专利名称：一种老化测试用回馈负载节能电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及节能电子产品技术，尤其是涉及适用宽电压范围的节能老化测试 系统。
背景技术：
现有技术中，如图1所示，通用型节能老化测试系统一般需要两种负载模块配合 使用前级负载模块602和后级负载模块620。前级负载模块602将被测产品601输出的各种电压等级的直流电 (3.3V/5V/12V/24V)等经过恒流升压控制变换为较高的电压VDaNT，后级负载模块620—般 包括两个部分，升压电路621和逆变器622。由于被测产品601的输出电压一般都较低，所以前级负载模块602的输出电压 Vdcint也较低，在同样功率条件下，意味着二次升压部分的输入电流较大，而Vbus —般需要达 到380V以上，即二次升压模块为低压大电流输入，高压输出的升压电路。由于现有电力电子技术研究的一般为高压输入，低压大电流输出的技术，对于节 能负载的这种低压大电流输入、高压输出应用情况研究未见报道。节能负载的控制亦和一般电力电子技术的控制方法不一样，因为为了保证被测试 产品的负载电流恒定，前级负载模块采用输入电流恒流控制，于是其输出电压就不是一个 恒压源，而是由其输入功率和输出功率匹配程度来决定，当输入功率大于输出功率时，其输 出电压会持续升高，反之则持续降低直至到零。如何保证系统功率平衡，控制各级电压稳定是节能负载特别是通用型节能负载的 一个难点。
实用新型内容为了解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种高效的、扩展性强 的老化测试用回馈负载节能电路。本实用新型的升压电路和逆变器独立解耦控制，逆变器控制母线电压Vbus和并 网电流的大小，升压电路控制输入电压vDaNT的大小，本实用新型是通过采用以下技术方案来实现的。本实用新型基于设置有前级负载模块的老化电路，所述前级负载模块的输入端连 接被测产品的输出端，本实用新型也有后级负载模块。设计制造一种老化测试用回馈负载节能电路，所述电路包括一脉冲发生器；第一升压变换电路，包括脉冲变压器Tl ；第二升压变换电路，包括脉冲变压器T2 ；一升压整流电路；一内环PI调节器；一 DC/AC逆变器电路；[0018]脉冲变压器Tl和脉冲变压器T2的次级串联连接升压整流电路，升压整流电路的输出是直流高压Vbus ；所述第一升压变换电路和第二升压变换电路的电源接入端并接后与前级负载模 块的输出Vdcint连接；所述DC/AC逆变器电路由四只IGBT DRVl DRV4为主构成，它们的控制极与内环 PI调节器连接，受其输出的正弦脉宽调制信号的控制，DC/AC逆变器电路向电网Pl输出并 网电流。所述脉冲发生器输出固定占空比的控制脉冲。所述DC/AC逆变器电路在向电网Pl输出并网电流的电路中，串接有一继电器触点 Kl和霍尔电流传感器Hl，继电器触点Kl用于将DC/AC逆变器电路和电网隔开，当电网电压 或者频率不正常时断开K1，实现对DC/AC逆变器电路的保护；霍尔电流传感器Hl检测并网电流并将检测信号输入到内环PI调节器进行控制。本实用新型的前级负载模块将被测产品输出的各种电压等级的直流电 3.3V/5V/12V/24V经过恒流升压控制变换为较高的电压Viont，后级负载模块一般包括两 个部分升压电路和逆变器电路。本实用新型将VDaNT升压到更高的直流电压Vbus，逆变器将Vbus转变成交流电并入 电网循环利用，以达到节能的目的。本专利所提出的一种高效的低压大电流直流输入、高压交流输出电路，通过升压 电路初级并联、升压变压器次级串联的方法，提高了变换效率。本实用新型同时采用开环控 制的方法，PWM电路以最大占空比工作，进一步提高了变换效率。本实用新型电路体现了一种独立升压电路和逆变器解耦的控制方法，两者分别独 立控制，这样，当需求有变更，要求二次升压电路的输入电压变化时，设计上仅需将升压电 路的变压器匝数比做相应更改即可，逆变器部分的硬件和软件均不需做任何更改，扩展性强。
