CN205544932U - 一种宽范围级联式电能能量回馈式回收设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种宽范围级联式电能能量回馈式回收设备，包括采样单元、中央处理单元、DC‑DC隔离变换模块、DC‑AC逆变并网模块、级联式升压模块，中央处理单元分别与待老化产品、DC‑DC隔离变换模块、DC‑AC逆变并网模块以及级联式升压模块连接，负责所有模块之间的协调、控制、数据信息处理；级联式升压模块包括多个Boost变换器，多个Boost变换器依次级联，一方面在boost变换器数量的设置上，可以根据待老化产品的大致工作范围进行选择，另一方面，在确定变换器数量后，通过中央处理单元进行运算还可以灵活的配置N+1个boost线路，适应各种宽范围的输入电压。借此能够方便地适应不同类型电源老化的设备，适用范围宽。从5V‑300V的电源老化均可使用，大幅降低相关企业的成本。

Description

一种宽范围级联式电能能量回馈式回收设备

技术领域

本发明涉及一种电源老化领域，具体涉及IPC分类G01R1/04相关领域。

背景技术

为了提高电子产品的出厂质量，电子产品在出厂之前通常会进行老化测试。电子产品种类繁多，不同的产品使用的电源不尽相同，例如：开关电源适配器，通信电源，LED驱动电源等。这些不同的电源在功率，电压，电流范围上有很大的跨度范围，例如不同的电源电压分布从5V-300V不等，传统的老化设备适应能力差。在面对不同类型的电源时，往往需要重新设计配套的老化设备，造成大量资源浪费，增加厂家成本。申请号CN201210313643.2的中国专利申请公开了一种数字化控制的低压直流电源能量回馈型电子负载升压系统，其可用于直流电源老化时的电源回馈，但是与目前市面上所有涉及电源老化的能量回收装置一样，都只针对特定范围的电能回收，而就像前面提到的，在电源老化的行业中，由于老化对象的不同导致一般的回收设备难以适应，更换对象时往往需要重新更换相应的能量回收设备，增加企业成本。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种方便地适应不同类型电源老化的设备，适用范围宽。本发明可以实现老化负载回馈80％～97％，大大节省电能，响应国家节能减排号召；解决了大量的大电流输入电缆，可以在以前没有预埋置大电流电缆的情况下进行产品老化，方便厂房布局，减小总体投入费用。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

提供一种宽范围级联式电能能量回馈式回收设备，包括采样单元、中央处理单元、DC-DC隔离变换模块、DC-AC逆变并网模块、级联式升压模块，中央处理单元分别与待老化产品、DC-DC隔离变换模块、DC-AC逆变并网模块以及级联式升压模块连接，负责所有模块之间的协调、控制、数据信息处理；级联式升压模块包括多个Boost变换器，多个Boost变换器依次级联，各Boost变换器的升压公式为：其中Vout为输出电压，Vin为输入电压，D为该级占空比，采样单元负责将待老化产品的数据传给中央处理单元，中央处理单元根据这些数据进行处理，输出一个有效的PWM信号给boost变换器，以便得到一个合适的直流母线电压，给DC-DC隔离变换模块，DC-AC逆变并网模块负责将前级的直流进行并网。

优选地、采样单元采集的数据包括待老化产品的电压、电流以及功率。

优选地，DC-DC隔离变换模块输出至DC-AC逆变并网模块的电压为360V。

对本发明来说非常重要的是，一方面在boost变换器数量的设置上，可以根据待老化产品的大致工作范围进行选择，另一方面，在确定变换器数量后，通过中央处理单元进行运算还可以灵活的配置N+1个boost线路，适应各种宽范围的输入电压。借此能够方便地适应不同类型电源老化的设备，适用范围宽。从5V-300V的电源老化均可使用，大幅降低相关企业的成本。

附图说明

图1为本发明原理示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述，应该明确的是，具体实施方式只是申请人认为的优选方式，本发明的保护范围不应仅限于此。

