一种基于UC3854的能量回馈型交流电子负载制造技术

本实用新型专利技术涉及电子负载技术，具体涉及一种基于UC3854的能量回馈型交流电子负载，包括AC‑DC整流电路模块、功率因素校正模块、反激式升压电路模块、单片机控制模块和辅助电源模块；AC‑DC整流电路模块、功率因素校正模块、反激式升压电路模块依次连接，AC‑DC整流电路模块接系统交流电压输入端，反激式升压电路模块输出为直流电压输出端，单片机控制模块控制反激式升压电路模块的输出电压，辅助电源模块分别连接AC‑DC整流电路模块输出端、功率因素校正模块、反激式升压电路模块和单片机控制模块。该交流电子负载能够步进调节逆变系统输出的电流大小，通过有源功率因素校正，可使逆变电源输出端在连接上整流模块后的PF值高达0.99；能量回馈效率达到90%。

An Energy Feedback AC Electronic Load Based on UC3854

The utility model relates to electronic load technology, in particular to an energy-feedback AC electronic load based on UC384, which includes AC_DC rectifier circuit module, power factor correction module, flyback boost circuit module, single chip computer control module and auxiliary power supply module; AC_DC rectifier circuit module, power factor correction module, flyback boost circuit module are connected in turn, AC_DC boost circuit module is connected, AC_DC boost circuit module is connected in turn. DC rectifier module connects the AC voltage input end of the system, flyback boost circuit module outputs DC voltage output end, SCM control module controls the output voltage of flyback boost circuit module, auxiliary power module connects the output end of AC DC rectifier circuit module, power factor correction module, flyback boost circuit module and MCU control module respectively. The AC electronic load can step by step adjust the output current of the inverter system. Through the correction of active power factor, the PF value of the output terminal of the inverter power supply can reach 0.99 after connected with the rectifier module, and the energy feedback efficiency can reach 90%.

【技术实现步骤摘要】
一种基于UC3854的能量回馈型交流电子负载
本技术属于电子负载
，尤其涉及一种基于UC3854的能量回馈型交流电子负载。
技术介绍
DC-AC逆变电源是一种把直流电源变成交流电源的电能变换装置，它在现代化生产中发挥着十分重要的作用，因此逆变电源的稳定性和可靠性成为逆变电源的一项重要评价标准。目前检测逆变电源使用最多的方法是对其进行老化测试，即使用逆变电源给阻性负载供电，使其在输出大功率电能的情况下工作，以其在此状况下的工作时间来评测逆变电源的稳定性。这种方法能够很直观地检测出逆变电源的工作状态，但是也浪费了大量的电能。目前市场上已经有交流电子负载和能量回馈型交流电子负载，普通交流电子负载是利用电阻、电感和电容等器件模拟实际的阻性负载，并没有解决能量损耗的问题；而现有的能量回馈型交流电子负载大部分是将输出的能量以交流电压形式回馈到电网中，由于内部的处理电路复杂，损耗也有所增加，而且有些交流电子负载没有使用PFC技术，不仅回馈效率低，也对电网造成了污染。