专利名称：具有能量回馈的可并联的程控电负载的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种程控电负载，具体地说，涉及一种用于电源模块生产时的老化系统中具有能量回馈的可并联的程控电负载。
背景技术：
传统电源模块老化系统中，老化模块的输出功率往往靠电阻消耗，造成能量的浪费。同时，为适应不同电压、功率等级的模块，需要储备大量不同功率、阻值的电阻以备不时之需。电阻长期在高温环境下工作，损坏比率也很大。如何用一个统一的系统，将各种不同的被老化模块的输出电压升高后返回给老化系统的供电母线；并在这一过程中保持被老化模块的输出电流恒定在某一由外控制系统决定的值，使得老化系统的电能充分合理地利用，成为一个新的课题。而且由于用在老化系统，工作环境恶劣，所以EMI和工作温度要求较高。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题就在于克服现有技术中能量浪费的缺陷，提供一种具有能量回馈的可并联的程控电负载，它能够将被老化模块的输出电压升高后返回给老化系统的供电母线；并在这一过程中保持被老化模块的输出电流恒定在某一由外控制系统决定的值。
为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案本实用新型具有能量回馈的可并联的程控电负载，它包括主功率部分和控制部分，其中主功率部分包括电流取样差分电路、主电路。
控制部分包括两组放大电路、基准跟随电路、比较电路、主控制电路、驱动电路。
本实用新型所述电流取样差分电路是通过取样电阻和差分放大电路，把输入电流取样成一个电压信号，信号电压与被取样电流成正比，这个电压信号提供给后面两组放大电路，它需要外界提供一组正负电压给运放供电，且这组正负电压的基准地与其他辅助供电不同；所述主电路是BOOST电路拓朴，把输入电压升高，这个BOOST电路本身没有反馈稳压功能，需要把输出端接到老化系统的供电母线上，保持输出电压为母线电压；所述两组放大电路是指电流取样差分电路采出的电流信号输入到两个用精密运放搭的放大电路中，一个放大电路的输出直接输出到辅助针上，供外控制系统监测电流；另一个放大电路的输出提供给下一级运放做输入；由于都是用精密运放搭的，对供电要求较严格，需要提供+5V和-1--2V的供电；所述基准跟随电路是指用运放做一级跟随，然后再提供给下一级运放与电流信号做比较，需要+12V和-5V的供电；所述比较电路是指把经过放大后的电流取样信号与跟随处理后的基准电压比较，结果提供给主控制电路；所述主控制电路是一个3843芯片及其外围电路，比较电路的输出结果供应给3843的COMP脚，这个脚的作用是在工作区域内，COMP脚电压越高输出的PWM脉宽就越大，3843的电流环不使用，为使它正常工作，直接从震荡定频电路模拟一个三角波给电流环，电压反馈的FB脚不使用，用电阻接地。这需要一个12V外供应电；所述驱动电路是PWM的输出通过驱动电路控制主BOOST的工作，以将能量传回到老化母线，外控制系统给的基准电压越高，则电负载的输入电流就会调得越大；本实用新型所述主功率部分还包括输入滤波、主电路之间的滤波和主电路输出滤波。
本实用新型所述控制部分还包括输出过压保护电路和辅助供电；其中所述输出过压保护电路是为防止输出虚接损坏电负载，在输出端加过压保护，通过电压取样个光藕隔离把输出过压信号变为关断信号提供回主控制电路。
所述辅助供电是一个小DC/DC变换器，从连接老化母线的一端取电，给控制系统作为供电用。差分电路需要的Vcc与众不同，需要单独供应一对正负电压及基准地。
本实用新型所述电负载还包括另外六根功能针一根用来输出电流检测信号；一根用来输入基准电压，两根是主PWM的地，供外控制电路共地用；两根把比较电路的正负供电提供给外控制电路使用。
本实用新型单个回馈系统，随着控制基准电压不同，可以在输入电流3-20A下工作。如20-36V，15-20A的输出的模块的老化，对低压输出的电源模块，可以用多模块输出串联方式提高电压，大约可以将70-80％的能量回馈到60V的老化母线上。如果多个回馈系统并联工作，可以用来老化更大输出电流的电源模块。
图1为本实用新型结构框图。
图2为本实用新型电路图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型电路分为几个主要功能部分一主功率部分1、输入滤波在电流取样前的滤波，防止输入供电对电流取样的干扰。同时也防止工作产生的纹波反灌干扰输入供电(对并连接工作有影响)。
2、电流取样差分电路通过取样电阻和差分放大电路，把输入电流取样成一个电压信号，信号电压与被取样电流成正比，这个电压信号提供给后面两组放大电路。用差分取样方式是为了防止多个回馈系统并联接的电流的相互影响。这部分需要外界供一组正负电压给运放供电，且这组正负电压的基准地与其他辅助供电不同。
3、滤波取样电路与主工作电路间要有滤波，把主工作电路产生的纹波滤掉，使之不影响取样电路。
4、主电路BOOST电路拓朴。把输入电压升高。因为输出没有稳压功能，所以需要把输出端接到老化系统的供电母线上，保持输出电压为母线电压。