图中，1-待老化产品，2-采样单元，3-中央处理单元，4-DC-DC隔离变换模块，5-DC-AC逆变并网模块，6级联式升压模块。

一种宽范围级联式电能能量回馈式回收设备，包括采样单元2、中央处理单元3、DC-DC隔离变换模块4、DC-AC逆变并网模块5、级联式升压模块6，中央处理单元3分别与待老化产品1、DC-DC隔离变换模块4、DC-AC逆变并网模块5以及级联式升压模块6连接，中央处理单元3负责所有模块之间的协调、控制、数据信息处理；级联式升压模块6包括多个Boost变换器，多个Boost变换器依次级联，各Boost变换器的升压公式为：

$Vout=\frac{Vin}{1-D}$

其中Vout为输出电压，Vin为输入电压，D为该级占空比，采样单元2负责将待老化产品1的电压、电流以及功率数据传给中央处理单元3，中央处理单元3根据这些数据进行处理，输出一个有效的PWM信号给boost变换器，以便得到一个合适的直流母线电压，给DC-DC隔离变换模块4，DC-AC逆变并网模块5负责将前级的直流进行并网。

开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比D必须限制，不允许在D＝1的状态下工作。通常便于控制，将D设置为＜＝0.9；电感L在输入侧，称为升压电感。Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式。

在一个实施方式中，待老化产品电压为5V，并网需要360V直流电压，采用三级的级联方式升压模块6，将D设置为0.76；那么根据公式

第一级输出：

$Vout=\frac{5V}{1-0.76}=20.833V$

第二级输出：

$Vout=\frac{20.833V}{1-0.76}=86.80V$

第三级输出：

$Vout=\frac{86.80V}{1-0.76}=361.58V$

最终由级联式升压模块6将接近360V的电压输出到DC-DC隔离变换模块4，DC-AC逆变并网模块5负责将前级的直流进行并网。

在另一个实施方式中，待老化产品电压为300V，则将D设置为0.1705；那么根据公式

第一级输出：

$Vout=\frac{300V}{1-0.1705}=361.66V$

第二级以后的全部停止工作，通过电感及二极管将接近360V的电压直接传递到DC-DC隔离变换模块4。

从以上实例看出，通过中央处理单元3进行运算可以灵活的配置N+1个boost线路，适应各种宽范围的输入电压。

本发明通过合理的系统设计，极大的增加了回收设备的灵活性，满足市面上大多数老化产品类型，减小了资源的浪费，降低了生产成本，方便的操作方式也能提高生产效率。

最后应当说明的是，以上实施方式仅仅用于说明本发明的技术方案，而不是对本发明保护范围的限制，应当理解，本领域技术人员在以上方案的基础上，可以对本发明进行的修改或者等同替换，都应当认为是在本发明保护范围之内。

Claims (1)

1.一种宽范围级联式电能能量回馈式回收设备，包括采样单元、中央处理单元、DC-DC隔离变换模块、DC-AC逆变并网模块、级联式升压模块，中央处理单元分别与待老化产品、DC-DC隔离变换模块、DC-AC逆变并网模块以及级联式升压模块连接，负责所有模块之间的协调、控制、数据信息处理；级联式升压模块包括多个Boost变换器，多个Boost变换器依次级联，各Boost变换器的升压公式为：

Vout＝Vin/(1-D)

其中Vout为输出电压，Vin为输入电压，D为该级占空比，采样单元负责将待老化产品的数据传给中央处理单元，中央处理单元根据这些数据进行处理，输出一个有效的PWM信号给boost变换器，以便得到一个合适的直流母线电压，给DC-DC隔离变换模块，DC-AC逆变并网模块负责将前级的直流进行并网，所述采样单元采集的数据包括待老化产品的电压、电流以及功率，其中所述DC-DC隔离变换模块输出至DC-AC逆变并网模块的电压为360V。