一种交流回馈自动并网电子负载及其工作方法技术

本发明专利技术公开了一种交流回馈自动并网电子负载及其工作方法，该电子负载包括MCU控制器、被测试电源、电流泵电路、自动并网逆变电路和逆变隔离防倒灌电路；MCU控制器分别与电流泵电路和自动并网逆变子电路连接；被测试电源通过电流泵电路与自动并网逆变电路连接，所述被测试电源的电源输入端与城市电网连接；自动并网逆变电路通过逆变隔离防倒灌电路与城市电网连接；采用新型的自动同步并网全桥逆变驱动芯片，支持热插拔、适合小型的、分散的能源采集与并网，解决了中小型电源设备的老化测试负载能量回馈的问题，实现了充10V到100V电压，1A电流到10A电流的电能回馈和线性调节，实现了并网回馈，且成本低、无高频干扰问题。

An AC Feedback Automatic Grid-connected Electronic Load and Its Working Method

The invention discloses an AC feedback automatic grid-connected electronic load and its working method, which includes MCU controller, tested power supply, current pump circuit, automatic grid-connected inverter circuit and inverter isolation anti-backfilling circuit; MCU controller is connected with current pump circuit and automatic grid-connected inverter circuit respectively; tested power supply is connected with automatic grid-connected inverter circuit through current pump circuit and automatic grid-connected inverter circuit. The power input of the tested power supply is connected to the urban power grid; the automatic grid-connected inverters are connected to the urban power grid through the inverters isolation and backfilling protection circuit; and a new type of automatic synchronous grid-connected full bridge inverters driver chip is adopted to support hot plug-in, small and decentralized energy acquisition and grid connection, thus resolving the energy feedback of the aging test load of small and medium-sized power supply equipment. To solve this problem, the power feedback and linear regulation from 10V to 100V voltage, 1A current to 10A current are realized, and the grid-connected feedback is realized, with low cost and no high-frequency interference.

【技术实现步骤摘要】
一种交流回馈自动并网电子负载及其工作方法
本专利技术属于太阳能并网
，具体涉及一种交流回馈自动并网电子负载及其工作方法。
技术介绍
随着社会的快速发展，能源紧张和各种污染成了人类亟待解决的问题，为了解决能源紧张问题，人们开发出了太阳能等，电力电子技术的快速发展，太阳能并网逆变系统的出现，解决了能源的采集和并网运输问题，同时也带来了一些其他问题：如并网逆变系统的高频干扰污染电网的问题、孤岛效应引起的系统稳定问题和控制系统复杂、成本高，不支持热插拔，不适合小型的、分散的能源采集与并网。现有的交流回馈自动并网电子负载中，中小型电子负载还是空白，而大型的交流回馈电子负载结构复杂，不支持热插拔，且成本高。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的交流回馈自动并网电子负载及其工作方法解决了现有的交流回馈电子负载结构复杂、不支持热插拔的问题。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种交流回馈自动并网电子负载，包括MCU控制器、被测试电源、电流泵电路、自动并网逆变电路和逆变隔离防倒灌电路；所述MCU控制器分别与电流泵电路和自动并网逆变子电路连接；所述被测试电源通过电流泵电路与自动并网逆变电路连接，所述被测试电源的电源输入端与城市电网连接；所述自动并网逆变电路通过逆变隔离防倒灌电路与城市电网连接；所述自动并网逆变电路包括自动同步并网全桥逆变驱动芯片、市电同步驱动DC/AC子电路、失载过冲保护子电路和市电采样子电路；所述自动同步并网全桥逆变驱动芯片分别与市电同步驱动DC/AC子电路、失载过充保护子电路、市电采样子电路和MCU控制器连接。