一种电力电子电路的通用实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开的一种电力电子电路的通用实验装置，包括开环控制器，开环控制器中设置有人机交互模块和驱动模块，人机交互模块连接驱动模块，驱动模块设置有四个输出连接口，每个输出连接口连接半桥母板的BNC接口和H桥母板的BNC接口，半桥子板分别插接半桥母板和H桥母板上，连接适量的电容、电感分别构建驱动半桥电路拓扑、全桥电路拓扑和DAB电路拓扑；本实用新型专利技术公开的装置解决了现有电路实验通常需要反复搭建电路，造成元器件耗费大以及耗时耗力的问题，有效地提高了母板的利用率，整套装置使用方便。

A general experimental device for power electronic circuits

【技术实现步骤摘要】
一种电力电子电路的通用实验装置
本技术属于电力电子
，具体涉及一种电力电子电路的通用实验装置。
技术介绍
电力电子技术的应用越来越广泛，可以用于诸如电能质量控制、新能源发电并网，特种电源，无线充电等涉及电能变换和传播的领域。无论是理论研究还是产品的研发，都需要基于实际的电力电子电路进行。电力电子电路的搭建过程比较繁琐，并且电路搭建完成后其中的元器件难以再次利用。对于电力电子领域的教学，电力电子产品的研发等需要快速、反复搭建不同电路的场合，调试电路的搭建过程会消耗大量的人力成本、时间成本和资金成本。同时，由于操作人员经验不足等因素导致的接线错误可能引起人员触电、实验器材烧毁的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电力电子电路的通用实验装置，解决了现有电路实验通常需要反复搭建电路，造成元器件耗费大以及耗时耗力的问题。本技术所采用的技术方案是，一种电力电子电路的通用实验装置，用于构建半桥电路拓扑、全桥电路拓扑和DAB电路拓扑，包括开环控制器，开环控制器中设置有人机交互模块和驱动模块，人机交互模块包括设置在开环控制器操作界面的半桥电路按钮、全桥电路按钮和DAB电路按钮，人机交互模块连接驱动模块，驱动模块设置有四个输出连接口，每个输出连接口分别用于驱动半桥电路拓扑、全桥电路拓扑和DAB电路拓扑；半桥电路拓扑由一块半桥子板插接在一块半桥母板上，连接电容、电感组成；全桥电路拓扑由两块半桥子板插接在H桥母板上，连接电容、电感组成；DAB电路拓扑由四块半桥子板插接在两块H桥母板上，连接电容、电感组成；半桥母板的BNC接口和H桥母板的BNC接口直接连接驱动模块的输出连接口。本技术的其他特点还在于，每块半桥子板均包括第一氮化镓MOS管、第二氮化镓MOS管和驱动控制电路，驱动控制电路包括隔离的驱动电路模块，栅极驱动芯片和散热器。每块半桥子板上均开有控制及供电接口和功率接口，控制及供电接口部分包括PWM_L引脚，PWM_H引脚，ENABLE引脚，+5V引脚，GND引脚共6个引脚；功率接口部分包括VSW引脚，VDC-引脚，VDC+引脚共3个引脚。每个半桥母板采用12V直流供电，半桥母板上设置有端口CON-II、端口CON-III、端口CON-IV、端口CON-V、端口CON-VI、端口CON-VII和端口VSW，端口VSW和端口CON-V之间通过香蕉头端子连接所需的电感或电容，端口CON-II和端口CON-VI之间连接直流电源，端口CON-IV和端口CON-VII之间通过香蕉头端子连接负载；半桥母板上还设置有PWM控制及供电接口部分，PWM控制及供电接口部分包括一个用于接收开环控制器的PWM信号的BNC接口、一个外部PWM信号输入接口、第一氮化镓MOS管PWM信号跳线选择端子、第二氮化镓MOS管PWM信号跳线选择端子；半桥母板上有对应每块半桥子板9个引脚的引脚插孔。每块H型母板采用12V直流供电，H型母板上设置有端口CON-I、端口CON-II、端口CON-III、端口CON-IV和变压器，端口CON-I和端口CON-II之间根据需要连接直流电感、电容和变压器的原边，变压器的副边连接负载，端口CON-III和端口CON-IV之间连接直流电源；H桥母板上还设置有PWM控制及供电接口部分，包括用于接收开环控制器的PWM信号的两个BNC接口，分别为A相PWM信号输入接口和B相PWM信号输入接口、一个外部PWM信号输入接口，H桥有两个桥臂，两个桥臂各有一组PWM信号跳线选择端子，A相第一氮化镓MOS管PWM信号跳线选择端子，A相第二氮化镓MOS管PWM信号跳线选择端子，B相第一氮化镓MOS管PWM信号跳线选择端子，B相第二氮化镓MOS管PWM信号跳线选择端子；H桥母板上有两组对应每块半桥子板9个引脚的引脚插孔。半桥电路模式下，开环控制器的驱动模块输出一路频率可调、正脉冲宽度可调的方波信号；全桥电路模式下，开环控制器的驱动模块输出两路频率可调、移相角可调的方波信号；DAB电路模式下，开环控制器输出四路频率可调，移相角可调的方波信号。人机交互模块还包括对应半桥电路、全桥电路和DAB电路的参数设置界面，参数设置界面包括频率、占空比的设置，还包括“启动”按钮、“停止”按钮和“返回”按钮。本技术的有益效果是，一种电力电子电路的通用实验装置，通过分别采用半桥子板、半桥母板和H桥母板，在进行不同电路实验的时候，只需要将半桥子板插接在各母板上预留好的接口中，极大地节省了安装时间，提高了实验效率。同时，本申请设计的母板结构可以构建不同的电力电子电路，只需要更换连接在接口上的子板，设计的开环控制系统具有人机显示模块和驱动模块，有效地提高了母板的利用率，大幅度节省实验花销，整套装置使用方便，在教学、实验和产品的研发中具有很好的使用价值。附图说明图1是本技术的一种电力电子电路的通用实验装置的开环控制器的工作界面示意图；图2是本技术的一种电力电子电路的通用实验装置开环控制器的半桥电路模式参数设置界面示意图；图3是本技术的一种电力电子电路的通用实验装置的半桥子板结构示意图；图4是本技术的一种电力电子电路的通用实验装置的实现的BUCK测试电路的电路图；图5是本技术的一种电力电子电路的通用实验装置的实现的全桥LLC测试电路的电路图；图6是本技术的一种电力电子电路的通用实验装置的实现的移相全桥测试电路的电路图；图7是本技术的一种电力电子电路的通用实验装置的实现的全桥逆变测试电路的电路图；图8是本技术的一种电力电子电路的通用实验装置的实现的DAB测试电路的电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术的一种电力电子电路的通用实验装置，用于构建半桥电路拓扑、全桥电路拓扑和DAB电路拓扑，包括开环控制器，如图1所示，开环控制器中设置有人机交互模块和驱动模块，人机交互模块包括设置在开环控制器操作界面的半桥电路按钮、全桥电路按钮和DAB电路按钮，人机交互模块连接驱动模块，驱动模块设置有四个输出连接口，每个输出连接口分别用于驱动半桥电路拓扑、全桥电路拓扑和DAB电路拓扑；半桥电路拓扑由一块半桥子板插接在一块半桥母板上，连接电容、电感组成；全桥电路拓扑由两块半桥子板插接在H桥母板上，连接电容、电感组成；DAB电路拓扑由四块半桥子板插接在两块H桥母板上，连接电容、电感组成；半桥母板的BNC接口和H桥母板的BNC接口直接连接驱动模块的输出连接口。如图2所示，人机交互模块还包括对应半桥电路、全桥电路和DAB电路的参数设置界面，参数设置界面包括频率、占空比的设置，还包括“启动”按钮、“停止”按钮和“返回”按钮。如图3所示，每块半桥子板均包括第一氮化镓MOS管、第二氮化镓MOS管和驱动控制电路，驱动控制电路包括隔离的驱动电路模块，栅极驱动芯片和散热器；每块半桥子板上均开有控制及供电接口和功率接口，控制及供电接口部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力电子电路的通用实验装置，其特征在于，用于构建半桥电路拓扑、全桥电路拓扑和DAB电路拓扑，包括开环控制器，所述开环控制器中设置有人机交互模块和驱动模块，所述人机交互模块包括设置在开环控制器操作面的半桥电路按钮、全桥电路按钮和DAB电路按钮，所述人机交互模块连接驱动模块，所述驱动模块设置有四个输出连接口，每个所述输出连接口分别用于驱动所述半桥电路拓扑、全桥电路拓扑和DAB电路拓扑；所述半桥电路拓扑由一块半桥子板插接在一块半桥母板上，连接电容、电感组成；所述全桥电路拓扑由两块半桥子板插接在H桥母板上，连接电容、电感组成；所述DAB电路拓扑由四块半桥子板插接在两块H桥母板上，连接电容、电感组成；所述半桥母板的BNC接口和所述H桥母板的BNC接口直接连接所述驱动模块的输出连接口。/n

