专利名称：一种整流模块的自举式节能老化方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力、通讯、电动汽车充电等应用的整流电源模块的老化技术，特别是一种自举式节能老化技术以及应用此技术的设备。
背景技术：
整流电源产品在生产过程中都必须在高温环境下带上负荷运行一段时间，即所谓的产品老化。产品老化的目的是让产品中可能存在的质量不良的元件或材料、生产装配工艺控制不到位产生的质量不良问题能暴露出来，以保证产品出厂后的稳定性及可靠性，降低产品售后的质量风险。不同产品的老化标准有所区别，电力、通讯、电动汽车充电用的整流电源模块属于大功率的电源产品，一般都是按额定输出负载运行24小时的标准老化。老化要消耗掉大量的电能，如果能采取一种节能的技术去完成，对企业还是社会无疑都是很有益的事情。现在的电源生产企业采用的老化方法有两种，一种是非节能的常规方法，即用功率电阻做老化的负荷，老化时电能在电阻上发热消耗掉，没有节能的作用；另一种是节能老化方法，用可与电网并网的逆变器作为待老化产品的负载，逆变器把待老化产品的输出电能送回电网，老化产品又从电网取电，如此电能就得到循环使用而达到节能的目的。前一种方法的优点是方法简单，没技术门槛易于实施、老化设备的投资较小，老化系统可靠性高，因此目前大多数中小电源生产企业仍采用这种方法，但其缺点也是显而易见的不节能，电能被白白浪费掉，负载发出大量热量而导致安全性较差，需要较大的场地放置老化负载。后一种方法的优点是无发热负载，可节能、老化场地较小、安全性较好，目前大型电源生产企业都采用这种方法；其缺点是1、技术含量较高，老化设备的投资较大，IW的老化产能约需要投资2元人民币，一个中型的电源厂家要投入几十万甚至上百万元，实力不足的企业难以承受；2、回馈电网的电能可能会对电网的电能质量产生影响，目前不允许直接上公共网只能在企业内部的电网内消化，企业的交流配电系统需要改造；3、设备较复杂，可靠性相对较低；4、因为逆变器有损耗，降低了节能的效果，据目前逆变器的技术，这种方法节能率约为80%。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新颖的整流电源模块的节能老化方法，解决现有节能老化方法投资大，小厂家无力实施的问题。本发明采用的技术方案可以描述为
一种整流模块的自举式节能老化方法，包括以下步骤
1)将特定数目的待老化的整流模块的输入端并联，再将其输出端串联组成一个老化模组，以使串联后的老化模组输出端的总输出电压与此老化模组的输入电压相匹配，并根据老化产能取得多个老化模组；
2)将步骤1中所得的各个老化模组的输入端和输出端分别直接串联组成多个老化电能的循环回路；
33)在步骤2中所取得的循环回路中接入稳压电源，所述稳压电源的输出电压范围及输出功率根据老化模组的输入电压等级和老化产能确定，使用多个二极管将该稳压电源的输出分隔成多个互相不影响的输出支路，每个支路与上面所述的一组老化模组的输入端相连接；
4)将待整流模块的输出稳压值、稳流值设定为老化标准所规定的值，并将稳压电源的输出电压设定到比一组老化模组的总输出电压低2V，开始老化。一种根据以上方法的整流模块的自举式节能老化设备，为多个整流模块进行老化，所述老化设备包括稳压电源、监控模块以及老化电能的循环回路，其中所述监控模块通过RS485通讯接口与老化的整流模块相连接，所述稳压电源为所述老化回路提供补充电源，多个所述待老化的整流模块的输入端并联输出端串联组成一个老化模组，所述老化模组的输入端和输出端直接串联组成一个所述老化电能的循环回路。作为以上技术方案的一种改进，所述整流模块与所述监控模块的RS485通讯端口通过手拉手的方式连成通讯总线。作为以上技术方案的一种改进，所述监控模块用于设置待整流模块的输出稳压值、稳流值、老化时间长度、定时老化时间等参数，并监视、记录老化过程中整流模块的工作情况。作为以上技术方案的一种改进，所述稳压电源为高频开关稳压电源。作为以上技术方案的一种改进，所述稳压电源的输出端被多个二极管分隔成多个互相不影响的输出支路。作为以上技术方案的一种改进，所述稳压电源的输出电压设置为比单组老化模组的总输出电压低2V。本发明的有益效果是