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能够将输出交流电压经过整流、功率因素校正和升压后变成直流电压回馈到逆变电源的输入端的装置，且能量回馈效率高，能量回馈时装置内部的电流可调。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于UC3854的能量回馈型交流电子负载，包括系统交流电压输入端，直流电压输出端，还包括AC-DC整流电路模块、功率因素校正模块、反激式升压电路模块、单片机控制模块和辅助电源模块；AC-DC整流电路模块、功率因素校正模块、反激式升压电路模块依次连接，AC-DC整流电路模块接系统交流电压输入端，反激式升压电路模块输出为直流电压输出端，单片机控制模块控制反激式升压电路模块的输出电压，辅助电源模块分别连接AC-DC整流电路模块输出端、功率因素校正模块、反激式升压电路模块和单片机控制模块。在上述的基于UC3854的能量回馈型交流电子负载中，辅助电源模块包括+12V和+5V供电电路；+12V供电电路选用大电压差的降压电源芯片LT8631，其输入端接AC-DC整流电路模块的输出端，其输出端为功率因素校正模块和反激式升压电路模块供电；+5V供电电路选用Buck型降压芯片TPS5430芯片，其输入端接+12V供电电路的输出端，其输出端为单片机控制模块供电。在上述的基于UC3854的能量回馈型交流电子负载中，AC-DC整流电路模块包括整流电路和滤波电路，整流电路包括同步整流芯片LT4320和第一、第二、第三、第四高功率开关管CSD19536，滤波电路为一个1000uF的电解电容C1并联在整流电路的输出端；AC-DC整流电路模块的输入端作为交流电子负载的输入端，输出端接功率因素校正模块的输入端。在上述的基于UC3854的能量回馈型交流电子负载中，功率因素校正模块包括有源功率因素校正电路和升压电路模块；功率因素校正模块的输入端接AC-DC整流电路模块整流后的输出电压，其输出端接反激式升压电路模块的输入端。在上述的基于UC3854的能量回馈型交流电子负载中，升压电路模块采用Boost升压拓扑结构，包括电感L1、高功率开关管Q1、滤波电容C1和续流二极管D1，其中，电感L1为EE55磁芯绕制成的电感值为2.5mH的电感，高功率开关管Q1选用型号为CSD19536开关管，续流二极管D1选用肖特基二极管MBR10100CT，滤波电容C1选用容值为1000uF的电容；有源功率因素校正电路以UC3854芯片为核心，将AC-DC整流电路模块整流后的输出电压以及功率因素矫正模块输出的直流电压经过分压后输入到UC3854芯片中，UC3854芯片输出驱动波形控制高功率开关管Q1，UC3854芯片采用+12V供电电路供电。在上述的基于UC3854的能量回馈型交流电子负载中，单片机控制模块采用MSP430F6638超低功耗单片机，单片机内部产生PWM波驱动波形控制反激式升压电路模块的通断，通过按键步进调整PWM波的占空改变反激式升压电路模块输出电压，从而调节交流电子负载内的回馈电流；单片机采用+5V供电电路供电。在上述的基于UC3854的能量回馈型交流电子负载中，反激式升压电路模块包括开关管控制电路和Boost升压主电路，开关管控制电路采用开关管控制芯片UCC27211，开关管控制芯片UCC27211采用+12V供电电路供电，开关管控制芯片UCC27211的LI输入端接单片机的一个IO口，LO输出端通过驱动电阻和保护电阻连接到Boost升压主电路；Boost升压主电路包括反向变压器T1、高功率开关管Q2以及续流二极管D2和滤波电容C4，输入电压正极接到反向变压器T1输入侧的同名端，输入侧的异名端通过高功率开关管Q2接地，反向变压器T1输出侧的异名端连接续流二极管D2后作为反激式升压电路模块的正极输出端，反向变压器T1的输出侧的同名端和滤波电容的负极连接作为反激式升压电路模块的负极输出端；高功率开关管Q2的栅极连接开关管控制芯片UCC27211的LO输出端，使高功率开关管Q2受单片机产生的驱动波形控制；Boost升压主电路的输入端接功率因素校正模块的输出端，Boost升压主电路的输出与前级隔离的直流电压，作为交流电子负载的输出。在上述的基于UC3854的能量回馈型交流电子负载中，反向变压器T1采用型号为A125-399的环形磁芯绕制成的反向变压器，变压器匝数比为1:1，高功率开关管Q2选用型号为CSD19536的高功率开关管，续流二极管D2采用肖特基二极管MBR10100CT，滤波电容C4采用容值为1000uF的电容。本专利技术的有益效果：本技术交流电子负载适用于DC-AC逆变电源的检测实验中，交流电压输入交流电子负载后，经过整流、功率因素校正和升压后，输出直流电压回馈到逆变电源的输入端实现能量回馈。