CN209590244U - 一种直流回馈电子负载 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流回馈电子负载，包括市电整流电路、电源电路、控制环路、DC/DC升压电路、倍压直流回馈电路、市电同步驱动DC/AC电路和被测试电源；本实用新型克服现有电子负载产品之缺陷，是一种用于各种电源、充电器出厂试验的、能够模拟各种手机充电及电阻负载特性的新型电力电子装置；实现了对所模拟电阻值的无级调节，并能够实现电能的再生利用，具有节能、无高频干扰、体积小、重量轻、节省安装空间、试验性能优良等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于电子负载技术领域，具体涉及一种直流回馈电子负载。
背景技术
随着电子技术的快速发展，便携式电子产品越来越多，功能越来越强，耗电量也就越大。比如手机、数码相机、DV、平板电脑和电动车等，为了得到更长的使用时间，只能加大充电电池的容量，这样电子产品的充电时间也就越来越长了，让人无法接受。于是各大厂商纷纷推出的快速充电技术，来解决充电时间太长的问题，由于各大厂商的快充技术、协议各不相同，相互不能兼容，给用户带来不便和经济负担及资源浪费，也对充电器、电源等产品生产、测试、老化提出了更高的要求。各种电源类产品：如稳压电源、充电器等，出厂前均需要进行负载老化与试验。传统的方法时采用电阻进行能耗放电，这种方法会消耗大量的电能，另一方面会大大增加输配点设备的容量，同事释放的热量会增加空调的负担，目前千瓦以下的电能回馈式电子负载还是空白，节能空间巨大，所以开发电能回馈式电子负载很有必要。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的直流回馈电子负载解决了克服现有电子负载产品之缺陷，提供了一款能量回馈型电子负载，是一种用于各种电源、充电器出厂试验的、能够模拟各种手机充电及电阻负载特性的新型电力电子装置。
为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：一种直流回馈电子负载，包括市电整流电路、电源电路、控制环路、DC/DC升压电路、倍压直流回馈电路和被测试电源；
所述市电整流电路和电源电路均与城市电网连接，所述市电整流电路还分别与倍压直流回馈电路和被测试电源的输入端连接；
所述电源电路分别与控制环路和DC/DC升压电路连接；
所述倍压直流回馈电路还分别与DC/DC升压电路和控制环路连接，所述DC/DC升压电路与控制环路连接；
所述被测试电源的输出端分别与控制环路和DC/DC升压电路连接。
进一步地，所述市电整流电路包括桥式整流器U1和电容Ca；
所述桥式整流器U1的输入端与城市电网连接，所述桥式整流器U1的第一输出端与电容Ca的正极连接，其第二输出端与电容的Ca的负极连接；所述电容Ca的正极及负极还分别与倍压直流回馈电路的电源输入端及接地端连接。
进一步地，所述电源电路包括变压器T0、桥式整流器U2和电容Cb连接；
所述变压器T0的原边绕组与城市电网连接，所述变压器T0的副边绕组通过桥式整流器U2与电容Cb连接，电容Cb的正极还分别与DC/DC升压电路和控制环路的电源输入端连接，电容Cb的负极接地。
进一步地，所述倍压直流回馈电路包括变压器T1、继电器JK1、继电器JK2、继电器JK3、三极管Q9、三极管Q8和三极管Q7；
所述变压器T1包括第一原边绕组、第二原边绕组、第一副边绕组、第二副边绕组和第三副边绕组；
所述变压器T1的第一副边绕组的一端与继电器JK1的第二动触点连接，所述变压器T1的第一副边绕组的另一端分别与变压器T1的第二副边绕组的一端和继电器JK2的第二动触点连接，所述变压器T1的第三副边绕组的一端与继电器JK2的第一动触点连接，所述变压器T1的第三副边绕组的另一端与二极管D6的正极连接；
所述继电器JK1的第一动触点与继电器JK2的静触点连接，所述继电器JK1的静触点与二极管D8的正极连接；
所述二极管D6的正极还与二极管D13的负极连接，所述二极管D13正极接地；
