具有电流模拟单元集成化的多功能直流电子负载制造技术

具有电流模拟单元集成化的多功能直流电子负载，属于电力电子技术领域。本实用新型专利技术解决了现有技术中缺少既能提供连续电流负载又能提供断续电流负载的多功能直流电子负载的问题。本实用新型专利技术包括三种方案，方案一：包括一个电流模拟单元；方案二：包括m个集成化电流模拟模块，每个集成化电流模拟模块包括两个电流模拟单元，并且两个电流模拟单元并联连接；方案三：包括n个并联连接的电流模拟单元；电流模拟单元包括功率开关S1、功率开关S2、电感L1、二极管D1和二极管D2。它用于对被测电源进行测试。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力电子

技术介绍
电子负载是一种能够模拟实际负载特性的电力电子装置，用于对无源和有源类电气设备，包括蓄电池、开关电源、UPS、继电器、接触器、电力电子变换器、交直流发电机等的电气负载性能测试和出厂前的老化实验。传统的电源测试选择电阻等能耗型元件作为负载，会产生大量热量，不仅影响环境，而且浪费能源，因此国内外学者以电力电子电能变换技术为核心，研究电子负载技术和开发电子负载设备。电子负载具有负载形式调整灵活、实验精度高等优点。针对能源浪费问题，电能回馈型电子负载应运而生，可以实现将被试电源输出的电能逆变为交流电并送入电网，增加了电源测试的灵活性和可靠性，提升了相关行业的自动化程度，缩短测试时间，降低生产成本。在传统能源日益枯竭和环境污染日益严重的今天，电子负载无疑起到了节能减排的作用。目前，国内外已有多种电子负载产品，每一设备的功能相对单一化，功率测试范围小，要么是小功率的耗能型直流电子负载，要么是大功率电能回馈型交流电子负载，而且大都只能提供连续的负载电流，缺少既能提供连续电流负载又能提供断续电流负载的多功能直流电子负载的设备，并且电子负载需要精确控制电流。如图1所示，图1中所示结构是目前直流电力电子负载技术通用拓扑结构，负载模拟部分的开关管S1作为受控开关器件，可以得到基于Boost电路的直流电子负载电路，该结构电路的要求是，被试电源电压范围必须低于直流母线电压，以符合Boost电路的升压性质，此拓扑结构可测试电流范围小，灵活性差，只能进行连续电流的模拟，功能单一，只能测试固定功率的待测电源。并且要想达到精确电流的控制，就要严格控制纹波大小，从而需要大电感滤波，增加了成本与设备体积，大电感又会导致模拟断续电流时，电流上升时间长，无法达到所需事故电流模拟要求。因此，从经济性出发，研发功能多、通用性强的电子负载产品，便成为一个具有十分重要的现实意义的问题。
技术实现思路
本技术是为了解决现有技术中缺少既能提供连续电流负载又能提供断续电流负
载的多功能直流电子负载的问题，本技术提供了一种具有电流模拟单元集成化的多功能直流电子负载。本技术包括下述三种技术方案：方案一：具有电流模拟单元集成化的多功能直流电子负载，它包括并网端模块，还包括一个电流模拟单元、母线电容C、限流电阻R1、耗能电阻R2、继电器K和功率开关S3；电流模拟单元的输入端用于接入被测电源，电流模拟单元包括功率开关S1、功率开关S2、电感L1、二极管D1和二极管D2；功率开关S1的负极同时与二极管D1阴极和电感L1的一端连接，电感L1的另一端同时与功率开关S2的正极和二极管D1阳极连接，二极管D1阳极与功率开关S2的负极同时连接后，作为电流模拟单元的负输入端，功率开关S1的正极作为电流模拟单元的正输入端，二极管D2的阴极作为电流模拟单元的第一输出端，功率开关S2的负极作为电流模拟单元的第二输出端；电流模拟单元的第一输出端同时与母线电容C的一端、功率开关S3的正极和并网端模块的直流母线正极输入端连接，母线电容C的另一端同时与限流电阻R1的一端和继电器K的动触点连接，功率开关S3的负极与耗能电阻R2的一端连接，电流模拟单元的第二输出端同时与限流电阻R1的另一端、继电器K的静触点、耗能电阻R2的另一端和并网端模块的直流母线负极输入端连接，并网端模块的两个输出端用于接入电网。它还包括储能模块，所述的储能模块包括蓄电池V1、功率开关S8、功率开关S9和电感L3；蓄电池V1的正极与电感L3的一端连接，电感L3的另一端同时与功率开关S8负极和功率开关S9的正极连接，蓄电池V1的负极与功率开关S9的负极连接，功率开关S8正极作为储能模块正输出端与直流母线正极输入端连接，蓄电池V1的负极作为储能模块负输出端与并网端模块的直流母线负极输入端连接。方案二：具有电流模拟单元集成化的多功能直流电子负载，它包括并网端模块，还包括m个集成化电流模拟模块、母线电容C、限流电阻R1、耗能电阻R2、继电器K和功率开关S3；m为大于1的整数；每个集成化电流模拟模块的输入端均用于接入被测电源，每个集成化电流模拟模块包