图1是现有技术中通用的节能老化测试系统的功能方块图；图2是本实用新型一种老化测试用回馈负载节能电路中升压电路的电原理图；图3是本实用新型一种老化测试用回馈负载节能电路中逆变电路的电原理图；图4是本实用新型一种老化测试用回馈负载节能电路进行控制的原理方块图。
具体实施方式
为了进一步说明本实用新型，现结合本实用新型的一个优选实施例进行详细说 明，然而所述实施例仅为提供说明与解释之用，不能用来限制本实用新型的专利保护范围。本实用新型基于设置有前级负载模块602的老化电路，所述前级负载模块602的 输入端连接被测产品601的输出端。设计制造一种老化测试用回馈负载节能电路，如图2、图3所示，所述电路包括 一脉冲发生器81 ；第一升压变换电路82，包括脉冲变压器Tl ；[0037]第二升压变换电路83，包括脉冲变压器T2 ；一升压整流电路；一内环PI调节器91;一 DC/AC逆变器电路95 ；脉冲变压器Tl和脉冲变压器T2的次级串联连接升压整流电路，升压整流电路的输出是直流高压Vbus ；所述第一升压变换电路82和第二升压变换电路83的电源接入端并接后与前级负 载模块602的输出Vdcint连接；所述DC/AC逆变器电路95由四只开关功率管DRVl DRV4为主构成，它们的栅极 与内环PI调节器91连接，受其输出的正弦脉宽调制信号的控制，DC/AC逆变器电路95向 电网Pl输出并网电流。所述脉冲发生器81输出固定占空比的控制脉冲。例如50%占空比，以期获得最大效率。所述DC/AC逆变器电路95在向电网Pl输出并网电流的电路中，串接有一继电器 触点Kl和霍尔电流传感器Hl，继电器触点Kl用于将DC/AC逆变器电路95和电网Pl隔开， 当电网电压或者频率不正常时断开K1，实现对DC/AC逆变器电路95的保护；霍尔电流传感器Hl检测并网电流并将检测信号输入到内环PI调节器91进行控 制。图2中，其中Q1、Q2、Q3、Q4构成一个全桥电路，Q5、Q6、Q7、Q8构成另一个全桥
电路，两者输入并联接到VDaNT。Tl和T2为同样的高频变压器，实现初级次级电气隔离，Tl 的次级和T2的次级串联后经过一个由Dl D4构成的桥式整流电路整流得到直流母线电 压 Vbus。本实用新型第一升压变换电路82和第二升压变换电路83的电源接入端并接后与 前级负载模块602的输出VDaNT连接的方法，降低了每个全桥电路的输入电流，减小了系统 损耗。通过变压器次级串联的方法，减小了每个变压器次级的电压，即减小了变压器次 级对初级的匝数比，减小了初级/次级的漏感，提升了变换效率。另外，因为变压器次级串联，其电流是一样的，也就保证了变压器初级的电流是一 样的，达到了初级的均流效果。图3所示，开关功率管DRVl DRV4构成一个全桥逆变电路，用于将385V直流电转变成交流电。本实用新型的工作原理如下①，参照图1，首先，对前级负载模块602的大电流低电压直流输出进行二次直流 升压，使其升高到直流电压300V以上，升压时采用两组升压变换电路第一升压变换电路 82和第二升压变换电路83，如图2所示，将两电路的脉冲输入端连接脉冲发生器81的输出 端 85、86、87、88、852、862、872、882 ；②，再将第一升压变换电路82中的脉冲变压器Tl和第二升压变换电路83中的 脉冲变压器T2的次级相串接后，再连接桥式整流器，如图2所示的Tl的4脚连接T2的3 脚；桥式整流器由整流管Dl D4构成，它的输出为直流高压Vbus，制造脉冲变压器Tl和脉冲变压器T2时使两脉冲变压器的初级和次级彼此绝缘无电气连接；③，如图3、图4所示，设置一内环PI调节器91 ；在其一个输入端，例如引脚92，接入由市电锁相环模块72的输出和并网母线电压 控制环所输出的基波电流幅值给定信号合成的正弦驱动信号，在内环PI调节器91的另一 个输入端，例如引脚93，接入并网电流反馈信号，内环PI调节器91对两信号进行智能处理， 并产生正弦脉宽调制信号；④，接下来，将直流高压Vbus接DC/AC逆变器电路95的电源端，将构成逆变器的 四只开关功率管的控制极与内环PI调节器91连接，接受其正弦脉宽调制信号的控制，DC/ AC逆变器电路向电网Pl输出并网电流。