所述二极管D8的正极还分别与继电器JK3的第一动触点和二极管D14的负极连接，所述继电器JK3的静触点分别与电容C12的一端以及电容C14的一端连接，所述二极管D8的负极分别与电容C12的另一端二极管D6的负极和电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与电容C17的正极和电容C18的正极连接，电容C17的负极、电容C14的另一端、二极管D14的正极和电容C18的负极均接地；
所述变压器T1的第一原边绕组的另一端与变压器T1的第二原边绕组的一端连接；
所述变压器T1的第一原边绕组的另一端还分别与二极管D15的负极、二极管D16的负极和二极管D17的负极连接；
所述二极管D17的正极分别与电阻R20的一端和电阻R23的一端连接，电阻R20的另一端与三极管Q8的基极连接，电阻R23的另一端和三极管Q8的发射极均接地，三极管Q8的集电极与6.8C的辅助电源连接；
所述二极管D16的正极分别与电阻R19的一端和电阻R22的一端连接，电阻R19的另一端与三极管Q7的基极连接，电阻R22的另一端和三极管Q7的发射极均接地，三极管Q7的集电极与9.1C的辅助电源连接；
所述二极管D15的正极分别与电阻R18的一端和电阻R21的一端连接，电阻R18的另一端与三极管Q9的基极连接，电阻R21的另一端和三极管Q9的发射极均接地，三极管Q9的集电极与15C的辅助电源连接；
所述继电器JK1的输入端分别与9.1C的辅助电源和二极管D1的正极连接，继电器JK1的输出端分别与12V电源和二极管D1的负极连接；
所述继电器JK2的输入端分别与15C的辅助电源和二极管D2的正极连接，继电器JK2的输出端分别与12V电源和二极管D2的负极连接；
所述继电器JK3的输入端分别与6.8C的辅助电源和二极管D10的正极连接，继电器JK3的输出端分别与12V电源和二极管D10的负极连接；
所述变压器T1的第一原边绕组的一端、变压器T1的第一原边绕组的另一端和变压器T1的第二原边绕组的另一端分别作为倍压直流回馈电路第一输入端IN1、第一输入端IN2和第一输入端IN3，且第一输入端IN1、第一输出端IN2和第一输入端IN3均与DC/DC升压电路连接；
所述电容C17的正极作为倍压直流回馈电路输出端OUT与市电整流电路中的电容Ca的正极连接
进一步地，所述DC/DC升压电路包括输入滤波子电路和驱动子电路；
所述输入滤波电路的信号输出端OUT2与倍压直流回馈电路第二输入端IN2连接，其信号输入端连接一个三孔接插件；
所述驱动子电路包括三极管驱动网络、推挽驱动网络和驱动芯片网络；
所述驱动芯片网络通过三极管驱动网络与推挽驱动网络连接；
所述推挽驱动网络的第一信号输出端OUT1与倍压直流回馈电路第一输入端IN1连接；所述推挽驱动网络的第二信号输出端OUT3与倍压直流回馈电路第三输入端IN3连接。
进一步地，所述三极管驱动网络包括两个三极管Q3和三极管Q4；
所述三极管Q3的基极分别与驱动芯片网络以及二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与三极管Q3的发射极连接，所述三极管Q3的基极还与接地电阻R12连接，所述三极管Q3的发射极与推挽驱动电路的第一信号输入端A连接，所述三极管Q3的集电极接地；
所述三极管Q4的基极分别与驱动芯片网络以及二极管D9的正极连接，二极管D9的负极与三极管Q4的发射极连接，所述三极管Q4的基极还与接地电阻R11连接，所述三极管Q4的发射极与推挽驱动电路的第二信号输入端B连接，所述三极管Q4的集电极接地。
进一步地，所述推挽驱动网络包括电容C4和电容C15；
所述电容C4的一端作为推挽驱动网络的第一信号输入端A，其分别与电阻R6的一端、电容C5的一端和电阻R7的一端连接，所述电容C4的另一端与分别电阻R6的另一端、二极管D5的负极和场效应管Q1的栅极连接，所述二极管D5的正极与场效应管Q1的源极连接并接地，所述场效应管Q1的漏极与场效应管Q2的漏极连接，所述场效应管Q2的栅极分别与二极管D4的负极、电阻R7的另一端和电容C5的另一端连接，所述场效应管Q2的源极与二极管D4的正极连接并接地；