【技术特征摘要】
1.一种电力电子电路的通用实验装置，其特征在于，用于构建半桥电路拓扑、全桥电路拓扑和DAB电路拓扑，包括开环控制器，所述开环控制器中设置有人机交互模块和驱动模块，所述人机交互模块包括设置在开环控制器操作面的半桥电路按钮、全桥电路按钮和DAB电路按钮，所述人机交互模块连接驱动模块，所述驱动模块设置有四个输出连接口，每个所述输出连接口分别用于驱动所述半桥电路拓扑、全桥电路拓扑和DAB电路拓扑；所述半桥电路拓扑由一块半桥子板插接在一块半桥母板上，连接电容、电感组成；所述全桥电路拓扑由两块半桥子板插接在H桥母板上，连接电容、电感组成；所述DAB电路拓扑由四块半桥子板插接在两块H桥母板上，连接电容、电感组成；所述半桥母板的BNC接口和所述H桥母板的BNC接口直接连接所述驱动模块的输出连接口。


2.如权利要求1所述的一种电力电子电路的通用实验装置，其特征在于，每块所述半桥子板均包括第一氮化镓MOS管、第二氮化镓MOS管和驱动控制电路，所述驱动控制电路包括隔离的驱动电路模块，栅极驱动芯片和散热器。


3.如权利要求1所述的一种电力电子电路的通用实验装置，其特征在于，每块所述半桥子板上均开有控制及供电接口和功率接口，所述控制及供电接口部分包括PWM_L引脚，PWM_H引脚，ENABLE引脚，+5V引脚，GND引脚共6个引脚；功率接口部分包括VSW引脚，VDC-引脚，VDC+引脚共3个引脚。


4.如权利要求3所述的一种电力电子电路的通用实验装置，其特征在于，每个所述半桥母板采用12V直流供电，所述半桥母板上设置有端口CON-II、端口CON-III、端口CON-IV、端口CON-V、端口CON-VI、端口CON-VII和端口VSW，所述端口VSW和端口CON-V之间通过香蕉头端子连接所需的电感或电容，所述端口CON-II和所述端口CON-VI之间连接直流电源，所述端口CON-IV和端口CON-VII之间通过香蕉头端子连接负载；半桥母板上还设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂程，徐玉石，李鹏程，
申请(专利权)人：陕西帕沃孚电子智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61