5、滤波输出滤波二控制部分6、两组放大电路电流取样差分电路采出的电流信号输入到两个用精密运放搭的放大电路中。一个放大电路的输出直接输出到辅助针上，供外控制系统监测电流；另一个放大电路的输出提供给下一级运放做输入。由于都是用精密运放搭的，对供电要求较严格。需要提供+5V和-1--2V的供电。
7、基准跟随电路外控制电路提供的基准电压可能没有多大能量，所以用运放做一级跟随，然后再提供给下一级运放与电流信号做比较。需要+12V和-5V的供电。
8、比较电路把经过放大后的电流取样信号与跟随处理后的基准电压比较。结果提供给主控制电路。
9、主控制电路是一个3843芯片及其外围电路。比较电路的输出结果供应给3843的COMP脚，这个脚的作用是在工作区域内，COMP脚电压越高输出的PWM脉宽就越大。3843的电流环不使用，为使它正常工作，直接从震荡定频电路模拟一个三角波给电流环。电压反馈的FB脚不使用，用电阻接地。这需要一个12V外供应电。
10、驱动电路PWM的输出通过驱动电路控制主BOOST的工作，以将能量传回到老化母线。这样一来，外控制系统给的基准电压越高，则电负载的输入电流就会调得越大。
11、输出过压保护电路因为输出没有稳压功能，所以需要把输出端接到老化系统的供电母线上，保持电压为母线电压。为防止输出虚接损坏电负载，在输出端加过压保护。电压取样后通过一个光藕隔离把输出过压信号变为关断信号提供回主控制电路。
12、辅助供电实际是一个小DC/DC变换器。从连接老化母线的一端取电，给控制系统作为供电用。差分电路需要的Vcc与众不同，需要单独供应一对正负电压及基准地。主PWM、驱动电路、基准电压的跟随和比较电路需要用一对正负电压(+12，-5V)；两个用精密运放搭的放大电路要求的电压较低，所以从比较电路的供电中用线性稳压另分出来(+5V和-1--2V)。
除主功率输入输出外，另有六根功能针一根用来输出电流检测信号；一根用来输入基准电压，两根是主PWM的地，供外控制电路共地用；两根把比较电路的正负供电提供给外控制电路使用。
本实用新型的电路原理图如图2所示。
权利要求1.一种具有能量回馈的可并联的程控电负载，包括电流取样差分电路、BOOST电路、放大电路、基准跟随电路、比较电路、控制电路和驱动电路；其特征在于它包括主功率部分和控制部分，其中主功率部分包括电流取样差分电路、主电路；电流取样差分电路输入端与取样电阻相连，输出端分别与两组放大电路和主电路的输入端相连，由辅助供电DC/DC变换器为电流取样差分电路提供独立的电源；主电路是BOOST电路拓朴，它的输出端与老化系统的供电母线相连，保持输出电压为母线电压；控制部分包括两组放大电路、基准跟随电路、比较电路、主控制电路、驱动电路；两组放大电路是均由精密运算放大器组成，一个放大电路的输出直接与辅助针相连；另一个放大电路的输出与下一级运放的输入端相连；两组放大电路的电源输入分别是+5V和-1--2V直流电源；基准跟随电路用一个运放电路做一级跟随，然后再将输出端与下一级运放的一个比较端相连，该电路的电源输入分别是+12V和-5V直流电源；主控制电路包括一片3843芯片及其外围电路，3843芯片的COMP脚与PWM电路的输入端相连，3843芯片的电流环与震荡定频电路模拟输出端相连，电压反馈的FB脚不使用，用电阻接地，电源输入是12V直流电源；主控制电路的输出与PWM电路的输入相连，PWM电路的输出通过驱动电路与主BOOST的控制端相连；主BOOST的输出与老化系统的供电母线相连，同时又通过输出电压检测与PWM电路相连。
2.如权利要求1所述的具有能量回馈的可并联的程控电负载，其特征在于所述电流取样差分电路的输入端与输入滤波电路相连；电流取样差分电路与主电路之间通过滤波电路相连；主电路输出端通过输出滤波电路与老化系统的供电母线相连。
3.如权利要求1或2之任一所述的具有能量回馈的可并联的程控电负载，其特征在于所述控制部分还包括输出过压保护电路和辅助供电电路，其中输出过压保护电路由跨接在主电路和PWM电路之间输出电压检测电路和光耦合控制器件构成；辅助供电电路是一个小DC/DC变换器，输入端与老化系统的供电母线相连，输出端与控制系统和差分电路的电源输入端相连。
4.如权利要求3所述的具有能量回馈的可并联的程控电负载，其特征在于所述电负载还包括另外六根功能针一根连接到电流检测信号上，一根连接到输入基准电压上，两根与主电路和PWM电路的电源地相连，两根与比较电路的正负供电线相连。
专利摘要本实用新型公开了一种具有能量回馈的可并联的程控电负载，它包括主功率部分和控制部分，其中主功率部分包括电流取样差分电路、主电路。控制部分包括两组放大电路、基准跟随电5路、比较电路、主控制电路、驱动电路。它能够将被老化模块的输出电压升高后返回给老化系统的供电母线；并在这一过程中保持被老化模块的输出电流恒定在某一由外控制系统决定的值。
文档编号G01R31/00GK2788208SQ20042011819
公开日2006年6月14日 申请日期2004年12月3日 优先权日2004年12月3日
发明者卢作选 申请人:北京新雷能有限责任公司