所述电容C15的一端作为推挽驱动网络的第二信号输入端B，其分别与电阻R15的一端、电容C16的一端和电阻R16的一端连接，所述电容C15的另一端与分别电阻R15的另一端、二极管D12的负极和场效应管Q5的栅极连接，所述二极管D12的正极与场效应管Q5的源极连接并接地，所述场效应管Q5的漏极与场效应管Q6的漏极连接，所述场效应管Q6的栅极分别与二极管D11的负极、电阻R16的另一端和电容C16的另一端连接，所述场效应管Q6的源极与二极管D11的正极连接并接地；
所述场效应管Q2的漏极作为推挽驱动网络的第一信号输出端OUT1；
所述场效应管Q6的漏极作为推挽驱动网络的第三信号输出端OUT3。
进一步地，所述驱动芯片网络包括型号芯片IC1和芯片IC2；
所述芯片IC2的VCC端、C1端和C2端均与18V电源连接；
所述芯片IC2的使能控制端E2与三极管Q3的基极连接，所述芯片IC2的使能控制端E1与三极管Q4的基极连接；
所述芯片IC2的GND端接地；
所述芯片IC2的RT端与接地电阻R10连接；
所述芯片IC2的CT端与接地电容C13连接；
所述芯片IC2的IN-端分别与接地电阻R8、电容C11的一端和电阻R3的一端连接；电容C11的另一端与电容C6的一端连接，电阻R3的另一端分别与电阻R4的一端和电阻R5的一端连接；
所述芯片IC2的PWN端与电容C11的另一端连接；
所述芯片IC2的-IN2端分别与电容C6的另一端和电阻R4的另一端连接；
所述芯片IC2的+IN2端分别与电阻R5的另一端和电阻R1的一端连接；
所述芯片IC2的DT端分别与电阻R2的一端和电容C3的一端连接；
所述芯片IC2的CO端分别与芯片IC2的5V电源端、电阻R4的一端和电阻R5的一端连接；
所述电容C6的另一端还与可调电阻W1的第一固定端连接，所述可调电阻W1的第二固定端与其可调端连接；
所述电阻R1的另一端和电阻R2的另一端均与可调电阻W1的第二固定端连接并接地；
所述电容C3的另一端分别与芯片IC1的输入端和电容C1的一端连接，所述芯片IC1的输出端分别与电容C2的一端和3.3V电源连接，所述芯片IC1的接地端、电容C1的另一端和电容C2的另一端均接地；
所述可调电阻W1的可调端作为DC/DC升压电路的信号输入端IN与控制环路连接。
进一步地，所述控制环路包括MCU控制器、电压采样及控制子电路和电流采样及控制子电路；
所述MCU控制器信号输出端作为控制环路的第一信号输出端与可调电阻W1的可调端连接，
所述电压采样及控制子电路包括电阻R17和电阻R9，所述电阻R17的一端分别与电阻R9的一端和芯片IC2的IN+端连接，所述电阻R9的另一端接地；
所述电阻R17的另一端作为控制环路的第二信号输出端与倍压直流回馈电路中的电容C17的正极连接；
所述电流采样及控制子电路包括电阻R13和电阻R14，所述电阻R14的两端均接地，所述电阻R13的一端接地，其另一端与芯片IC1的+IN2端连接。
进一步地，所述MCU控制器的主控芯片型号为STM32F051K8U6或EG8010；
所述芯片IC1的型号为HT7533；
所述芯片IC2的型号为TL494。
本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的直流回馈电子负载克服现有电子负载产品之缺陷，提供了一款能量回馈型电子负载，是一种用于各种电源、充电器出厂试验的、能够模拟各种手机充电及电阻负载特性的新型电力电子装置。它能够实现对所模拟电阻值的无级调节，并能够实现电能的再生利用，具有节能、无高频干扰、体积小、重量轻、节省安装空间、试验性能优良等优点。
附图说明
图1为本实用新型中直流回馈电子负载结构图。
图2为本实用新型中倍压直流回馈子电路原理图。
图3为本实用新型中DC/DC升压电路中的输入滤波子电路原理图。
图4为本实用新型中DC/DC升压电路中的驱动子电路原理图。
图5为本实用新型中控制回路电路结构图。
图6为本实用新型中带有市电同步驱动DC/AC电路的直流回馈电子负载结构图。
图7为本实用新型提供的实施例中通过直流回馈电子负载组成的电源老化柜结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
如图1所示，一种直流回馈电子负载，包括市电整流电路、电源电路、控制环路、DC/DC升压电路、倍压直流回馈电路和被测试电源；
市电整流电路和电源电路均与城市电网连接，市电整流电路还分别与倍压直流回馈电路和被测试电源的输入端连接；