本发明提出了一种整流电源模块老化的新颖节能方法，这种方法老化设备投资少，甚至比常规耗能型老化方法投资还小，解决现有节能老化方法投资大，小厂家无力实施的问题，易于推广使用；节能，而且节能效率只受老化产品自身的效率影响，产品的效率有多高， 节能效率就有多高，现代的大功率整流电源的效率都可超过93%，因此本发明提出的新方法比现有的方法节能效率高且可达到极限；电能只在老化产品内循环利用，不需要送回电网， 不存在影响电网电能质量的问题，易于实施；本方法是利用产品本身具有的一些技术特性来实现的，不需要投入太多的设备，简单且易实现，因此可靠性较高。为了更好地说明本发明的效果，以下以某公司为案例来分析说明，以将该技术与常规非节能老化方法及加逆变器的节能老化方法在技改投资及节能的效果方面进行对比。 某公司2010年整流电源的产量约为30，000KW，一年按240个工作日算，需要老化产能约为 125KW/日，设计时预留30%的裕量，实际为ISOkW/日，产品老化时间为24小时，整流模块的效率约为94%，改造需要的逆变器或稳压电源按2元/W计，工业用电电费按1. 0元/度计，依据这些条件使用不同技术的改造投入为用加逆变器的技术改造，需要的逆变器功率为180KWX85%=153KW (老化产品的输出功率X逆变器的效率)，改造投入为153KWX2元/ W=30. 6万元；用自举式节能老化技术改造，需要投入的稳压电源功率为180KWX (1-92%) =14. 4KW (计算公式中1-92%的依据是，稳压电源只是用于补充整流模块老化时自身损耗的电能，整流模块的效率为94%，再加稳压电源的损耗，可认为整个老化系统的效率为92%，既损耗为1_92%)，改造投入为14. 4KWX2元/W=2. 88万元，投入不到前一种方法的1/10。再对比节能产生的经济效益，常规非节能老化每年耗电(125KW+94%) X24小时X240=765，957 度，需电费76. 6万元；加逆变器的节能老化方法每年耗电(125KW+94%) X (1-85%) X 24 小时X 240=114，894度，需电费11. 5万元；自举式节能老化方法每年耗电125KWX (1-9290X24小时X240=57，600度，需电费5. 76万元。从上可知，自举式节能老化技术改造投资不到加逆变器技术的1/10，一个月节约的电费就能收回投资，绝大多数企业都能接受，节能效率大于90%优于加逆变器技术的80%。除了投资小，节电效率高外，自举式节能老化方法因为不需要电阻负载且附加的补充电能的稳压电源功率小，所以占用的场地小，同样产能需要的场地不到非节能常规老化的50%，比加逆变器技术的方法也要小，而且没了大量发热的负载电阻，老化工作的安全性得到很大地提高；相比加逆变器技术的方法，自举式节能老化系统因为不用并入交流电网是独立系统，所以使用时不用考虑电网负荷的情况， 所以更容易实施和使用。
下面结合附图对发明的具体实施方式
作进一步详细说明。图1为本发明的电路原理图； 图2为本发明的电路示意图。
