一种能量回馈型交流电子负载制造技术

本实用新型专利技术公开了一种能量回馈型交流电子负载，包括：三相驱动电流采集电路、三相PWM驱动采集电路、DSP、FPGA、IGBT驱动电源、IGBT隔离驱动器、IGBT模块以及直流母线电压采集电路，由于IGBT模块与电机控制器之间为共直流母线，则IGBT模块消耗的电流回馈至直流母线，直流母线与电机控制器相连，将回馈的电流传输至电机控制器。本实用新型专利技术公开的能量回馈型交流电子负载设计紧凑，采用共直流母线实现能量回馈，使系统发热量小，不需要格外添加笨重的散热器，系统体积较小。

【技术实现步骤摘要】
一种能量回馈型交流电子负载
本技术涉及仿真测试
，特别是涉及一种能量回馈型交流电子负载。
技术介绍
电机控制器开发出来后会进行功能测试，确定电机控制器是否能达到预先设定的功能，比如转速控制、扭矩控制是否合乎要求。因此，为了对电机控制器进行全面测试，主要是通过给电机控制器加载模拟负载，目前主要采用加载直流电子负载来模拟永磁同步电机，每个电机需要6个直流电子负载通道，由于永磁同步电机为三相结构，所以需要的直流电子负载就比较多，造成系统体积较大；另外，采用直流电子负载的方式实现汽车上各种永磁同步电机的模拟，由于直流电子负载的电机功率较大，一般为几百瓦到几千瓦，产生的能量需要转换成热能散热，则造成整个系统发热量较高，为了散热需要配备比较笨重的散热设备，则也造成系统体积较大。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种能量回馈型交流电子负载，以降低电子负载本身消耗的能量，减少发热量，减小系统体积。为达到上述目的，本技术提供了以下技术方案：一种能量回馈型交流电子负载，包括：三相驱动电流采集电路、三相PWM驱动采集电路、DSP、FPGA、IGBT驱动电源、IGBT隔离驱动器、IGBT模块以及直流母线电压采集电路，其中：所述FPGA通过高速私有总线与硬件在环回路系统HIL的电机模型相连，接收所述电机模型输出的设定的三相电流值和电机的转子角度值；所述FPGA通过所述三相PWM驱动采集电路与电机控制器的输出端相连，采集所述电机控制器的输出端的三相电压值；所述DSP通过双口RAM与所述FPGA相连，所述DSP通过所述三相驱动电流采集电路与所述电机控制器的输出端相连，采集所述电机控制器的输出端的三相电流值；所述DSP用于对获取的所述三相电压值、所述三相电流值以及所述直流母线电压采集电路采集的直流母线电压进行SVPWM调制，控制调节所述IGBT模块的开关状态，使所述IGBT模块消耗的三相电流值等于所述电机模型设定的三相电流值；所述IGBT驱动电源与所述IGBT功率驱动电路相连，所述IGBT驱动电源接入系统供电电源生成隔离电源，为所述IGBT功率驱动电路、所述三相驱动电流采集电路、所述三相PWM驱动采集电路和所述直流母线电压采集电路供电；所述IGBT模块的第一端与所述电机控制器的输出端相连；第二端与所述IGBT隔离驱动器相连，接收所述隔离IGBT驱动信号对所述IGBT模块进行驱动；第三端与所述直流母线电压采集电路的一端相连；所述IGBT模块与所述电机控制器之间共直流母线，将所述IGBT模块消耗的电流反馈至所述电机控制器。优选的，还包括：系统供电电路，所述系统供电电路分别与所述DSP、所述FPGA的电源输入端相连，为所述DSP和所述FPGA进行供电。优选的，所述系统供电电路包括：降压斩波电路和低压差线性稳压器，其中：所述降压斩波电路的输入端与所述系统供电电源相连，将所述系统供电电源提供的+24V电压转换为+5V电压，其输出端作为+5V电源输出端；所述+5V电源输出端与所述低压差线性稳压器的输入端相连，将所述+5V压转换为+3.3V、+1.2V以及+1.8V电压，其输出端作为+3.3V电源输出端、+1.2V电源输出端以及+1.8V电源输出端。