电源电路分别与控制环路和DC/DC升压电路连接；
倍压直流回馈电路还分别与DC/DC升压电路和控制环路连接，DC/DC升压电路与控制环路连接；
被测试电源的输出端分别与控制环路和DC/DC升压电路连接。
其中，市电整流电路包括桥式整流器U1和电容Ca；桥式整流器U1的输入端与城市电网连接，桥式整流器U1的第一输出端与电容Ca的正极连接，其第二输出端与电容的Ca的负极连接；电容Ca的正极及负极还分别与倍压直流回馈电路的电源输入端及接地端连接。
电源电路包括变压器T0、桥式整流器U2和电容Cb连接；变压器T0的原边绕组与城市电网连接，变压器T0的副边绕组通过桥式整流器U2与电容Cb连接，电容Cb的正极还分别与DC/DC升压电路和控制环路的电源输入端连接，电容Cb的负极接地。
如图2所示，倍压直流回馈电路包括变压器T1、继电器JK1、继电器JK2、继电器JK3、三极管Q9、三极管Q8和三极管Q7；
变压器T1包括第一原边绕组、第二原边绕组、第一副边绕组、第二副边绕组和第三副边绕组；
变压器T1的第一副边绕组的一端与继电器JK1的第二动触点连接，变压器T1的第一副边绕组的另一端分别与变压器T1的第二副边绕组的一端和继电器JK2的第二动触点连接，变压器T1的第三副边绕组的一端与继电器JK2的第一动触点连接，变压器T1的第三副边绕组的另一端与二极管D6的正极连接；
继电器JK1的第一动触点与继电器JK2的静触点连接，继电器JK1的静触点与二极管D8的正极连接；
二极管D6的正极还与二极管D13的负极连接，二极管D13正极接地；
二极管D8的正极还分别与继电器JK3的第一动触点和二极管D14的负极连接，继电器JK3的静触点分别与电容C12的一端以及电容C14的一端连接，二极管D8的负极分别与电容C12的另一端和、二极管D6的负极和电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与电容C17的正极和电容C18的正极连接，电容C17的负极、电容C14的另一端、二极管D14的正极和电容C18的负极均接地；
变压器T1的第一原边绕组的另一端与变压器T1的第二原边绕组的一端连接；
变压器T1的第一原边绕组的另一端还分别与二极管D15的负极、二极管D16的负极和二极管D17的负极连接；
二极管D17的正极分别与电阻R20的一端和电阻R23的一端连接，电阻R20的另一端与三极管Q8的基极连接，电阻R23的另一端和三极管Q8的发射极均接地，三极管Q8的集电极与6.8C的辅助电源连接；
二极管D16的正极分别与电阻R19的一端和电阻R22的一端连接，电阻R19的另一端与三极管Q7的基极连接，电阻R22的另一端和三极管Q7的发射极均接地，三极管Q7的集电极与9.1C的辅助电源连接；
二极管D15的正极分别与电阻R18的一端和电阻R21的一端连接，电阻R18的另一端与三极管Q9的基极连接，电阻R21的另一端和三极管Q9的发射极均接地，三极管Q9的集电极与15C的辅助电源连接；
继电器JK1的输入端分别与9.1C的辅助电源和二极管D1的正极连接，继电器JK1的输出端分别与12V电源和二极管D1的负极连接；
继电器JK2的输入端分别与15C的辅助电源和二极管D2的正极连接，继电器JK2的输出端分别与12V电源和二极管D2的负极连接；
继电器JK3的输入端分别与6.8C的辅助电源和二极管D10的正极连接，继电器JK3的输出端分别与12V电源和二极管D10的负极连接；
变压器T1的第一原边绕组的一端、变压器T1的第一原边绕组的另一端和变压器T1的第二原边绕组的另一端分别作为倍压直流回馈电路第一输入端IN1、第一输入端IN2和第一输入端IN3，且第一输入端IN1、第一输出端IN2和第一输入端IN3均与DC/DC升压电路连接；
电容C17的正极作为倍压直流回馈电路输出端OUT与市电整流电路中的电容Ca的正极连接
上述DC/DC升压电路包括输入滤波子电路和驱动子电路；
如图3所示，输入滤波子电路的信号输出端OUT2与倍压直流回馈电路第二输入端IN2连接，其信号输入端连接一个三孔接插件；
如图4所示，驱动子电路包括三极管驱动网络、推挽驱动网络和驱动芯片网络；
驱动芯片网络通过三极管驱动网络与推挽驱动网络连接；