括两个电流模拟单元，并且所述的两个电流模拟单元并联连接，其中，每个电流模拟单元包括功率开关S1、功率开关S2、电感L1、二极管D1和二极管D2；功率开关S1的负极同时与二极管D1阴极和电感L1的一端连接，电感L1的另一端同时与功率开关S2的正极和二极管D1阳极连接，二极管D1阳极与功率开关S2的负极同时连接后，作为电流模拟单元的负输入端，功率开关S1的正极作为电流模拟单元的正输入端，二极管D2的阴极作为电流模拟单元的第一输出端，功率开关S2的负极作为电流模拟单元的第二输出端；每个电流模拟单元的第一输出端同时与母线电容C的一端、功率开关S3的正极和并网端模块的直流母线正极连接，母线电容C的另一端同时与限流电阻R1的一端和继电器K的动触点连接，功率开关S3的负极与耗能电阻R2的一端连接，每个电流模拟单元的第二输出端同时与限流电阻R1的另一端、继电器K的静触点、耗能电阻R2的另一端和并网端模块的直流母线负极连接，并网端模块的两个输出端用于接入电网；所述的集成化电流模拟模块中的两个功率开关S1的控制端用于接收三角波信号，且该两个功率开关S1接收的三角波信号的相位角相差180°。它还包括储能模块，所述的储能模块包括蓄电池V1、功率开关S8、功率开关S9和电感L3；蓄电池V1的正极与电感L3的一端连接，电感L3的另一端同时与功率开关S8负极和功率开关S9的正极连接，蓄电池V1的负极与功率开关S9的负极连接，功率开关S8正极作为储能模块正输出端与功率开关S3的正极连接，蓄电池V1的负极作为储能模块负输出端与继电器K的静触点连接。它还包括2m个开关S，每个开关S串联在一个电流模拟单元与母线电容C的一端之间。方案三：具有电流模拟单元集成化的多功能直流电子负载，它包括并网端模块，它还包括n个电流模拟单元、母线电容C、限流电阻R1、耗能电阻R2、继电器K和功率开关S3；n为大于2的整数；n个电流模拟单元并联连接，且并联后的输入端用于接入被测电源，其中，每个电流模拟单元包括功率开关S1、功率开关S2、电感L1、二极管D1和二
极管D2；功率开关S1的负极同时与二极管D1阴极和电感L1的一端连接，电感L1的另一端同时与功率开关S2的正极和二极管D1阳极连接，二极管D1阳极与功率开关S2的负极同时连接后，作为电流模拟单元的负输入端，功率开关S1的正极作为电流模拟单元的正输入端，二极管D2的阴极作为电流模拟单元的第一输出端，功率开关S2的负极作为电流模拟单元的第二输出端；每个电流模拟单元的第一输出端同时与母线电容C的一端、功率开关S3的正极和并网端模块的直流母线正极输入端连接，母线电容C的另一端同时与限流电阻R1的一端和继电器K的动触点连接，功率开关S3的负极与耗能电阻R2的一端连接，每个电流模拟单元的第二输出端同时与限流电阻R1的另一端、继电器K的静触点、耗能电阻R2的另一端和并网端模块的直流母线负极输入端连接，并网端模块的两个输出端用于接入电网；所述的n个电流模拟单元中的功率开关S1的控制端均用于接收三角波信号，且相本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有电流模拟单元集成化的多功能直流电子负载，它包括并网端模块(2)，其特征在于，还包括一个电流模拟单元(1)、母线电容C、限流电阻R1、耗能电阻R2、继电器K和功率开关S3；电流模拟单元(1)的输入端用于接入被测电源，电流模拟单元(1)包括功率开关S1、功率开关S2、电感L1、二极管D1和二极管D2；功率开关S1的负极同时与二极管D1阴极和电感L1的一端连接，电感L1的另一端同时与功率开关S2的正极和二极管D1阳极连接，二极管D1阳极与功率开关S2的负极同时连接后，作为电流模拟单元(1)的负输入端，功率开关S1的正极作为电流模拟单元(1)的正输入端，二极管D2的阴极作为电流模拟单元(1)的第一输出端，功率开关S2的负极作为电流模拟单元(1)的第二输出端；电流模拟单元(1)的第一输出端同时与母线电容C的一端、功率开关S3的正极和并网端模块(2)的直流母线正极输入端连接，母线电容C的另一端同时与限流电阻R1的一端和继电器K的动触点连接，功率开关S3的负极与耗能电阻R2的一端连接，电流模拟单元(1)的第二输出端同时与限流电阻R1的另一端、继电器K的静触点、耗能电阻R2的另一端和并网端模块(2)的直流母线负极输入端连接，并网端模块(2)的两个输出端用于接入电网。...