上述方法中，如图4所示，步骤③所述的并网母线电压控制环所包括一外环PI调 节器71，外环PI调节器71输入并网母线电压给定信号和并网母线电压波动反馈信号，进行 智能控制，输出的基波电流幅值给定信号。以上是本实用新型最佳实施例的工作原理。在控制上，本专利体现了解耦独立控制的方法，即Vbus电压和并网电流由逆变器 本身控制，升压电路的输入电压由升压电路本身控制，即逆变器不需知道二次升压电路的 输入电压大小，升压电路亦不需知道并网电流的大小。两者不需通讯，仅通过Vbus连接。控制环包括一个外环和一个内环。外环是385V母线电压环，通过保持母线电压的稳定为385V来保证逆变器输入功 率和输出功率的匹配，当输入功率比输出功率大，则母线电压会增高，这时，增大并网电流， 则母线电压会降低。同样，当输入功率比输出功率小，则母线电压会降低，这时，减小并网电流，则母线 电压会升高。母线电压实际值和反馈值的差经过PI调节器后得到并网电流基波幅值的给定， 乘以锁相环得到的电网电压相位的正弦值，得到电网电流的瞬时值给定。内环是并网电流环，该环保证并网电流波形和给定电流波形一致。升压电路8个开关功率管的驱动实行开环控制，即其占空比固定为50%，这样，初 级和次级电压的比值仅由变压器的匝数比而确定，即其实质上为一个直流变压器。由于Vbus电压大小已经由逆变器控制，则二次电压电路的输入电压大小也即由 变压器的匝数比确定。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能 认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视 为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种老化测试用回馈负载节能电路，其特征在于，所述电路包括一脉冲发生器 (81)；第一升压变换电路(82)，包括脉冲变压器Tl ； 第二升压变换电路(83)，包括脉冲变压器T2 ； 一升压整流电路； 一内环PI调节器(91)； 一 DC/AC逆变器电路(95)；所述第一升压变换电路(82)和第二升压变换电路(83)的电源接入端并接后与前级负 载模块(602)的输出Vdcint连接；脉冲变压器Tl和脉冲变压器T2的次级串联连接升压整流电路，升压整流电路的输出 是直流高压Vbus ；所述DC/AC逆变器电路(95)由四只开关功率管DRVl DRV4为主构成，它们的栅极与 内环PI调节器(91)连接，受其输出的正弦脉宽调制信号的控制，DC/AC逆变器电路(95)向 电网Pl输出并网电流。
2.根据权利要求1所述的老化测试用回馈负载节能电路，其特征在于 所述脉冲发生器(81)输出固定占空比的控制脉冲。
3.根据权利要求1所述的老化测试用回馈负载节能电路，其特征在于所述DC/AC逆变器电路(95)在向电网Pl输出并网电流的电路中，串接有一继电器触 点Kl和霍尔电流传感器Hl，继电器触点Kl用于将DC/AC逆变器电路(95)和电网Pl隔开， 当电网电压或者频率不正常时断开K1，实现对DC/AC逆变器电路(95)的保护；霍尔电流传感器Hl检测并网电流并将检测信号输入到内环PI调节器(91)进行控制。
专利摘要一种老化测试用回馈负载节能电路，包括电源输入端并联的第一升压变换电路和第二升压变换电路，升压整流电路，内环PI调节器以及DC/AC逆变器电路；DC/AC逆变器电路由四只开关功率管DRV1～DRV4为主构成，它们的控制极与内环PI调节器连接，受其输出的正弦脉宽调制信号的控制。本专利的电路低压大电流直流输入、高压交流输出，通过升压电路初级并联、升压变压器次级串联及PWM电路以最大占空比工作的方法，提高了变换效率。本专利的升压电路和逆变器解耦分别独立控制，当需求有变更，要二次升压电路的输入电压变化时，仅需将变压器匝数比做相应更改即可，逆变器部分的硬件和软件均不需做任何更改，扩展性强。
文档编号H02M7/537GK201878014SQ20102065851
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者李垂猛, 邹曙 申请人:东莞市冠佳电子设备有限公司