推挽驱动网络的第一信号输出端OUT1与倍压直流回馈电路第一输入端IN1连接；推挽驱动网络的第二信号输出端OUT3与倍压直流回馈电路第三输入端IN3连接。
上述三极管驱动网络包括两个三极管Q3和三极管Q4；
三极管Q3的基极分别与驱动芯片网络以及二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q3的基极还与接地电阻R12电极，三极管Q3的发射极与推挽驱动电路的第一信号输入端A连接，三极管Q3的集电极接地；
三极管Q4的基极分别与驱动芯片网络以及二极管D9的正极连接，二极管D9的负极与三极管Q4的发射极连接，三极管Q4的基极还与接地电阻R11连接，三极管Q4的发射极与推挽驱动电路的第二信号输入端B连接，三极管Q4的集电极接地。
上述推挽驱动网络包括电容C4和电容C15；
电容C4的一端作为推挽驱动网络的第一信号输入端A，其分别与电阻R6的一端、电容C5的一端和电阻R7的一端连接，电容C4的另一端与分别电阻R6的另一端、二极管D5的负极和场效应管Q1的栅极连接，二极管D5的正极与场效应管Q1的源极连接并接地，场效应管Q1的漏极与场效应管Q2的漏极连接，场效应管Q2的栅极分别与二极管D4的负极、电阻R7的另一端和电容C5的另一端连接，场效应管Q2的源极与二极管D4的正极连接并接地；
电容C15的一端作为推挽驱动网络的第二信号输入端B，其分别与电阻R15的一端、电容C16的一端和电阻R16的一端连接，电容C15的另一端与分别电阻R15的另一端、二极管D12的负极和场效应管Q5的栅极连接，二极管D12的正极与场效应管Q5的源极连接并接地，场效应管Q5的漏极与场效应管Q6的漏极连接，场效应管Q6的栅极分别与二极管D11的负极、电阻R16的另一端和电容C16的另一端连接，场效应管Q6的源极与二极管D11的正极连接并接地；
场效应管Q2的漏极作为推挽驱动网络的第一信号输出端OUT1；
场效应管Q6的漏极作为推挽驱动网络的第三信号输出端OUT3。
上述驱动芯片网络包括型号芯片IC1和芯片IC2；
芯片IC2的VCC端、C1端和C2端均与18V电源连接；
芯片IC2的使能控制端E2与三极管Q3的基极连接，芯片IC2的使能控制端E1与三极管Q4的基极连接；
芯片IC2的GND端接地；
芯片IC2的RT端与接地电阻R10连接；
芯片IC2的CT端与接地电容C13连接；
芯片IC2的IN-端分别与接地电阻R8、电容C11的一端和电阻R3的一端连接；电容C11的另一端与电容C6的一端连接，电阻R3的另一端分别与电阻R4的一端和电阻R5的一端连接；
芯片IC2的PWN端与电容C11的另一端连接；
芯片IC2的-IN2端分别与电容C6的另一端和电阻R4的另一端连接；
芯片IC2的+IN2端分别与电阻R5的另一端和电阻R1的一端连接；
芯片IC2的DT端分别与电阻R2的一端和电容C3的一端连接；
芯片IC2的CO端分别与芯片IC2的5V电源端、电阻R4的一端和电阻R5的一端连接；
电容C6的另一端还与可调电阻W1的第一固定端连接，可调电阻W1的第二固定端与其可调端连接；
电阻R1的另一端和电阻R2的另一端均与可调电阻W1的第二固定端连接并接地；
电容C3的另一端分别与芯片IC1的输入端和电容C1的一端连接，芯片IC1的输出端分别与电容C2的一端和3.3V电源连接，芯片IC1的接地端、电容C1的另一端和电容C2的另一端均接地；
可调电阻W1的可调端作为DC/DC升压电路的信号输入端IN与控制环路连接。
如图5所示，控制环路包括MCU控制器、电压采样及控制子电路和电流采样及控制子电路；
MCU控制器信号输出端作为控制环路的第一信号输出端与可调电阻W1的可调端连接，
电压采样及控制子电路包括电阻R17和电阻R9，电阻R17的一端分别与电阻R9的一端和芯片IC2的IN+端连接，电阻R9的另一端接地；
电阻R17的另一端作为控制环路的第二信号输出端与倍压直流回馈电路中的电容C17的正极连接；
电流采样及控制子电路包括电阻R13和电阻R14，电阻R14的两端均接地，电阻R13的一端接地，其另一端与芯片IC1的+IN2端连接。
上述MCU控制器的主控芯片型号为STM32F051K8U6或EG8010；芯片IC1的型号为HT7533；芯片IC2的型号为TL494。该MCU控制器中包括了一套充电协议模拟软件，用于模拟各种充电。
