一种高压直流源输出快速泄放电路的制作方法

本发明属于电路应用技术领域，具体涉及一种高压直流源输出快速泄放电路。

背景技术：

近年来，高压直流电源向更高电压输出以及更高功率密度飞速发展，客户对装置的体验要求不断提高。因此，如何使装置在可调的输出电压范围内有良好的动态效果，同时又能在装置断电之后，输出kv级别电压能迅速降至0v，以保障客户用电安全，这一问题显得重要而急迫。

目前，市面上的产品大多选择在输出bus+、bus-之间堆砌众多的放电电阻，以达到装置断电后输出电容放电的目的。但是这种方式存在明显的缺点：

第一、电阻放电过程的不可控。当放电电阻阻值固定时，随着输出电容电量的泄放，输出电压下降，电阻的泄放电容电量的能力不断减弱，产生较长的拖尾时间。

第二、放电电阻体积偏大。在高压直流源kv级别输出，若需要几十ma泄放拉载能力。根据市面上的电阻功率、阻值搭配，需要多个电阻的串并联，这显然与高功率密度的发展方向相悖。

第三、电阻的动态效果不佳。高压直流源在运行过程中，输出电压可不断变化，输出负载的大小也可不断变化，这要求泄放电阻的拉载能力根据输出动态变化不断相应调整，传统电阻泄放方式难以实现。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种高压直流源输出快速泄放电路，可根据负载变化的情况，有效调节电子负载的拉载能力。

本发明采用的技术方案是：一种高压直流源输出快速泄放电路，所述高压直流源输包括主功率变换器和控制模块，所述主功率变换器用于向设备负载输出电压；所述控制模块用于控制主功率变换器输出电压的大小，还包括电子负载，所述电子负载连接在主功率变换器的输出两端并与设备负载并联，所述电子负载控制端连接控制模块的控制端，所述控制模块用于根据设备负载设定的不同工作状态输出不同的控制电压至电子负载，所述电子负载用于根据不同的控制电压以不同的拉载电流拉载使主功率变换器的输出电压变换到设定的工作状态。

进一步地，所述电子负载包括mos管、采样电阻r14和用于控制mos管栅极电压大小的控制电路，所述mos管的漏极连接主功率变换器输出端正极，mos管的源极连接采样电阻r14一端，mos管的栅极连接控制电路的输出端，所述采样电阻r14另一端连接主功率变换器输出端负极和控制电路的输入端，所述控制电路的控制端连接控制模块的控制端。

进一步地，所述控制电路包括放大器和比较器、电阻r2、电阻r3、电阻r12、电阻r15和电阻r17，所述放大器的反向输入端通过电阻r15连接到采样电阻r14与主功率变换器输出端负极之间，放大器的同向输入端连接控制模块的模拟地，放大器的输出端连接到比较器的负输入端；所述比较器的正输入端连接控制模块的模拟地，比较器的输出端连接mos管的栅极，所述控制模块的控制端、基准电压输出端和模拟地分别通过电阻r2、电阻r3和电阻r17连接到比较器的负输入端，所述电阻r12连接在放大器的反向输入端与输出端之间。

更进一步地，还包括采样模块，所述采样模块用于实时采样主功率变换器输出的电压和电流发送至控制模块，所述控制模块用于根据接收的电压和电流进行反馈调节控制主功率变换器的输出电压大小。

本发明运用mos管工作在线性区的特征设计一个电子负载电路，可根据输出电压以及负载变化的情况，有效调节电子负载的拉载能力，从而快速改变主功率变换器输出电压的大小，具有以下优点：

第一，电子负载提升了系统控制的灵活性和自适应性：相较于传统电阻负载的固定性，电子负载可根据高压直流源负载及变换器自身的特性，实时调整拉载电流的大小，使控制平顺易于实现，且在不需要对硬件做出更改的前提下，大大缩短调节周期。

第二，电子负载拉载具有较好的连贯性：当变换器在断电后，运用传统电阻负载在拉载时，会存在很长的拖尾时间，特别是输出电压降低至比较低的值时，这使得客户使用感受不好，本发明电子负载可以在辅助电源掉电之前，以一个恒定的电流拉载，使输出电压快速降至0v或客户需要的状态。