功率因素校正使用基于UC3854的升压型有源功率因素校正方案，基本消除整流电路带来的谐波，提高能量回馈的效率；升压电路使用反激式Boost升压电路方案，将前级输入与后级输出隔离，使输出直流电压能够进行能量回馈，并且可以通过调节升压电路中开关管驱动波形的占空比来调节能量回馈时装置内的电流。经测试，此装置在接入整流电路后，逆变电源输出交流电压的PF值高达0.99，且能量回馈效率达到90％。附图说明图1为本技术的一个实施例系统总体结构框图；图2为本技术的一个实施例AC-DC整理电路模块电路图；图3为本技术的一个实施例功率因素校正模块电路；图4(a)为本技术的一个实施例开关管控制电路图，图4(b)为本技术的一个实施例反激式Boost升压电路图；图5(a)为本技术的一个实施例+12V供电电路图，图5(b)为本技术的一个实施例+5V供电电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式进行详细描述。本实施例提供一种针对DC-AC逆变电源系统，以直流电压形式进行回馈的、简易高效的交流电子负载，用于逆变电源的检测。将逆变电源系统输出的交流电压经过整流、功率因素校正、升压后输入到逆变电源的输入端实现能量回馈。本实施例通过以下技术方案来实现，一种基于UC3854的能量回馈型交流电子负载，包括系统交流电压输入端，直流电压输出端，还包括AC-DC整流电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于UC3854的能量回馈型交流电子负载，包括系统交流电压输入端，直流电压输出端，其特征是，还包括AC‑DC整流电路模块、功率因素校正模块、反激式升压电路模块、单片机控制模块和辅助电源模块；AC‑DC整流电路模块、功率因素校正模块、反激式升压电路模块依次连接，AC‑DC整流电路模块接系统交流电压输入端，反激式升压电路模块输出为直流电压输出端，单片机控制模块控制反激式升压电路模块的输出电压，辅助电源模块分别连接AC‑DC整流电路模块输出端、功率因素校正模块、反激式升压电路模块和单片机控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于UC3854的能量回馈型交流电子负载，包括系统交流电压输入端，直流电压输出端，其特征是，还包括AC-DC整流电路模块、功率因素校正模块、反激式升压电路模块、单片机控制模块和辅助电源模块；AC-DC整流电路模块、功率因素校正模块、反激式升压电路模块依次连接，AC-DC整流电路模块接系统交流电压输入端，反激式升压电路模块输出为直流电压输出端，单片机控制模块控制反激式升压电路模块的输出电压，辅助电源模块分别连接AC-DC整流电路模块输出端、功率因素校正模块、反激式升压电路模块和单片机控制模块。2.如权利要求1所述的基于UC3854的能量回馈型交流电子负载，其特征是，辅助电源模块包括+12V和+5V供电电路；+12V供电电路选用大电压差的降压电源芯片LT8631，其输入端接AC-DC整流电路模块的输出端，其输出端为功率因素校正模块和反激式升压电路模块供电；+5V供电电路选用Buck型降压芯片TPS5430芯片，其输入端接+12V供电电路的输出端，其输出端为单片机控制模块供电。3.如权利要求1所述的基于UC3854的能量回馈型交流电子负载，其特征是，AC-DC整流电路模块包括整流电路和滤波电路，整流电路包括同步整流芯片LT4320和第一、第二、第三、第四高功率开关管CSD19536，滤波电路为一个1000uF的电解电容C1并联在整流电路的输出端；AC-DC整流电路模块的输入端作为交流电子负载的输入端，输出端接功率因素校正模块的输入端。4.如权利要求2所述的基于UC3854的能量回馈型交流电子负载，其特征是，功率因素校正模块包括有源功率因素校正电路和升压电路模块；功率因素校正模块的输入端接AC-DC整流电路模块整流后的输出电压，其输出端接反激式升压电路模块的输入端。5.如权利要求4所述的基于UC3854的能量回馈型交流电子负载，其特征是，升压电路模块采用Boost升压拓扑结构，包括电感L1、高功率开关管Q1、滤波电容C1和续流二极管D1，其中，电感L1为EE55磁芯绕制成的电感值为2.5mH的电感，高功率开关管Q1选用型号为CSD19536开关管，续流二极管D1选用肖特基二极管MBR10100CT，滤波电容C1选用容值为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠亚，杨斌，王立强，廖楚楚，史金威，刘山，陈小桥，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42