在本实用新型的一个实施例中，还提供了一种如图6所示的带有市电同步驱动DC/AC电路的直流回馈电子负载，该结构的直流回馈电子负载可将升高后的电压由市电同步驱动DC/AC电路转换成交流电供给被测试电源或回馈到城市电网。
在本实用新型的一个实施例中，提供了该装置的工作过程：市电整流电路将城市电网中的市电整流成直流电，电源电路将市电降压并整流成直流电为DC/DC升压电路和控制环路供电，控制环路与被测试电源连接，控制从被测试电源中吸入的电流大小，DC/DC升压电路和倍压直流回馈电路将被测试电源9输出的电压升高至市电整流电压的5～15％回馈至市电整流电路的输出端，供给被测试电源(如图1所示)，或再由市电同步驱动DC/AC电路将该直流电压转换成交流电供给被测试电源或回馈到城市电源中(如图6所示)。
在本实用新型的一个实施例中，提供了实用新型电子负载中DC/DC升压电路和倍压直流回馈电路的电路工作原理：
DC/DC升压电路从被测试电源中吸入电流，电流的大小由MCU产生的PWM信号从IN口控制，或通过调节W1实现将电压升高。被测试电源输出在5V以下时，为了达到回馈的目的，只靠DC/DC升压是达不到的；当被测试电源输出在10V以上时，DC/DC升压又会过高，所以用了3只三极管和三只继电器组成升压倍数调节电路，被测试电源输出在8.2V以下时，变压器副边绕组经继电器全部串联再经D6、D13和C12、C14组成的二倍压电路升压；被测试电源输出在8.2V以上，12V以下时，Q8导通JK3断开二倍压电路，变压器副边绕组经继电器全部串联再经D6、D13、D8、D14组成的桥式整流电路输出；被测试电源输出在12V以上，18V以下时，Q8导通JK3断开二倍压电路和Q7导通JK1断开变压器副边一个绕组，其它的副边绕组经继电器全部串联再经D6、D13、D8、D14组成的桥式整流电路输出；被测试电源输出在18V以上Q8导通JK3断开二倍压电路和Q7导通JK1断开变压器副边一个绕组，Q9导通JK2断开变压器副边另一个绕组，只一个副边绕组经继电器经D6、D13、D8、D14组成的桥式整流电路输出。
在本实用新型的一个实施例中，还提供了一种如图7所示的该直流回馈负载组成的电源老化柜，该电源老化柜包括一个计算机和若干个直流回馈电子负载，若干个直流回馈电子负载依次连接，且最后一个直流回馈电子负载的另一端与计算机连接，用于测试各类电源产品，提高其可靠性。
本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的直流回馈电子负载克服现有电子负载产品之缺陷，提供了一款能量回馈型电子负载，是一种用于各种电源、充电器出厂试验的、能够模拟各种手机充电及电阻负载特性的新型电力电子装置。它能够实现对所模拟电阻值的无级调节，并能够实现电能的再生利用，具有节能、无高频干扰、体积小、重量轻、节省安装空间、试验性能优良等优点。
Claims (10)
1.一种直流回馈电子负载，其特征在于，包括市电整流电路、电源电路、控制环路、DC/DC升压电路、倍压直流回馈电路和被测试电源；
所述市电整流电路和电源电路均与城市电网连接，所述市电整流电路还分别与倍压直流回馈电路和被测试电源的输入端连接；
所述电源电路分别与控制环路和DC/DC升压电路连接；
所述倍压直流回馈电路还分别与DC/DC升压电路和控制环路连接，所述DC/DC升压电路与控制环路连接；
所述被测试电源的输出端分别与控制环路和DC/DC升压电路连接。
2.根据权利要求1所述的直流回馈电子负载，其特征在于，所述市电整流电路包括桥式整流器U1和电容Ca；
所述桥式整流器U1的输入端与城市电网连接，所述桥式整流器U1的第一输出端与电容Ca的正极连接，其第二输出端与电容的Ca的负极连接；所述电容Ca的正极及负极还分别与倍压直流回馈电路的电源输入端及接地端连接。
3.根据权利要求1所述的直流回馈电子负载，其特征在于，所述电源电路包括变压器T0、桥式整流器U2和电容Cb连接；
所述变压器T0的原边绕组与城市电网连接，所述变压器T0的副边绕组通过桥式整流器U2与电容Cb连接，电容Cb的正极还分别与DC/DC升压电路和控制环路的电源输入端连接，电容Cb的负极接地。
