一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载及方法技术

本申请提供了一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载及方法，其中负载包括：第一电阻阵列、第二电阻阵列、电流互感器、电压互感器、第一A/D转换器、第二A/D转换器、DSP处理单元、继电器驱动芯片和可控硅驱动电路。本申请通过DSP处理单元可以实现对负载电路的电流电压检测，并且可以通过DSP处理单元对第一电阻阵列和第二电阻阵列的阻值进行调节，配合适当的检测方法或适当的数字处理逻辑电路，能够实现充电桩的快速检测且快速调整电阻负载跟踪电网功率变化，实现对单相交流充电桩有功功率或有功电能的快速检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载及方法
本申请涉及电网
，尤其涉及一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载及方法。
技术介绍
随着电动汽车的发展，交流充电桩越来越多，而交流充电桩的检测和维护越来越重要。业内通常使用交流充电桩检测负载来模拟电动车的充电。目前市场的交流充电桩负载箱，有可调的负载和固定负载两种，负载准确度一般为±5％。但是当前由于充电桩使用电能比较法测量有功电能准确度，测量速度非常慢，在最小工作电流下，检测一个点的时间差不多就要30分钟，所以需要快速检测单相交流充电桩的有功电能的方法，才能满足未来数以百万级的充电桩检测需求。并且，传统的负载准确度低，加上电网电压波动影响，针对充电桩测试的有功功率波动大，对有功功率无法直接检测，对有功电能只能使用脉冲法或电能比较法进行检测，速度慢，效率低。
技术实现思路
本申请提供了一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载及方法，实现充电桩的快速检测，其本质提供一种可以快速跟踪电网电压和负载温度变化的交流恒定功率，实现对单相交流充电桩有功功率(直测法)或有功电能的快速检测，也可以用于其他测试提供稳定交流负载。有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载，包括：第一电阻阵列、第二电阻阵列、电流互感器、电压互感器、第一A/D转换器、第二A/D转换器、DSP处理单元、继电器驱动芯片和可控硅驱动电路；所述第一电阻阵列的电阻均串联有继电器且被所述继电器控制投切；所述第二电阻阵列的电阻均串联有双向可控硅且被所述双向可控硅控制投切；所述第一电阻阵列与所述第二电阻阵列并联后连接到待检测的交流充电桩，组成负载电路；所述DSP处理单元通过所述第一A/D转换器和所述电流互感器连接所述负载电路，用于检测所述负载电路的电流；所述DSP处理单元通过所述第二A/D转换器和所述电压互感器连接所述负载电路，用于检测所述负载电路的电压；所述DSP处理单元通过所述继电器驱动芯片连接所述继电器，用于控制所述第一电阻阵列投入所述负载电路的电阻；所述DSP处理单元通过所述可控硅驱动电路连接所述双向可控硅，用于控制所述第二电阻阵列投入所述负载电路的电阻。优选地，所述第一A/D转换器和所述电流互感器之间还连接有IV反馈电阻和第一运算放大器。优选地，所述第二A/D转换器和所述电压互感器之间还连接有第二运算放大器。优选地，还包括人机交互单元，所述人机交互单元连接所述DSP处理单元，用于输入控制信号至所述DSP处理单元。优选地，所述第一电阻阵列的电阻阻值比所述第二电阻阵列的电阻阻值小。优选地，所述第一电阻阵列和所述第二电阻阵列的电阻阻值依次呈预设定值的指数倍增长。优选地，第一电阻阵列中阻值最大的电阻的阻值与第二电阻阵列中阻值最小的电阻的阻值相同，能够避免或减少第一电阻阵列的继电器开关的投切。本申请第二方面提供一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测方法，基于如第一方面的一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载进行检测，包括：S1、获取预设的设定输出功率值Pset；S2、根据设定输出功率值Pset和通过电压传感器检测到的电压值U值计算并输出第一电阻阵列和第二电阻阵列的相应的IO值；S3、根据通过电流传感器检测到的电流值I值和电压传感器检测到的电压值U值计算当前有功功率Pm；S4、计算设定输出功率值Pset与当前有功功率Pm的差值，通过IO口控制第一电阻阵列和第二电阻阵列的开关，增加或减少投入的电阻；其中，每隔预设时间重复执行步骤S3和步骤S4。优选地，所述步骤S2具体包括：根据当前的实际电压计算实际的设定电流为：Iset＝Pset/U；计算第一电阻阵列的IO值为：MSB＝floor((Iset-0.5×I1b)/I1b)；计算第二电阻阵列的IO值为：LSB＝round(Iyu/I2b)，Iyu＝Iset-MSB×I1b；其中，MSB为DSP处理单元与第一电阻阵列对应的IO口的输出值，floor()为向下取整，I1b为第一电阻阵列最小可提供的电流，LSB为DSP处理单元与第二电阻阵列对应的IO口的输出值，round()为四舍五入取整，I2b为第二电阻阵列最小可提供的电流，Iyu为余数部分电流值。优选地，所述步骤S4包括：计算设定输出功率值Pset与当前有功功率Pm的差值：Perr＝(Pset-Pm)；功率的误差转换为电阻的误差：Rerr＝(220×220)/Perr；计算本次计算投入的电阻阵列的总电阻：R(n)＝R(n-1)+K×Rerr；其中，R(n)为在本次计算投入的电阻阵列的总电阻，R(n-1)为上次计算投入的电阻阵列的总电阻，K取-1，n为采样点编号。优选地，所述步骤S3包括：计算数值N：N＝round(fs/Freq)；计算采样点n前2个周期的平均功率：将采样点n前2个周期的平均功率Pm(n)作为步骤S3计算的当前有功功率Pm；其中，fs为AD的采样率，Freq为充电桩电压的频率，ui和ii为在第n点之前的两个周波中的采样点对应的电压和电流。