具体实施例方式电力、通讯、电动汽车充电用的整流模块都是大功率的整流模块，这类整流模块自身都带有输出稳压及稳流功能，而且其稳压和稳流值都是可以设置的，整流模块有较宽的输入电压范围，本发明提出的新颖的高效节能老化方法正是利用了产品的这些特点。本方法的核心思想既是把产品老化时输出的电能再作为产品的电源使用，让电能得以循环利用，这一点与现有的采用附加逆变器的节能老化方法类似，不同的是本发明所提出的自举式节能老化法把待老化产品的输出端直接与输入端相接，中间不附加类似逆变器的电压变换装置，这样可以省却电压变换装置的投资，而且可以避免变换装置产生的损耗降低了节能效率。整流模块是AC/DC变换装置，这种装置实际上可以看成是1个整流单元电路+1个 DC/DC变换装置，前级是整流电路。整流电路的输入可以是交流也可以是直流，但输出都是直流，正如此我们可把整流模块的输出端与输入端接在一起形成一个电能闭环流动的路径，把电能循环利用起来。但由于整流模块有不同的输出电压，例如电力整流模块的额定输出电压是220或1 IOVdc，通讯电源是48或24Vdc输出的，电动汽车充电用整流模块是500 或700Vdc输出的，另外各种整流模块的输入也有不同的电压等级，电力及电动汽车用的是 380Vac输入经整流滤波后相当于540Vdc左右的直流输入，而通讯用的是220Vac输入的经整流滤波后相当于310Vdc左右的直流输入，输入与输出的电压不匹配，不能直接连接。解决老化时模块的输入与输出电压匹配问题是本发明的一个关键技术，具体方法如下如图1所示，将数个待老化整流模块11连接为一组，把每组模块的输入端并联，输出端串联在一起组成一个老化模组1，其中一个模组中整流模块11的数量根据模块输入与输出电压的等级确定，因为整流模块11的输入与输出电压都有较宽的适应范围，找到一个理想的匹配点是可行的，例如电力用模块，220Vdc输出的可用2个做一组，IlOVdc的可用4个作为一组；通讯用模块，48Vdc输出的可用6个做一组，24Vdc的可用12个作为一组；电动汽车充电用模块，500Vdc或700Vdc的都用1个做一组。然后再把这一组老化模块1的总输出端与输入端相连接组成一个老化电能的循环回路。整流模块11工作时会产生损耗，根据能量守恒的原则，如果不进行能量补充，循环利用的电能无法维持整流模块11持续工作，因此在老化过程中如何补充整流模块11自身损耗消耗掉的电能是本发明的另一个关键技术，具体方法如下在老化系统中增加一台输出电压可调的高频开关稳压电源2，所述稳压电源2的输出电压范围及输出功率根据待整流模组11的输入电压等级和老化的产能确定，用多个二极管21将该稳压电源2的输出分隔成多路互相不影响的输出支路，每个支路与上面所述的一组老化模组1的输入相接， 这样一台稳压电源2就可以为多个老化模组1提供老化时的电能补充，输出支路的数量依老化的产能而定。老化时将待整流模块11的输出稳压值、稳流值设定为老化标准规定的值，补充能量的稳压电源的输出电压设定到比一组整流模块11串联输出的电压低2V，整个老化系统即可正常工作。用额定输入电压为380Vac，标称输出电压为220V，额定输出电流=40A的整流模块11为例说明本自举式节能老化方法的具体实施方式
。老化系统的电气接线如图2所示，其中RMla RM8a，RMlb RMlb是16台待老化的整流模块，U、V、W是模块的输入端， Out+、Out-是模块的输出正、负极，A、B是模块的RS485通讯端口，PE是保护接地端。16台模块分为8组每组两台。如图所示将每组的a模块的Out-与b模块的Out+相连形成输出串联，a、b模块的U、W分别相连V悬空形成输入并联，再将a模块的Out+与U相连，b模块的Out-与W相连，既模块组的输出端与输入端并联形成电能循环通路，将每组的b模块的Out-连在一起构成BUS-，每台模块的A、B通讯端口以手拉手的方式连成RS485通讯总线，每台模块的PE在系统的保护接地铜排处连接在一起。Powerl是一台额定输入电压为 380Vac、输出电压在430-560Vdc之间可调、额定输出电流20A(该电流是按老化8台40A额定输出电流的整流模块11得出，可根据实际情况增减)的用于补充电能的稳压电源2，该电源的Out-也接到BUS-上，Out+经D1-D8分为IN+1-IN+8八条支路(支路数量可根据实际情况增减)，每条支路与一组待老化模块的U相接，输入端U、V、W接入公共电网，P E接入系统保护接地铜排。