一种能耗型交流电子负载的制作方法

文档序号:11342284阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种能耗型交流电子负载,其特征在于,包括交流接触器、交流输入滤波电感(3)、逆变桥(4)、直流侧电容(5)、斩波模块(6)、能耗电阻(7)、检测模块(8)和控制模块(9);

所述交流接触器的第一端用作与被测电源(1)一极连接的接口,所述交流接触器的第二端与所述交流输入滤波电感(3)的第一端连接,所述交流输入滤波电感(3)的第二端与所述逆变桥(4)的第一端连接,所述逆变桥(4)的第二端用作与被测电源(1)另一极连接的接口;

所述逆变桥(4)通过所述逆变桥(4)第三端和第四端与所述直流侧电容(5)并联,所述斩波模块(6)和所述能耗电阻(7)串联后与所述直流侧电容(5)并联;

所述检测模块(8)第一端用作与所述被测电源(1)连接的接口,用于检测所述被测电源(1)的电压;所述检测模块(8)第二端与所述交流输入滤波电感(3)连接用于检测所述交流输入滤波电感(3)的电流;所述检测模块(8)第三端与所述直流侧电容(5)连接用于检测所述直流侧电容(5)的电压;所述检测模块(8)第四端与所述控制模块(9)第一端连接用于传送检测到的被测电源(1)的电压,所述检测模块(8)第五端与所述控制模块(9)第二端连接用于传送检测到的所述交流输入滤波电感(3)的电流,所述检测模块(8)第六端与所述控制模块(9)第三端连接用于传送检测到的所述直流侧电容(5)的电压;

所述控制模块(9)第一端与所述检测模块(8)第四端连接,用于接收检测到的被测电源(1)的电压;所述控制模块(9)第二端与所述检测模块(8)第五端连接,用于接收检测到的所述交流输入滤波电感(3)的电流;所述控制模块(9)第三端与所述检测模块(8)第六端连接,用于接收检测到的所述直流侧电容(5)的电压;所述控制模块(9)第四端与所述逆变桥(4)连接,用于控制所述逆变桥(4)的导通与关断;所述控制模块(9)第五端与所述斩波模块(6)连接,用于控制所述斩波模块(6)的导通与关断。

2.如权利要求1所述的电子负载,其特征在于,所述检测模块(8)包括被测电源输出电压检测单元(81)、交流输入滤波电感电流检测单元(82)和直流侧电容电压检测单元(83);所述被测电源输出电压检测单元(81)第一端用作所述检测模块(8)第一端,所述被测电源输出电压检测单元(81)第二端用作所述检测模块(8)第四端;所述交流输入滤波电感电流检测单元(82)第一端用作所述检测模块(8)第二端,所述交流输入滤波电感电流检测单元(82)第二端用作所述检测模块(8)第五端;所述直流侧电容电压检测单元(83)第一端用作所述检测模块(8)第三端,所述直流侧电容电压检测单元(83)第二端用作所述检测模块(8)第六端。

3.如权利要求1所述的电子负载,其特征在于,所述控制模块(9)包括相互连接的数字信号处理单元(91)和驱动与保护电路(92);所述数字信号处理单元(91)第一端用作所述控制模块(9)第一端,所述数字信号处理单元(91)第二端用作所述控制模块(9)第二端,所述数字信号处理单元(91)第三端用作所述控制模块(9)第三端;所述驱动与保护电路(92)第一端用作所述控制模块(9)第四端,所述驱动与保护电路(92)第二端用作所述控制模块(9)第五端;所述控制模块(9)还包括一与所述数字信号处理单元(91)连接的人机交互单元(93)。

4.如权利要求3所述的电子负载,其特征在于,所述控制模块(9)首先根据接收到的所述被测电源(1)的电压U1和设定的电流特性曲线I0按照公式(I)计算得到负载电流指令Ir:

Ir=I0×U1÷220 (I),

然后根据计算得到的所述负载电流指令Ir和所述交流输入滤波电感(3)的电流If按照公式(II)计算得到电流误差e:e=Ir-If (II),最后根据所述电流误差e计算得到驱动指令Ui,从而控制所述逆变桥(4)的导通与关断。

5.如权利要求3所述的电子负载,其特征在于,所述控制模块(9)根据接收到的所述直流侧电容(5)的电压Uf以及设定的所述直流侧电容(5)的电压最大值Umax和最小值Umin,按照(III)和公式(IV)工作:

当Uf≥Umax时,S=1 (III);

当Uf<Umin时,S=0 (IV);

其中,所述直流侧电容(5)电压的最大值Umax和最小值Umin通过公式(V)和公式(VI)确定:

Umin=U×1.2(V),Umax=U×1.25 (VI),

其中,U为被测电源输出电压的峰值;

当S=1时,所述控制模块(9)控制所述斩波模块(6)导通,使能耗电阻(7)与直流侧电容(5)接通,实现耗能放电并维持直流侧电容(5)电压不超过Umax,当S=0时,控制斩波模块(6)关断,使能耗模块与直流侧电容(5)断开,维持直流侧电容(5)电压大于Umin。

6.如权利要求3所述的电子负载,其特征在于,所述数字信号处理单元(91)包括滞环控制器(914),和依次连接的负载电流指令形成单元(911)、减法器(912)和电流控制器(913);所述滞环控制器(914)的第一输入端用作所述控制模块(9)第三端,所述滞环控制器(914)的输出端连接所述驱动与保护电路(92);所述负载电流指令形成单元(911)的第一输入端用作所述控制模块(9)第一端;所述减法器(912)输入端用作所述控制模块(9)第二端;所述电流控制器(913)的输出端连接所述驱动与保护电路(92);所述滞环控制器(914)的第二输入端与所述负载电流指令形成单元(911)的第二输入端连接人机交互单元(93)。

7.如权利要求1所述的电子负载,其特征在于,所述电子负载还包括预充电电路,预充电电路由用于接通充电电路的充电接触器和充电电阻串联而成,预充电电路与所述交流接触器并联。

8.如权利要求6所述的电子负载,其特征在于,所述直流侧电容(5)的额定工作电压Uc满足如下条件:Uc≥U×1.5,其中,U为被测电源(1) 输出电压的峰值;所述电流控制器(913)采用PI、PR或者PID控制器,所述逆变桥(4)为三相逆变桥或单相逆变桥。

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