从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：本申请提供了一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载及方法，其中负载包括：第一电阻阵列、第二电阻阵列、电流互感器、电压互感器、第一A/D转换器、第二A/D转换器、DSP处理单元、继电器驱动芯片和可控硅驱动电路；所述第一电阻阵列的电阻均串联有继电器且被所述继电器控制投切；所述第二电阻阵列的电阻均串联有双向可控硅且被所述双向可控硅控制投切；所述第一电阻阵列与所述第二电阻阵列并联后连接到待检测的交流充电桩，组成负载电路；所述DSP处理单元通过所述第一A/D转换器和所述电流互感器连接所述负载电路，用于检测所述负载电路的电流；所述DSP处理单元通过所述第二A/D转换器和所述电压互感器连接所述负载电路，用于检测所述负载电路的电压；所述DSP处理单元通过所述继电器驱动芯片连接所述继电器，用于控制所述第一电阻阵列投入所述负载电路的电阻；所述DSP处理单元通过所述可控硅驱动电路连接所述双向可控硅，用于控制所述第二电阻阵列投入所述负载电路的电阻。本申请通过DSP处理单元可以实现对负载电路的电流电压检测，并且可以通过DSP处理单元对第一电阻阵列和第二电阻阵列的阻值进行调节，配合适当的检测方法或适当的数字处理逻辑电路，能够实现充电桩的快速检测且快速调整电阻负载跟踪电网功率变化，实现对单相交流充电桩有功功率或有功电能的快速检测。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请提供的一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载的一个实施例的电路图；图2为本申请提供的一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载的一个实施例中继电器驱动芯片的电路图；图3为本申请提供的一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载的一个实施例中可控硅驱动电路的电路图；图4为本申请提供的一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载的一个实施例中DSP处理单元的电路图；图5为本申请提供的一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测方法的一个实施例的流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载，其特征在于，包括：第一电阻阵列、第二电阻阵列、电流互感器、电压互感器、第一A/D转换器、第二A/D转换器、DSP处理单元、继电器驱动芯片和可控硅驱动电路；所述第一电阻阵列的电阻均串联有继电器且被所述继电器控制投切；所述第二电阻阵列的电阻均串联有双向可控硅且被所述双向可控硅控制投切；所述第一电阻阵列与所述第二电阻阵列并联后连接到待检测的交流充电桩，组成负载电路；所述DSP处理单元通过所述第一A/D转换器和所述电流互感器连接所述负载电路，用于检测所述负载电路的电流；所述DSP处理单元通过所述第二A/D转换器和所述电压互感器连接所述负载电路，用于检测所述负载电路的电压；所述DSP处理单元通过所述继电器驱动芯片连接所述继电器，用于控制所述第一电阻阵列投入所述负载电路的电阻；所述DSP处理单元通过所述可控硅驱动电路连接所述双向可控硅，用于控制所述第二电阻阵列投入所述负载电路的电阻。

【技术特征摘要】
1.一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载，其特征在于，包括：第一电阻阵列、第二电阻阵列、电流互感器、电压互感器、第一A/D转换器、第二A/D转换器、DSP处理单元、继电器驱动芯片和可控硅驱动电路；所述第一电阻阵列的电阻均串联有继电器且被所述继电器控制投切；所述第二电阻阵列的电阻均串联有双向可控硅且被所述双向可控硅控制投切；所述第一电阻阵列与所述第二电阻阵列并联后连接到待检测的交流充电桩，组成负载电路；所述DSP处理单元通过所述第一A/D转换器和所述电流互感器连接所述负载电路，用于检测所述负载电路的电流；所述DSP处理单元通过所述第二A/D转换器和所述电压互感器连接所述负载电路，用于检测所述负载电路的电压；所述DSP处理单元通过所述继电器驱动芯片连接所述继电器，用于控制所述第一电阻阵列投入所述负载电路的电阻；所述DSP处理单元通过所述可控硅驱动电路连接所述双向可控硅，用于控制所述第二电阻阵列投入所述负载电路的电阻。2.根据权利要求1所述的一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载，其特征在于，所述第一A/D转换器和所述电流互感器之间还连接有IV反馈电阻和第一运算放大器。3.根据权利要求1所述的一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载，其特征在于，所述第二A/D转换器和所述电压互感器之间还连接有第二运算放大器。4.根据权利要求1所述的一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载，其特征在于，还包括人机交互单元，所述人机交互单元连接所述DSP处理单元，用于输入控制信号至所述DSP处理单元。5.根据权利要求1所述的一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载，其特征在于，所述第一电阻阵列和所述第二电阻阵列的电阻阻值依次呈预设定值的指数倍增长。6.根据权利要求5所述的一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载，其特征在于，所述第一电阻阵列中阻值最大的电阻的阻值与所述第二电阻阵列中阻值最小的电阻的阻值相同。7.一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测方法，基于如权利要求1至6任意一项所述的一种基于双负载阵列的交流电充电桩检测负载进行检测，其特征在于，包括：S1、获取预设的设定输出功率值Pset；S2、根据设...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓凯，罗敏，赵伟，孟金岭，易斌，黄建忠，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44