优选的，还包括：与所述FPGA相连的温度采集电路和智能控制风扇，其中：所述温度采集电路采集温度值，并将所述温度值发送至所述FPGA，所述FPGA根据所述温度值控制所述智能控制风扇运转进行降温；所述DSP监测所述FPGA采集的所述温度值，当所述温度值超过预设值时，控制关闭输出端。优选的，所述IGBT驱动电源包括IGBT电源驱动电路、隔离变压器以及整流滤波器组，所述整流滤波器组包括四个整流滤波器，其中：所述隔离变压器将IGBT电源驱动电路接入的所述系统供电电源转换为四组隔离电源；所述整流滤波器组对所述四组隔离电源进行整流滤波，生成U相高端IGBT驱动电源、V相高端IGBT驱动电源、W相高端IGBT驱动电源和三相低端IGBT驱动电源。优选的，所述IGBT模块包括：六个绝缘栅双极型晶体管，所述绝缘栅双极型晶体管组成三相半桥结构，所述IGBT模块的输入端与所述IGBT隔离驱动器相连，输出端与所述电机控制器的输出端相连。优选的，所述直流母线电压采集电路包括：分压电阻和第一隔离运放，其中：所述直流母线电压通过所述分压电阻进入所述第一隔离运放；所述第一隔离运放对经过分压后的直流母线电压进行运放调理后输出至所述DSP的模拟输入通道。优选的，所述三相驱动电流采集电路包括：采样电阻和第二隔离运放，其中：所述采样电阻的一端与所述电机控制器的驱动端相连，另一端与所述IGBT模块相连；所述三相电流值通过所述采样电阻采样后进入所述第二隔离运放；所述第二隔离运放对所述三相电流值进行运放调理后输出至所述DSP的模拟输入通道。优选的，所述三相PWM驱动采集电路包括：第一分压电阻、第二分压电阻、第一比较器、第二比较器和光耦隔离电路，其中：所述直流母线电压通过所述第一分压电阻后，将第一阈值输入至所述第一比较器的反相输入端；将第二阈值输入至所述第二比较的反相输入端，所述第一阈值高于所述第二阈值；所述三相PWM信号通过所述第二分压电阻后，将所述三相PWM信号的幅值变低，分别输入至所述第一比较器和所述第二比较器的正相输入端；所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端分别与所述光耦隔离电路相连，所述光耦隔离电路进行所述三相PWM信号的隔离，输入至所述FPGA。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开了一种能量回馈型交流电子负载，包括：三相驱动电流采集电路、三相PWM驱动采集电路、DSP、现场可编程门阵列FPGA、IGBT驱动电源、IGBT隔离驱动器、IGBT模块以及直流母线电压采集电路，其中：由于IGBT模块与电机控制器之间为共直流母线，则IGBT模块消耗的电流可以回馈至电机控制器，可以实现将回馈的电流传输至电机控制器，本技术采用共直流母线实现能量回馈，使系统发热量小，不需要格外添加笨重的散热器，系统体积较小。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种能量回馈型交流电子负载结构框图；图2为本技术实施例提供的另一种能量回馈型交流电子负载结构框图；图3为本技术实施例提供的一种能量回馈型交流电子负载的原理示意图；图4为本技术实施例提供的系统供电电路原理示意图；图5为本技术实施例提供的IGBT模块原理示意图；图6为本技术实施例提供的IGBT驱动电源原理示意图；图7为本技术实施例提供的直流母线电压采集电路原理示意图；图8为本技术实施例提供的三相驱动电流采集电路原理示意图；图9为本技术实施例提供的三相PWM驱动采集电路原理示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能量回馈型交流电子负载，其特征在于，包括：三相驱动电流采集电路、三相PWM驱动采集电路、DSP、FPGA、IGBT驱动电源、IGBT隔离驱动器、IGBT模块以及直流母线电压采集电路，其中：所述FPGA通过高速私有总线与硬件在环回路系统HIL的电机模型相连，接收所述电机模型输