附图说明

图1为本发明泄放电路的原理图。

图2为本发明电子负载的电路原理图。

图3为本发明泄放电路工作的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1、图2所示，本发明一种高压直流源输出快速泄放电路，所述高压直流源输包括主功率变换器和控制模块，所述主功率变换器用于向设备负载输出电压；所述控制模块用于控制主功率变换器输出电压的大小，还包括用于实现拉载电流大小动态控制的电子负载，所述电子负载连接在主功率变换器的输出两端并与设备负载并联，所述电子负载控制端连接控制模块的控制端，所述控制模块用于根据设备负载设定的不同工作状态(即客户需要的工作状态)输出不同的控制电压至电子负载，所述电子负载用于根据不同的控制电压以不同的拉载电流拉载使主功率变换器的输出电压尽快变换到设定的工作状态。

上述方案中，电子负载包括mos管q1、采样电阻r14和用于控制mos管栅极电压大小的控制电路，所述mos管q1的漏极连接主功率变换器输出端正极，mos管q1的源极连接采样电阻r14一端，mos管q1的栅极连接控制电路的输出端，所述采样电阻r14另一端连接主功率变换器输出端负极和控制电路的输入端，所述控制电路的控制端连接控制模块的控制端。

上述方案中，控制电路包括放大器u1b和比较器u1a、电阻r2、电阻r3、电阻r12、电阻r15和电阻r17，所述放大器u1b的反向输入端通过电阻r15连接到采样电阻r14与主功率变换器输出端负极之间，放大器u1b的同向输入端连接控制模块的模拟地，放大器u1b的输出端通过电阻r7连接到比较器u1a的负输入端；所述比较器u1a的正输入端连接控制模块的模拟地，比较器u1a的输出端连接mos管q1的栅极，所述控制模块的控制端、基准电压输出端和模拟地分别通过电阻r2、电阻r3和电阻r17连接到比较器u1a的负输入端，所述电阻r12连接在放大器u1b的反向输入端与输出端之间。

上述方案中，还包括采样模块，所述采样模块用于实时采样主功率变换器输出的电压和电流发送至控制模块，所述控制模块用于根据接收的电压和电流进行反馈调节控制主功率变换器的输出电压大小。

本发明电子负载还设有对应的外围电路，能使电子负载中mos管q1、采样电阻r14、放大器u1b、比较器u1a工作更稳定，如图2所示，该外围电路均为常规的串并联电阻、电容组成的滤波、稳压等电路。

本发明电子负载实现拉载能力的原理如下：

当高压直流源的主功率变换器正常输出时，mos管q1和采样电阻r14并联在设备负载两端，作为电子负载拉载回路的功率部分，mos管q1工作在线性区。

从图3所示的控制流程可以看出，高压直流源工作时，控制模块根据设备负载可能工作的状态将da值从小到大细分为若干个具体的数值，当客户需要使设备负载工作在对应的工作状态时，控制模块就会根据约定的原则将不同的da值分配给电子负载。

假设某一时刻，电子负载的拉载电流为i0，控制模块发出的控制电压为da，则控制电压da与拉载电流i0的关系如下：

客户在使用高压直流源的过程中，可以使其工作在cc、cv模式下，不同模式下输出电压大小不同，因此控制模块可以给出不同的da值，这样电子负载能以不同的恒定拉载电流拉载，从而使主功率变换器输出电压快速变换为需要的工作模式，大大提高客户使用的效果。

本发明运用mos管工作在线性区的特征设计一个电子负载电路，可根据输出电压以及负载变化的情况，有效调节电子负载的拉载能力，从而改变主功率变换器输出电压的大小。

本发明电子负载提升了系统控制的灵活性和自适应性，相较于传统电阻负载的固定性，电子负载可根据高压直流源负载及主功率变换器自身的特性，实时调整拉载电流的大小，使控制平顺易于实现，且在不需要对硬件做出更改的前提下，大大缩短调试周期。

本发明电子负载拉载具有较好的连贯性，当主功率变换器在断电后，运用传统电阻负载在拉载时，会存在很长的拖尾时间，特别是输出电压降低至比较低的值时，这使得客户使用感受不好，本发明电子负载可以在辅助电源掉电之前，以一个恒定的电流拉载，使输出电压快速降至0v或客户需要的状态。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。