【技术特征摘要】
1.具有电流模拟单元集成化的多功能直流电子负载，它包括并网端模块(2)，其特征在于，还包括一个电流模拟单元(1)、母线电容C、限流电阻R1、耗能电阻R2、继电器K和功率开关S3；电流模拟单元(1)的输入端用于接入被测电源，电流模拟单元(1)包括功率开关S1、功率开关S2、电感L1、二极管D1和二极管D2；功率开关S1的负极同时与二极管D1阴极和电感L1的一端连接，电感L1的另一端同时与功率开关S2的正极和二极管D1阳极连接，二极管D1阳极与功率开关S2的负极同时连接后，作为电流模拟单元(1)的负输入端，功率开关S1的正极作为电流模拟单元(1)的正输入端，二极管D2的阴极作为电流模拟单元(1)的第一输出端，功率开关S2的负极作为电流模拟单元(1)的第二输出端；电流模拟单元(1)的第一输出端同时与母线电容C的一端、功率开关S3的正极和并网端模块(2)的直流母线正极输入端连接，母线电容C的另一端同时与限流电阻R1的一端和继电器K的动触点连接，功率开关S3的负极与耗能电阻R2的一端连接，电流模拟单元(1)的第二输出端同时与限流电阻R1的另一端、继电器K的静触点、耗能电阻R2的另一端和并网端模块(2)的直流母线负极输入端连接，并网端模块(2)的两个输出端用于接入电网。2.根据权利要求1所述的具有电流模拟单元集成化的多功能直流电子负载，其特征在于，它还包括储能模块(3)，所述的储能模块(3)包括蓄电池V1、功率开关S8、功率开关S9和电感L3；蓄电池V1的正极与电感L3的一端连接，电感L3的另一端同时与功率开关S8负极和功率开关S9的正极连接，蓄电池V1的负极与功率开关S9的负极连接，功率开关S8正极作为储能模块(3)正输出端与直流母线正极输入端连接，蓄电池V1的负极作为储能模块(3)负输出端与并网端模块(2)的直流母线负极输入端连接。3.具有电流模拟单元集成化的多功能直流电子负载，它包括并网端模块(2)，其特征在于，还包括m个集成化电流模拟模块、母线电容C、限流电阻R1、耗能电阻R2、继电器K和功率开关S3；m为大于1的整数；每个集成化电流模拟模块的输入端均用于接入被测电源，每个集成化电流模拟模块包括两个电流模拟单元(1)，并且所述的两个电流模拟单元(1)并联连接，其中，每个电流模拟单元(1)包括功率开关S1、功率开关S2、电感L1、二极管D1和二极管D2；功率开关S1的负极同时与二极管D1阴极和电感L1的一端连接，电感L1的
\t另一端同时与功率开关S2的正极和二极管D1阳极连接，二极管D1阳极与功率开关S2的负极同时连接后，作为电流模拟单元(1)的负输入端，功率开关S1的正极作为电流模拟单元(1)的正输入端，二极管D2的阴极作为电流模拟单元(1)的第一输出端，功率开关S2的负极作为电流模拟单元(1)的第二输出端；每个电流模拟单元(1)的第一输出端同时与母线电容C的一端、功率开关S3的正极和并网端模块(2)的直流母线正极连接，母线电容C的另一端同时与限流电阻R1的一端和继电器K的动触点连接，功率开关S3的负极与耗能电阻R2的一端连接，每个电流模拟单元(1)的第二输出端同时与限流电阻R1的另一端、继电器K的静触点、耗能电阻R2的另一端和并网端模块(2)的直流母线负...

【专利技术属性】
技术研发人员：周梦婷，刘宣伯，王中砥，王明彦，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23