，上述的通用直流－直流电源节能老化系统，其特征在于，第一开关器件为阳极连接启动电压源正极，阴极连接多个待老化电源输入正极的二极管，第二开关器件为阳极连接老化电压源正极，阴极连接多个待老化电源输入正极的二极管。
优选地，上述的通用直流－直流电源节能老化系统，其特征在于，第二开关器件为源极连接老化电压源正极，栅极连接多个待老化电源输入正极，门极受控的场效应管ＭＯＳＦＥＴ。
优选地，上述的通用直流－直流电源节能老化系统，其特征在于，上述负载为可调整负载。
本实用新型的有益效果在于可以用很低的能源消耗对电源产品进行老化运行，大幅度降低了能源消耗，降低了工厂配电线路的容量要求，提高了电源产品的生产效率，降低了生产成本。
附图说明
图１是采用本实用新型的通用直流－直流电源节能老化系统原理示意图。
图２是采用本实用新型的通用直流－直流电源节能老化系统的第一实现方案示意图。
图３是采用本实用新型的通用直流－直流电源节能老化系统的第二实现方案示意图。
图4 是采用本实用新型的通用直流－直流电源节能老化系统的第三实现方案示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型较佳的三个实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
图1是本实用新型的原理示意图。启动电压源１０１经由开关１０８连接到由１０２，　１０３和１０４表示的Ｎ个待老化电源的输入端口。Ｎ个待老化电源的输出串联连接，构成总输出电压Ｖｏ。该输出电压加在负载１０５上，同时与一个辅助电源１０６串联后经开关１０７连接到待老化电源的输入端口。串联待老化电源的个数Ｎ和１０６的电压值 V2 的选择应满足 Vo+V2 仍在待老化电源规定的输入工作电压范围内。开关１０７和１０８不同时接通。１０１的电压值 V1 也应在待老化电源规定的输入工作电压范围内。
在启动时，第一步开启电压源１０１，接通开关１０８，使电压源１０１的电压 V101 施加到待老化电源的输入端，这时 Vin = V1。待老化电源启动，建立输出电压Vo。Ｎ个待老化电源均流出电流I_o1，而负载１０５中流过电流I_o2。由于此时开关１０７未接通，故　I_o1 = I_o2。负载１０５的选择使该电流远小于每个待老化电源的额定输出电流，因此，此时Ｎ个待老化电源均处在低负载运行状态。
在上述过程完成后，开关１０７接通，同时１０８断开。此时待老化电源的输入电压Vin = Vo+V2。设定待老化电源的电能转换效率为 ɳ1，升降压电压变换器的效率为ɳ2， 根据电路理论和电源工作特点可以在此条件下推出如下关系：
I_in1/I_o1 = Vo1/[(Vo2+V2)* ɳ1 ] （１）
I_in2=I_o3*Vo2/(Vo1* ɳ2) （2）
I_in1 = I_o3， （3）
(3)代入（2）：
I_in2=I_in1*Vo2/(Vo1* ɳ2) （4）
I_in2=I_o1-I_o2 (5)
从(4)和(5)得出:
I_in1 = Vo1/Vo2*(I_o1-I_o2)* ɳ2 (6)
把上面的公式(6)代入公式(1),得到，
ɳ1 ɳ2 (1 – I_o2/I_o1 )*(1+V2/Vo2)= 1 （7）
我们希望I_o1等于待老化电源在老化过程中需要的输出电流，一般而言是等于或接近待老化电源的额定输出电流。在I_o1给定后，上面的公式(7) 就确定了V2和I­_o2的唯一对应关系。理论上通过调节V2，老化系统可以工作在I_o2非常小的状态，实现最大限度的节能。
在实施中，如果I_o2是确定的，比如采用定值电阻，那么上面的公式(3) 就可以给出需要的V2。假设I_o2/I_o1=0.05, ɳ1=0.9，ɳ2=0.9，那么就可以得出：
V2 = Vo2*[1/(0.95*0.9*0.9)-1] = 0.3Vo2
在实施中，如果I_o2是可以通过系统调节的，系统控制器可以在稳定运行时调小I_o2，同时改变V2,达到在保证I_o1的前提下，获得最优节能老化。
图２是本实用新型的第一个实施例的示意图。开关2０7和2０8在此为二极管。使用二极管的条件是　Vo+V2 > V1。在此条件下，二极管的单向导通特性自然满足上述的要求。同时负载205在此为可调节电阻，以便实现最优节能老化。
图３是本实用新型的第二个实施例的示意图。在第二实施例中开关307为场效应管，减小其功耗，有利于散热。场效应管的开通和关断的时刻需要正确控制，避免发生与启动电压源V1的冲突。
图4是本实用新型的第三个实施例的示意图。负载405接在升降压电压变换器的输出位置。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施案例，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施案例做出多种变更或修改。

Claims (4)

1.一种通用直流－直流电源节能老化系统，该系统包括一个启动电压源，Ｎ个输出电压之和不超出输入电压范围的待老化电源，一个老化电压源，一个负载，一个升降压电压变换器，一个第一开关器件，和一个第二开关器件，其特征在于，Ｎ个待老化电源的输入端口并联连接，输出端口串联连接；启动电压源经第一开关器件耦合到Ｎ个待老化电源的输入端口；由Ｎ个待老化电源各自的输出端口串联而形成的总输出电压加在一个负载上并经升降压变换器与一个老化电压源串联增压后经上述第二开关器件耦合到Ｎ个待老化电源的输入端口。
2.如权利要求１所述的一种通用直流－直流电源节能老化系统，其特征在于，第一开关器件为阳极连接启动电压源正极，阴极连接多个待老化电源输入正极的二极管，第二开关器件为阳极连接老化电压源正极，阴极连接多个待老化电源输入正极的二极管。
3.如权利要求１所述的一种通用直流－直流电源节能老化系统，其特征在于，第二开关器件为源极连接老化电压源正极，栅极连接多个待老化电源输入正极，门极受控的场效应管ＭＯＳＦＥＴ。
4.如权利要求１所述的一种通用直流－直流电源节能老化系统，其特征在于，上述负载为可调整负载。
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