[实用新型]数字化控制的低压直流电源能量回馈型电子负载升压系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及数字化控制的低压直流电源能量回馈型电子负载升压系统。

背景技术

随着电力电子技术的发展与工业化水平的提高，各类电源广泛应用于冶金、能源、化工等社会生产的各个环节。电源运行可靠与否直接关系到系统运行的安全性和准确性，影响到人们的生活安全与否，在生产上更关乎到国民经济的稳定发展。

为了确保电源产品的质量过关，满足性能指标符合出厂要求，电源在出厂前必须进行24～72h甚至更长时间的检测，包括：电源可靠性实验(主要是老化实验，也称烤机或烧机)、电源带载试验与输出特性试验等。如通信电源出厂试验、各种整流柜出厂试验、牵引动力试验、大功率充电电源试验、蓄电池放电试验、电机出厂试验、柴油机及汽油机出厂试验、汽车动力性能试验、电解电镀电源出厂试验等场合都需要负载测试。当前，国内外对上述产品的试验一般都采用传统的静态负载(如电阻、电阻箱、滑线变阻器等)或电子负载能耗放电的办法进行，但由于实际电源所接负载的形式较为复杂，传统负载不能完全进行模拟电源在各种普通状态和极限状态下的表现，而且电能被完全浪费，造成大量的能量损耗，存在耗能、发热及体积庞大的问题。

当今我国经济的迅速发展，能源问题在当今社会受到越来越多的关注。能量回馈型电子负载是一种能够模拟实际电阻负载特性的新型电力电子装置，用于直流电源功率试验，并将测试的直流电能逆变为交流并入电网，实现电能的再生利用。该装置具有节能、体积小、重量轻、节省安装空间和试验性能优良等优点。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利申请号为：200810218873.4，名称为：一种自适应高效节能并网回馈型电子负载，该申请案包括输入电路和并网逆变装置，其中输入通道包括一个主通道和多个次通道，申请案对直流电源老化提出了理想的解决方案。然而，该申请案并没有针对低压直流电源的老化设计系统，同时，控制系统还停留在模拟控制的层面，并且没有详细的实施方法，存在较大的问题。

另经检索发现，中国专利申请号为：200710099161.0，名称为：多输入通道模块化高频隔离单相电能回馈型电子负载，该申请案采用高性能DSP和PWM控制驱动方式实现对直流输入和交流输出的数字控制，将输入的直流电转换为可送入电网的交流电。但该电子负载是针对传统48V直流通信电源的老化试验而设计的，同样不适合低压大电流直流电源的老化试验。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供一种数字化控制的低压直流电源能量回馈型电子负载升压系统。该系统以16位DSP嵌入式处理器为核心，将数字化控制技术应用到由Boost升压模块和DC-DC升压变换模块组成的升压系统开关电路中，使系统实现稳定可靠的高压直流输出，为与之相连接的能量回馈型电子负载并网逆变系统提供合适的输入特性。通过升压系统将低压大电流直流电转化成高压直流电，再送入后级并网逆变系统，实现的能量回馈型电子负载具有节约能源、高效环保、性能可靠、自动化程度高和易于编程控制等优点，特别适用于5V低压直流电源的可靠性实验、带载试验与输出特性试验。

本实用新型采用如下技术方案：

一种数字化控制的低压直流电源能量回馈型电子负载升压系统，包括主电路和控制电路，所述主电路由Boost升压模块、DC-DC升压变换模块依次连接构成，所述Boost升压模块与并联低压直流电源相连接，所述DC-DC升压变换模块与并网逆变系统相连接。

所述控制电路包括故障保护电路模块、电流电压采样及信号处理模块、DSP嵌入式系统模块和高频驱动模块，所述DSP嵌入式系统模块与电流电压采样及信号处理模块的输出端、故障保护电路模块的输出端、高频驱动模块的输入端连接，所述高频驱动模块的输出端分别与Boost升压模块的驱动信号输入端、DC-DC升压变换模块的驱动信号输入端相连接。

所述电流电压采样及信号处理模块有两组，一组的输入端与Boost升压模块的输出端连接，另一组的输入端与DC-DC升压变换模块的输出端连接。

所述故障保护电路模块包括相互连接的过压欠压故障保护电路、过流故障保护电路和过热故障保护电路。

所述过压欠压故障保护电路的输入端还与电网单相交流电相连接，所述过流故障保护电路输入端还与DC-DC升压变换模块输出端连接，所述过热故障保护电路还与主电路相连接，用于检测主电路开关管散热器的温度。