大功率直流電子負(fù)載的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種大功率直流電子負(fù)載，包括直流電源輸入端、電流互感器、電壓互感器、3路功耗電路、3路IGBT驅(qū)動(dòng)電路及ARM控制器。功耗電路包括IGBT和耗能電阻，IGBT和耗能電阻串聯(lián)連接。ARM控制器包括電流檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路、3路PWM控制輸出電路，溫度檢測(cè)電路、按鈕輸入接口、繼電器輸出電路和通信接口電路。直流電源輸入端接收直流信號(hào)經(jīng)電路中串聯(lián)的電感和并聯(lián)的電容后加載于并聯(lián)的3路功耗電路上。本實(shí)用新型的有益效果是：以ARM處理器為主控芯片，可實(shí)現(xiàn)恒壓、恒流、恒阻、恒功率的工作模式，采用電子功率開關(guān)技術(shù)，分三段控制，保證大的動(dòng)態(tài)調(diào)整范圍，采用PWM調(diào)制技術(shù)獲得更精細(xì)的負(fù)載調(diào)整量。
【專利說明】大功率直流電子負(fù)載
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種大功率直流能耗型電子負(fù)載。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，小功率直流電子負(fù)載由于市場(chǎng)的需求有許多生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量的、技術(shù)成熟的產(chǎn)品，單機(jī)大功率直流電子負(fù)載相對(duì)于小功率直流電子負(fù)載的控制變得更加復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)平滑、精細(xì)的控制。而大功率直流電子負(fù)載隨著生產(chǎn)、生活的發(fā)展，需求越來越多；除電動(dòng)汽車、充電粧等大功率電源的測(cè)試要求外，能源系統(tǒng)的微電網(wǎng)建設(shè)也急需大功率電子負(fù)載。微電網(wǎng)的建設(shè)實(shí)施都是幾百千瓦到兆瓦級(jí)，而微電網(wǎng)的負(fù)荷調(diào)整都需要幾十千瓦的大功率電子負(fù)載來完成，目前市場(chǎng)上的大功率電子負(fù)載產(chǎn)品多為10千瓦以下的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，有必要提供一種單機(jī)功率可達(dá)50千瓦的直流電子負(fù)載，采用3路功耗電路并聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式來解決大功率直流電子負(fù)載平滑、精細(xì)的控制問題。
[0004]一種大功率直流電子負(fù)載，主電路包括直流電源輸入端、與直流輸入端串聯(lián)的電感和電流互感器、與直流輸入端并聯(lián)的電容和電壓互感器、與直流輸入端并聯(lián)的3路功耗電路；控制電路包括仙1控制器和3路1(^81驅(qū)動(dòng)電路；主電路中的電流互感器與仙1控制器中的電流檢測(cè)電路相連，主電路中的電壓互感器與八應(yīng)控制器中的電壓檢測(cè)電路相連，八咖控制器中的3路？麗控制輸出電路分別與3路叩81驅(qū)動(dòng)電路相連，3路叩81驅(qū)動(dòng)電路分別與3路功耗電路相連。
[0005]所述的功耗電路包括I⑶!'和耗能電阻，1681和耗能電阻串聯(lián)連接；所述的仙1控制器包括電流檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路、3路？麗控制輸出電路，溫度檢測(cè)電路、按鈕輸入接口、繼電器輸出電路和通信接口電路；所述的直流電源輸入端接收直流信號(hào)經(jīng)電路中串聯(lián)的電感和并聯(lián)的電容后加載于并聯(lián)的3路功耗電路上；所述的電流互感器連接于直流電源輸入端與電感間，將檢測(cè)的電流信號(hào)送入仙1控制器中的電流檢測(cè)電路；所述電壓互感器并聯(lián)于電容兩端，將檢測(cè)的電壓信號(hào)送入仙1控制器中的電壓檢測(cè)電路；所述的仙1控制器中3路？麗控制輸出電路分別與3路1(^81驅(qū)動(dòng)電路連接，將？麗控制信號(hào)送到驅(qū)動(dòng)電路；所述的3路叩81驅(qū)動(dòng)電路分別連接至3路功耗電路，控制3路功耗電路中的1部丁開通或閉合。
[0006]所述的直流電子負(fù)載，在直流電源輸入端后面，串聯(lián)一個(gè)電感，并聯(lián)一個(gè)電容。