出的设定的三相电流值和电机的转子角度值；所述FPGA通过所述三相PWM驱动采集电路与电机控制器的输出端相连，采集所述电机控制器的输出端的三相电压值；所述DSP通过双口RAM与所述FPGA相连，所述DSP通过所述三相驱动电流采集电路与所述电机控制器的输出端相连，采集所述电机控制器的输出端的三相电流值；所述DSP用于对获取的所述三相电压值、所述三相电流值以及所述直流母线电压采集电路采集的直流母线电压进行SVPWM调制，控制调节所述IGBT模块的开关状态，使所述IGBT模块消耗的三相电流值等于所述电机模型设定的三相电流值；所述IGBT驱动电源与所述IGBT功率驱动电路相连，所述IGBT驱动电源接入系统供电电源生成隔离电源，为所述IGBT功率驱动电路、所述三相驱动电流采集电路、所述三相PWM驱动采集电路和所述直流母线电压采集电路供电；所述IGBT模块的第一端与所述电机控制器的输出端相连；第二端与所述IGBT隔离驱动器相连，接收所述隔离IGBT驱动信号对所述IGBT模块进行驱动；第三端与所述直流母线电压采集电路的一端相连；所述IGBT模块与所述电机控制器之间共直流母线，将所述IGBT模块消耗的电流反馈至所述电机控制器。...

【技术特征摘要】
1.一种能量回馈型交流电子负载，其特征在于，包括：三相驱动电流采集电路、三相PWM驱动采集电路、DSP、FPGA、IGBT驱动电源、IGBT隔离驱动器、IGBT模块以及直流母线电压采集电路，其中：所述FPGA通过高速私有总线与硬件在环回路系统HIL的电机模型相连，接收所述电机模型输出的设定的三相电流值和电机的转子角度值；所述FPGA通过所述三相PWM驱动采集电路与电机控制器的输出端相连，采集所述电机控制器的输出端的三相电压值；所述DSP通过双口RAM与所述FPGA相连，所述DSP通过所述三相驱动电流采集电路与所述电机控制器的输出端相连，采集所述电机控制器的输出端的三相电流值；所述DSP用于对获取的所述三相电压值、所述三相电流值以及所述直流母线电压采集电路采集的直流母线电压进行SVPWM调制，控制调节所述IGBT模块的开关状态，使所述IGBT模块消耗的三相电流值等于所述电机模型设定的三相电流值；所述IGBT驱动电源与所述IGBT功率驱动电路相连，所述IGBT驱动电源接入系统供电电源生成隔离电源，为所述IGBT功率驱动电路、所述三相驱动电流采集电路、所述三相PWM驱动采集电路和所述直流母线电压采集电路供电；所述IGBT模块的第一端与所述电机控制器的输出端相连；第二端与所述IGBT隔离驱动器相连，接收所述隔离IGBT驱动信号对所述IGBT模块进行驱动；第三端与所述直流母线电压采集电路的一端相连；所述IGBT模块与所述电机控制器之间共直流母线，将所述IGBT模块消耗的电流反馈至所述电机控制器。2.根据权利要求1所述的能量回馈型交流电子负载，其特征在于，还包括：系统供电电路，所述系统供电电路分别与所述DSP、所述FPGA的电源输入端相连，为所述DSP和所述FPGA进行供电。3.根据权利要求2所述的能量回馈型交流电子负载，其特征在于，所述系统供电电路包括：降压斩波电路和低压差线性稳压器，其中：所述降压斩波电路的输入端与所述系统供电电源相连，将所述系统供电电源提供的+24V电压转换为+5V电压，其输出端作为+5V电源输出端；所述+5V电源输出端与所述低压差线性稳压器的输入端相连，将所述+5V压转换为+3.3V、+1.2V以及+1.8V电压，其输出端作为+3.3V电源输出端、+1.2V电源输出端以及+1.8V电源输出端。4.根据权利要求1或2所述的能量回馈型交流电子负载，其特征在于，还包括：与所述FPGA相连的温度采集电路和智能控...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，张言方，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11