4.根据权利要求1所述的直流回馈电子负载，其特征在于，所述倍压直流回馈电路包括变压器T1、继电器JK1、继电器JK2、继电器JK3、三极管Q9、三极管Q8和三极管Q7；
所述变压器T1包括第一原边绕组、第二原边绕组、第一副边绕组、第二副边绕组和第三副边绕组；
所述变压器T1的第一副边绕组的一端与继电器JK1的第二动触点连接，所述变压器T1的第一副边绕组的另一端分别与变压器T1的第二副边绕组的一端和继电器JK2的第二动触点连接，所述变压器T1的第三副边绕组的一端与继电器JK2的第一动触点连接，所述变压器T1的第三副边绕组的另一端与二极管D6的正极连接；
所述继电器JK1的第一动触点与继电器JK2的静触点连接，所述继电器JK1的静触点与二极管D8的正极连接；
所述二极管D6的正极还与二极管D13的负极连接，所述二极管D13正极接地；
所述二极管D8的正极还分别与继电器JK3的第一动触点和二极管D14的负极连接，所述继电器JK3的静触点分别与电容C12的一端以及电容C14的一端连接，所述二极管D8的负极分别与电容C12的另一端二极管D6的负极和电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与电容C17的正极和电容C18的正极连接，电容C17的负极、电容C14的另一端、二极管D14的正极和电容C18的负极均接地；
所述变压器T1的第一原边绕组的另一端与变压器T1的第二原边绕组的一端连接；
所述变压器T1的第一原边绕组的另一端还分别与二极管D15的负极、二极管D16的负极和二极管D17的负极连接；
所述二极管D17的正极分别与电阻R20的一端和电阻R23的一端连接，电阻R20的另一端与三极管Q8的基极连接，电阻R23的另一端和三极管Q8的发射极均接地，三极管Q8的集电极与6.8C的辅助电源连接；
所述二极管D16的正极分别与电阻R19的一端和电阻R22的一端连接，电阻R19的另一端与三极管Q7的基极连接，电阻R22的另一端和三极管Q7的发射极均接地，三极管Q7的集电极与9.1C的辅助电源连接；
所述二极管D15的正极分别与电阻R18的一端和电阻R21的一端连接，电阻R18的另一端与三极管Q9的基极连接，电阻R21的另一端和三极管Q9的发射极均接地，三极管Q9的集电极与15C的辅助电源连接；
所述继电器JK1的输入端分别与9.1C的辅助电源和二极管D1的正极连接，继电器JK1的输出端分别与12V电源和二极管D1的负极连接；
所述继电器JK2的输入端分别与15C的辅助电源和二极管D2的正极连接，继电器JK2的输出端分别与12V电源和二极管D2的负极连接；
所述继电器JK3的输入端分别与6.8C的辅助电源和二极管D10的正极连接，继电器JK3的输出端分别与12V电源和二极管D10的负极连接；
所述变压器T1的第一原边绕组的一端、变压器T1的第一原边绕组的另一端和变压器T1的第二原边绕组的另一端分别作为倍压直流回馈电路第一输入端IN1、第一输入端IN2和第一输入端IN3，且第一输入端IN1、第一输出端IN2和第一输入端IN3均与DC/DC升压电路连接；
所述电容C17的正极作为倍压直流回馈电路输出端OUT与市电整流电路中的电容Ca的正极连接。
5.根据权利要求4所述的直流回馈电子负载，其特征在于，所述DC/DC升压电路包括输入滤波子电路和驱动子电路；
所述输入滤波子电路的信号输出端OUT2与倍压直流回馈电路第二输入端IN2连接，其信号输入端连接一个三孔接插件；
所述驱动子电路包括三极管驱动网络、推挽驱动网络和驱动芯片网络；
所述驱动芯片网络通过三极管驱动网络与推挽驱动网络连接；
所述推挽驱动网络的第一信号输出端OUT1与倍压直流回馈电路第一输入端IN1连接；所述推挽驱动网络的第二信号输出端OUT3与倍压直流回馈电路第三输入端IN3连接。
6.根据权利要求5所述的直流回馈电子负载，其特征在于，所述三极管驱动网络包括两个三极管Q3和三极管Q4；
所述三极管Q3的基极分别与驱动芯片网络以及二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与三极管Q3的发射极连接，所述三极管Q3的基极还与接地电阻R12连接，所述三极管Q3的发射极与推挽驱动电路的第一信号输入端A连接，所述三极管Q3的集电极接地；
