[发明专利]输出电压可快速跃变的大容量可逆直流电源

说明书

本发明公开了一种输出电压可快速变化的大容量可逆直流电源，包括两个结构相同、输出电压可调的直流电源DC1和DC2以及直流电压跃变控制电路J，两个直流电源DC1和DC2都由AFE四相限整流器加可逆直流电压变换器构成，二者都表现为电能可逆直流电源，直流电压跃变控制电路J将直流电源DC1和DC2的输出直流电压进行串联连接，通过直流电压跃变控制电路J的控制，使总输出电压在直流电源DC2单独输出和直流电源DC1和DC2串联输出之间快速切换，避开了单独直流电源输出电压难以快速跳变的障碍，解决了使用接触器进行切换的切换延时问题。

技术领域

本发明涉及一种直流电源，尤其涉及一种用于大容量直流电器测试试验、要求容量大、要求电能能够可逆传输、要求输出电压快速跃变的直流电源。

背景技术

直流系统广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户(如发电厂、变电站、配电站、石化、钢铁、电气化铁路等)，为信号设备、保护设备、自动装置、事故照明及断路器分闸或合闸操作提供直流电源，它也同样广泛的应用于通信领域、计算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的可靠应急电源等。

直流系统主要由蓄电池组、充电装置、直流馈线屏、直流配电柜、直流电源监测装置、直流分支馈线等直流电器设备组成，并由此形成一个庞大、遍布直流电源供电网络，为继电器保护装置、断路器跳合闸、信号系统、直流充电机、UPS、通信等等各个子系统提供安全、可靠的工作电源。

直流电器设备种类繁多，直流电器设备的研发测试和产品出厂检验、型式试验需要直流试验电源，像断路器、熔断器、低压开关、电路保护装置、继电器、接触器、电动机起动器等直流电器检测都离不开直流测试电源。

为了适应如此之多的直流电器的测试试验需求，直流试验电源要具有很宽的输出电压范围，并且在整个直流电压输出范围内要保证输出容量足够大。除了直流试验电源宽范围、大容量的要求外，有很多直流电器的试验还要求试验电源输出电压要能快速跃变。

由于直流电源的输出通常都有较大的滤波电容，单个的直流电源很难实现输出电压快速跃变，为此，需要使用两个直流电源组合输出，先是一个电源输出，再以两个电源串联输出，实现由较低电压向较高电压的快速跃变输出，或者先是两个电源串联输出，再以一个电源输出，实现由较高电压向较低电压的快速跃变输出。使用接触器来进行上述两个直流电源的串联或单个直流电源输出的切换，原理上可以，但是由于接触器的动作时间通常在几百毫秒级，很难满足电源输出快速跃变的要求，而电力电子技术恰好为我们提供了充分的选择空间，我们可以利用两个适当标称电流与标称电压的IGBT组成电子开关，通过适当的连接，将两个直流电源实现可控的串联连接，通过电子开关的控制，实现单个直流电源输出或两个直流电源的串联输出，达到输出电压快速跃变的目的，电子开关实现的切换时间小于1毫秒，完全满足快速性的要求。

另外，直流试验电源的应用场合时常会出现负载侧过压或电能逆流的情况，因此直流试验电源的整流部分应该采用AFE四象限整流器。为了满足电压宽范围的要求，AFE四象限整流器的输出需要进行直流电压的双向DC/DC变换处理，基于前述，直流试验电源由两个结构相同的直流电源(AFE四象限整流+DC/DC变换)通过电压跃变控制开关连接而成。

发明内容

本发明公开了一种输出电压可快速跃变的大容量可逆直流电源，包括两个结构相同、输出电压可调的直流电源DC1和DC2以及直流电压跃变控制电路J。