进一步地，所述电流泵电路包括霍尔电流传感器、DAC子电路、变压器、整流器和驱动IC；所述变压器的原边绕组与驱动IC连接，所述变压器的副边绕组与整流器的输入端连接，所述整流器的输出端与市电同步驱动DC/AC子电路连接；所述MCU控制器通过霍尔电流传感器与被测试电源连接，所述霍尔电流传感器还与驱动IC的电流控制端口连接，所述被测试电源还与变压器的原边绕组连接；所述驱动IC的电流控制端口通过DAC子电路与MCU控制器连接，所述驱动IC的电压控制端口与MCU控制器连接。进一步地，所述自动同步并网全桥逆变驱动芯片包括供电网络、桥式隔离驱动网络、波形整形驱动网络和隔离控制网络；所述桥式隔离驱动网络和波形整形驱动网络依次连接，所述供电网络分别与桥式隔离驱动网络、波形整形驱动网络和隔离控制网络连接，所述桥式隔离驱动网络还与隔离控制网络连接；所述桥式隔离驱动网络包括光耦U1、光耦U2、光耦U3和光耦U4；所述光耦U1的发光二极管、光耦U2的发光二极管、光耦U3的发光二极管和光耦U4的发光二极管通过桥式连接法连接；所述光耦U1的发光二极管的正极、光耦U3的发光二极管的正极、光耦U2的发光二极管的负极和光耦U4的发光二极管的负极均与隔离控制网络连接；所述隔离控制网络包括光耦U5；所述光耦U5的三极管的集电极分别与光耦U2的发光二极管的负极和光耦U4的发光二极管的负极连接；所述光耦U5的发光二极管的负极接地，光耦U5的发光二极管的正极分别与电阻R72的一端和二极管D16的正极连接，所述电阻R72的另一端分别与运算放大器IC11的输出端和电阻R73的一端连接，所述电阻R73的另一端与供电网络连接；所述运算放大器IC11的电源输入端与电阻R64的一端连接，所述电阻R64的另一端分别与电阻R70一端和精密稳压管IC10的负极连接，所述电阻R70的另一端分别与电阻R71和运算放大器IC11的同相输入端连接，所述电阻R71的另一端分别与运算放大器IC11的接地端和精密稳压管IC10的正极连接并接地，所述精密稳压管IC10的负极与其控制端连接；所述运算放大器IC11的反相输入端分别与供电网络、电阻R73的另一端和电阻R74的一端连接，电阻R74的另一端与供电网络连接；所述运算放大器的IC11的电源输入端还与供电网络连接；所述波形整形驱动网络包括三极管Q8、三极管Q9、三极管Q10和三极管Q11；所述三极管Q8的集电极与光耦U1的三极管的集电极连接，所述三极管Q8的基极与二极管D12的正极连接，所述二极管D12的负极与光耦U1的三极管的发射极连接，三极管Q8的发射极还通过电阻R28与其基极连接；所述三极管Q9的集电极与光耦U2的三极管的集电极连接，所述三极管Q9的基极与二极管D13的正极连接，所述二极管D13的负极与光耦U2的三极管的发射极连接，三极管Q9的发射极还通过电阻R31与其基极连接；所述三极管Q10的集电极与光耦U3的三极管的集电极连接，所述三极管Q10的基极与二极管D14的正极连接，所述二极管D14的负极与光耦U3的三极管的发射极连接，三极管Q10的发射极还通过电阻R36与其基极连接；所述三极管Q11的集电极与光耦U4的三极管的集电极连接，所述三极管Q11的基极与二极管D15的正极连接，所述二极管D15的负极与光耦U4的三极管的发射极连接，三极管Q11的还发射极通过电阻R60与其基极连接；所述三极管Q8的集电极、三极管Q9的集电极、三极管Q10的集电极和三极管Q11的集电极均与供电网络连接；供电网络包括主供电单元和自举供电单元；所述主供电单元包括电容C17，所述电容C17的正极外接18V电源，且与自举供电网络和电阻R74的另一端连接，所述电容C17的与电阻R26的一端连接并接地，所述电阻R26的另一端与电阻R27的一端连接并接地，所述电阻R27的另一端与运算放大器的反相输入端连接；所述自举供电单元包括二极管D1和二极管D2，所述二极管D1的正极分别与电容C17的正极和二极管D2的正极连接，二极管D1的负极与电容C15的正极连接，二极管D2的负极与电容C25的正极连接；所述电容C17的正极还分别与三极管Q9的集电极、三极管Q11的集电极和运算放大器IC11的电源输入端连接；所述二极管D1的负极还与三极管Q8的集电极连接；所述二极管D2的负极还与三极管Q10的集电极连接；所述光耦U2的发光二极管的正极作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的IN+端口；所述光耦U3的发光二极管的负极作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的IN-端口；所述光耦U5的发光二极管的正极作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的隔离控制端IR端口；所述二极管D16的正极作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的使能控制端EN端口；所述光耦U3的发光二极管的正极作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的S1端；所述光耦U5的三极管的集电极作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的S2端；所述电容C15的负极作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的左桥臂MOS管中心点输出端O1端口；所述电容C25的负极作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的右桥臂MOS管中心点输出端O2端口；所述电容C17的正极作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的VCC端口；所述电容C17的负极作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的GND端口；所述二极管D1的负极作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的VCC1端口；所述二极管D2的负极作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的VCC2端口。