所述三极管Q4的基极分别与驱动芯片网络以及二极管D9的正极连接，二极管D9的负极与三极管Q4的发射极连接，所述三极管Q4的基极还与接地电阻R11连接，所述三极管Q4的发射极与推挽驱动电路的第二信号输入端B连接，所述三极管Q4的集电极接地。
7.根据权利要求6所述的直流回馈电子负载，其特征在于，所述推挽驱动网络包括电容C4和电容C15；
所述电容C4的一端作为推挽驱动网络的第一信号输入端A，其分别与电阻R6的一端、电容C5的一端和电阻R7的一端连接，所述电容C4的另一端与分别电阻R6的另一端、二极管D5的负极和场效应管Q1的栅极连接，所述二极管D5的正极与场效应管Q1的源极连接并接地，所述场效应管Q1的漏极与场效应管Q2的漏极连接，所述场效应管Q2的栅极分别与二极管D4的负极、电阻R7的另一端和电容C5的另一端连接，所述场效应管Q2的源极与二极管D4的正极连接并接地；
所述电容C15的一端作为推挽驱动网络的第二信号输入端B，其分别与电阻R15的一端、电容C16的一端和电阻R16的一端连接，所述电容C15的另一端与分别电阻R15的另一端、二极管D12的负极和场效应管Q5的栅极连接，所述二极管D12的正极与场效应管Q5的源极连接并接地，所述场效应管Q5的漏极与场效应管Q6的漏极连接，所述场效应管Q6的栅极分别与二极管D11的负极、电阻R16的另一端和电容C16的另一端连接，所述场效应管Q6的源极与二极管D11的正极连接并接地；
所述场效应管Q2的漏极作为推挽驱动网络的第一信号输出端OUT1；
所述场效应管Q6的漏极作为推挽驱动网络的第三信号输出端OUT3。
8.根据权利要求6所述的直流回馈电子负载，其特征在于，所述驱动芯片网络包括型号芯片IC1和芯片IC2；
所述芯片IC2的VCC端、C1端和C2端均与18V电源连接；
所述芯片IC2的使能控制端E2与三极管Q3的基极连接，所述芯片IC2的使能控制端E1与三极管Q4的基极连接；
所述芯片IC2的GND端接地；
所述芯片IC2的RT端与接地电阻R10连接；
所述芯片IC2的CT端与接地电容C13连接；
所述芯片IC2的IN-端分别与接地电阻R8、电容C11的一端和电阻R3的一端连接；电容C11的另一端与电容C6的一端连接，电阻R3的另一端分别与电阻R4的一端和电阻R5的一端连接；
所述芯片IC2的PWM端与电容C11的另一端连接；
所述芯片IC2的-IN2端分别与电容C6的另一端和电阻R4的另一端连接；
所述芯片IC2的+IN2端分别与电阻R5的另一端和电阻R1的一端连接；
所述芯片IC2的DT端分别与电阻R2的一端和电容C3的一端连接；
所述芯片IC2的CO端分别与芯片IC2的5V电源端、电阻R4的一端和电阻R5的一端连接；
所述电容C6的另一端还与可调电阻W1的第一固定端连接，所述可调电阻W1的第二固定端与其可调端连接；
所述电阻R1的另一端和电阻R2的另一端均与可调电阻W1的第二固定端连接并接地；
所述电容C3的另一端分别与芯片IC1的输入端和电容C1的一端连接，所述芯片IC1的输出端分别与电容C2的一端和3.3V电源连接，所述芯片IC1的接地端、电容C1的另一端和电容C2的另一端均接地；
所述可调电阻W1的可调端作为DC/DC升压电路的信号输入端IN与控制环路连接。
9.根据权利要求8所述的直流回馈电子负载，其特征在于，所述控制环路包括MCU控制器、电压采样及控制子电路和电流采样及控制子电路；
所述MCU控制器信号输出端作为控制环路的第一信号输出端与可调电阻W1的可调端连接，
所述电压采样及控制子电路包括电阻R17和电阻R9，所述电阻R17的一端分别与电阻R9的一端和芯片IC2的IN+端连接，所述电阻R9的另一端接地；
所述电阻R17的另一端作为控制环路的第二信号输出端与倍压直流回馈电路中的电容C17的正极连接；
所述电流采样及控制子电路包括电阻R13和电阻R14，所述电阻R14的两端均接地，所述电阻R13的一端接地，其另一端与芯片IC1的+IN2端连接。
10.根据权利要求9所述的直流回馈电子负载，其特征在于，所述MCU控制器的主控芯片型号为STM32F051K8U6或EG8010；
所述芯片IC1的型号为HT7533；
所述芯片IC2的型号为TL494。
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