[0007]所述的3路功耗電路并聯(lián)連接，分別由3個(gè)叩81控制3段電阻的接通或斷開，3段電阻的阻值大小按16:4:1構(gòu)成。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:以仙1處理器為主控芯片，可實(shí)現(xiàn)恒壓、恒流、恒阻、恒功率的工作模式，電子負(fù)載具有直流純線性特性，采用電子功率開關(guān)技術(shù)，分三段控制，保證大的動(dòng)態(tài)調(diào)整范圍，采用？麗調(diào)制技術(shù)獲得更精細(xì)的負(fù)載調(diào)整量，模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以以模塊并聯(lián)方式或柜體并聯(lián)方式組成更大功率負(fù)載，多種通信技術(shù)可以滿足靈活可靠的組網(wǎng)應(yīng)用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，一種大功率直流電子負(fù)載，主電路包括直流電源輸入端、串聯(lián)電感、并聯(lián)電容、電流互感器、電壓互感器和并聯(lián)連接的3路功耗電路。控制電路包括仙1控制器和3路叩81驅(qū)動(dòng)電路。所述的功耗電路包括叩81和耗能電阻，1681和耗能電阻串聯(lián)連接；八應(yīng)控制器的控制電路包括電流檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路、3路？II控制輸出電路，溫度檢測(cè)電路、按鈕輸入接口、繼電器輸出電路和通信接口電路；所述的3路？麗控制輸出電路分別與3路I⑶！'驅(qū)動(dòng)電路連接，將？麗控制信號(hào)送到I⑶！'驅(qū)動(dòng)電路；所述的I⑶！'驅(qū)動(dòng)電路分別連接至3路功耗電路，控制3路功耗電路中的叩81開通或閉合。
[0011]如圖1所示，所述的3路功耗電路并聯(lián)連接，分別由3個(gè)控制3段電阻的接通或斷開，3段電阻的阻值大小按16:4:1構(gòu)成。
[0012]所述的電子負(fù)載中，當(dāng)直流信號(hào)由直流輸入端經(jīng)電感、電容加載到主電路上，電路中的電流值經(jīng)過電流互感器和電流檢測(cè)電路送入八應(yīng)控制器中，電路中的電壓值經(jīng)過電壓互感器和電壓檢測(cè)電路送入仙1控制器中洫咖控制器根據(jù)通信接口設(shè)置的工作模式及電流、電壓的設(shè)定值，由相應(yīng)的控制算法計(jì)算出？麗控制信號(hào)，此控制信號(hào)經(jīng)過3路？麗控制輸出電路送至3路叩81驅(qū)動(dòng)電路，叩81驅(qū)動(dòng)電路分別控制3路功耗電路中的叩81通斷，使相應(yīng)的耗能電阻接通或斷開，達(dá)到控制目的。
[0013]如圖1所示，所述的按鈕輸入接口連接外部按鈕，通過按鈕的動(dòng)作啟動(dòng)或停止電路的工作。所述的溫度檢測(cè)電路將耗能電阻周邊的溫度傳感器信號(hào)送入八應(yīng)控制器中，當(dāng)檢測(cè)的溫度值高于設(shè)定值，通過所述的繼電器輸出電路，啟動(dòng)外部風(fēng)扇來降低耗能電阻周邊的溫度。
[0014]本實(shí)用新型涉及的其他各部分電路均為公知技術(shù)，在此不再詳細(xì)敘述。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率直流電子負(fù)載，其特征在于:主電路包括直流電源輸入端、與直流輸入端串聯(lián)的電感和電流互感器、與直流輸入端并聯(lián)的電容和電壓互感器、與直流輸入端并聯(lián)的3路功耗電路；控制電路包括ARM控制器和3路IGBT驅(qū)動(dòng)電路；主電路中的電流互感器與ARM控制器中的電流檢測(cè)電路相連，主電路中的電壓互感器與ARM控制器中的電壓檢測(cè)電路相連，ARM控制器中的3路PWM控制輸出電路分別與3路IGBT驅(qū)動(dòng)電路相連，3路IGBT驅(qū)動(dòng)電路分別與3路功耗電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率直流電子負(fù)載，其特征在于:所述的功耗電路包括IGBT和耗能電阻，IGBT和耗能電阻串聯(lián)連接；所述的ARM控制器包括電流檢測(cè)電路、電壓檢測(cè)電路、3路P麗控制輸出電路，溫度檢測(cè)電路、按鈕輸入接口、繼電器輸出電路和通信接口電路；所述的直流電源輸入端接收直流信號(hào)經(jīng)電路中串聯(lián)的電感和并聯(lián)的電容后加載于并聯(lián)的3路功耗電路上；所述的電流互感器連接于直流電源輸入端與電感間，將檢測(cè)的電流信號(hào)送入ARM控制器中的電流檢測(cè)電路；所述電壓互感器并聯(lián)于電容兩端，將檢測(cè)的電壓信號(hào)送入ARM控制器中的電壓檢測(cè)電路；所述的ARM控制器中3路PWM控制輸出電路分別與3路IGBT驅(qū)動(dòng)電路連接，將PWM控制信號(hào)送到IGBT驅(qū)動(dòng)電路；所述的3路IGBT驅(qū)動(dòng)電路分別連接至3路功耗電路，控制3路功耗電路中的IGBT開通或閉合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率直流電子負(fù)載，其特征在于:在直流電源輸入端后面，串聯(lián)一個(gè)電感，并聯(lián)一個(gè)電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率直流電子負(fù)載，其特征在于:所述的3路功耗電路并聯(lián)連接，分別由3個(gè)IGBT控制3段電阻的接通或斷開，3段電阻的阻值大小按16:4:1構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H02M3/10GK204216782SQ201420505194
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】王建國(guó), 安世奇, 黎明 申請(qǐng)人:青島晶銳測(cè)控科技有限公司