所述电阻R28与三极管Q8发射极连接的一端作为自动同步并网全桥逆变驱动芯片的左桥臂上管驱动门极输出端口Ho1端口；所述电阻R36与三极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流回馈自动并网电子负载，其特征在于，包括MCU控制器、被测试电源、电流泵电路、自动并网逆变电路和逆变隔离防倒灌电路；所述MCU控制器分别与电流泵电路和自动并网逆变子电路连接；所述被测试电源通过电流泵电路与自动并网逆变电路连接，所述被测试电源的电源输入端与城市电网连接；所述自动并网逆变电路通过逆变隔离防倒灌电路与城市电网连接；所述自动并网逆变电路包括自动同步并网全桥逆变驱动芯片、市电同步驱动DC/AC子电路、失载过冲保护子电路和市电采样子电路；所述自动同步并网全桥逆变驱动芯片分别与市电同步驱动DC/AC子电路、失载过充保护子电路、市电采样子电路和MCU控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种交流回馈自动并网电子负载，其特征在于，包括MCU控制器、被测试电源、电流泵电路、自动并网逆变电路和逆变隔离防倒灌电路；所述MCU控制器分别与电流泵电路和自动并网逆变子电路连接；所述被测试电源通过电流泵电路与自动并网逆变电路连接，所述被测试电源的电源输入端与城市电网连接；所述自动并网逆变电路通过逆变隔离防倒灌电路与城市电网连接；所述自动并网逆变电路包括自动同步并网全桥逆变驱动芯片、市电同步驱动DC/AC子电路、失载过冲保护子电路和市电采样子电路；所述自动同步并网全桥逆变驱动芯片分别与市电同步驱动DC/AC子电路、失载过充保护子电路、市电采样子电路和MCU控制器连接。2.根据权利要求1所述的交流回馈自动并网电子负载，其特征在于，所述电流泵电路包括霍尔电流传感器、DAC子电路、变压器、整流器和驱动IC；所述变压器的原边绕组与驱动IC连接，所述变压器的副边绕组与整流器的输入端连接，所述整流器的输出端与市电同步驱动DC/AC子电路连接；所述MCU控制器通过霍尔电流传感器与被测试电源连接，所述霍尔电流传感器还与驱动IC的电流控制端口连接，所述被测试电源还与变压器的原边绕组连接；所述驱动IC的电流控制端口通过DAC子电路与MCU控制器连接，所述驱动IC的电压控制端口与MCU控制器连接。3.根据权利要求2所述的交流回馈自动并网电子负载，其特征在于，所述自动同步并网全桥逆变驱动芯片包括供电网络、桥式隔离驱动网络、波形整形驱动网络和隔离控制网络；所述桥式隔离驱动网络和波形整形驱动网络依次连接，所述供电网络分别与桥式隔离驱动网络、波形整形驱动网络和隔离控制网络连接，所述桥式隔离驱动网络还与隔离控制网络连接；所述桥式隔离驱动网络包括光耦U1、光耦U2、光耦U3和光耦U4；所述光耦U1的发光二极管、光耦U2的发光二极管、光耦U3的发光二极管和光耦U4的发光二极管通过桥式连接法连接；所述光耦U1的发光二极管的正极、光耦U3的发光二极管的正极、光耦U2的发光二极管的负极和光耦U4的发光二极管的负极均与隔离控制网络连接；所述隔离控制网络包括光耦U5；所述光耦U5的三极管的集电极分别与光耦U2的发光二极管的负极和光耦U4的发光二极管的负极连接；所述光耦U5的发光二极管的负极接地，光耦U5的发光二极管的正极分别与电阻R72的一端和二极管D16的正极连接，所述电阻R72的另一端分别与运算放大器IC11的输出端和电阻R73的一端连接，所述电阻R73的另一端与供电网络连接；所述运算放大器IC11的电源输入端与电阻R64的一端连接，所述电阻R64的另一端分别与电阻R70一端和精密稳压管IC10的负极连接，所述电阻R70的另一端分别与电阻R71和运算放大器IC11的同相输入端连接，所述电阻R71的另一端分别与运算放大器IC11的接地端和精密稳压管IC10的正极连接并接地，所述精密稳压管IC10的负极与其控制端连接；所述运算放大器IC11的反相输入端分别与供电网络、电阻R73的另一端和电阻R74的一端连接，电阻R74的另一端与供电网络连接；所述运算放大器的IC11的电源输入端还与供电网络连接；所述波形整形驱动网络包括三极管Q8、三极管Q9、三极管Q10和三极管Q11；所述三极管Q8的集电极与光耦U1的三极管的集电极连接，所述三极管Q8的基极与二极管D12的正极连接，所述二极管D12的负极与光耦U1的三极管的发射极连接，三极管Q8的发射极还通过电阻R28与其基极连接；所述三极管Q9的集电极与光耦U2的三极管的集电极连接，所述三极管Q9的基极与二极管D13的正极连接，所述二极管D13的负极与光耦U2的三极管的发射极连接，三极管Q9的发射极还通过电阻R31与其基极连接；所述三极管Q10的集电极与光耦U3的三极管的集电极连接，所述三极管Q10的基极与二极管D14的正极连接，所述二极管D14的负极与光耦U3的三极管的发射极连接，三极管Q10的发射极还通过电阻R36与其基极连接；所述三极管Q11的集电极与光耦U4的三极管的集电极连接，所述三极管Q11的基极与二极管D15的正极连接，所述二极管D15的负极与光耦U4的三极管的发射极连接，三极管Q11的还发射极通过电阻R60与其基极连接；所述三极管Q8的集电极、三极管Q9的集电极、三极管Q10的集电极和三极管Q11的集电极均与供电网络连接；供电网络包括主供电单元和自举供电单元；所述主供电单元包括电容C17，所述电容C17的正极外接18V电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈开荣，陈开新，陈宗映，
申请(专利权)人：四川太牛电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51