WDJl是一台监控模块3，用于设置待老化整流模块11的输出稳压值、稳流值、老化时间长度、定时老化时间等参数，并监视、记录老化过程中整流模块11的工作情况，它的通讯端A、B与整流模块11的通讯总线相连。本例整流模块11的输出稳压值设为 264 V dc，稳流值设为100%模块额定输出电流，稳压电源的输出设为526 V dc，设置好即可开始老化。对于其它输入、输出电压等级的整流模块11可按前述计算每组模块的数量， 其余设计与本例相同。以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制，只要是以基本相同的手段实现本发明的目的都应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种整流模块的自举式节能老化方法，其特征在于所述方法包括以下步骤1)将特定数目的待老化的整流模块(11)的输入端并联，再将其输出端串联组成一个老化模组(1)，以使串联后的老化模组(1)的输出电压与此老化模组(1)的输入电压相匹配，并根据老化产能取得多个老化模组(1)；2)将步骤1中所得的各个老化模组(1)的输入端和输出端分别直接连接组成多个老化电能的循环回路；3)在步骤2中所取得的循环回路中接入稳压电源(2)，所述稳压电源(2)的输出电压范围及输出功率根据老化模组(1)的输入电压等级和老化产能确定，使用多个二极管(21) 将该稳压电源(2)的输出端分隔成多个互相不影响的输出支路，每个支路与上面所述的一组老化模组(1)的输入端相连接；4)将整流模块(11)的输出稳压值、稳流值设定为老化标准所规定的值，并将稳压电源 (2)的输出电压设定到比单个老化模组(1)的输出电压低2V，开始老化。
2.一种整流模块的自举式节能老化设备，以对整流模块(11)进行老化处理，其特征在于所述老化设备包括稳压电源(2)、监控模块(3)以及老化电能的循环回路，其中所述监控模块(3)通过RS485通讯接口与老化的整流模块(11)相连接，所述稳压电源(2)为所述循环回路提供补充电源，多个所述待老化的整流模块(11)的输入端并联输出端串联组成一个老化模组(1)，所述老化模组(1)的输入端和输出端直接串联组成一个所述老化电能的循环回路。
3.根据权利要求2所述的一种整流模块的自举式节能老化设备，其特征在于所述老化整流模块(11)与所述监控模块(3)的RS485通讯端口通过手拉手的连接方式连成通讯总线。
4.根据权利要求2所述的一种整流模块的自举式节能老化设备，其特征在于所述监控模块(3)用于设置待老化整流模块(11)的输出稳压值、稳流值、老化时间长度、定时老化时间等参数，并监视、记录老化过程中整流模块(11)的工作情况。
5.根据权利要求2所述的一种整流模块的自举式节能老化设备，其特征在于所述稳压电源(2 )为高频开关稳压电源。
6.根据权利要求2所述的一种整流模块的自举式节能老化设备，其特征在于所述稳压电源(2)的输出端包含有由多个二极管(21)分隔成的多个互相不影响的输出支路。
7.根据权利要求2所述的一种整流模块的自举式节能老化设备，其特征在于所述稳压电源(2)的输出电压设置为比单个老化模组(1)的总输出电压低2V。
全文摘要
本发明提出了一种整流模块的自举式节能老化方法，包括以下步骤将特定数目的待老化的整流模块组成一个输入输出电压互相匹配老化模组；再将老化模组的输入端和输出端分别直接串联组成多个老化电能的循环回路；然后在循环回路中接入稳压电源补偿能量损耗。本发明同时还提出了一种应用此方法的老化设备。本发明所提出的老化方法设备投资少，节能效率高，不影响电网电能质量，而且简单易实现，可靠性较高。
文档编号G01R31/00GK102255524SQ201110127469
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者关平 申请人:珠海瓦特电力设备有限公司