[发明专利]基于直流微电网能馈式直流电子负载拓扑结构及控制方法

权利要求书

1.一种基于直流微电网能馈式直流电子负载拓扑结构，其特征在于，包括直流微电网系统，所述直流微电网系统包括输入侧检测调理电路、输入电感、输出电感、全控H桥、H桥母线电压检测调理电路、输出侧检测调理电路、控制电路、驱动电路、辅助电源电路、保护电路和人机接口电路；所述输入侧检测调理电路与输入电感相连接，输入电感与全控H桥相连接，全控H桥与输入电感相连接，输出电感与输出侧检测调理电路相连接；所述全控H桥与H桥母线电压检测调理电路相连接，H桥母线电压检测调理电路与控制电路相连接，控制电路分别与驱动电路、辅助电源电路、保护电路和人机接口电路相连接。

2.根据权利要求1所述的基于直流微电网能馈式直流电子负载拓扑结构，其特征在于，所述第一级Boost升压电路包括输入电感L1和全控H桥的一个桥臂，输入电感L1与被测DC/DC变换器相连接，输入电感L1与全控H桥的一个桥臂的中点相连接；所述第二级Buck降压电路包括全控H桥的另一个桥臂和输出电感L2，全控H桥的另一个桥臂的中点与输出电感L2相连接，输出电感L2与直流微电网母线相连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于直流微电网能馈式直流电子负载拓扑结构，其特征在于，所述第一级Boost升压电路和第二级Buck降压电路采用同一个控制电路。

4.根据权利要求1所述的基于直流微电网能馈式直流电子负载拓扑结构，其特征在于，所述输入侧检测调理电路、输出侧检测调理电路和H桥母线电压检测调理电路均包括检测电路和调理电路，所述检测电路采用“电阻分压+线性光耦”结构或电流和电压霍尔传感器，所述调理电路采用巴特沃斯低通滤波电路；所述保护电路包括继电器和直流接触器；所述控制电路包括微处理器。

5.根据权利要求1、2或4所述的基于直流微电网能馈式直流电子负载拓扑结构的控制方法，其特征在于，其步骤如下：

S1、根据被测DC/DC变换器的要求，由第一级Boost升压电路完成恒流、恒阻、恒功率负载模式的功能；

S2、通过全控H桥的直流电压PI调节的控制，为第二级Buck降压电路输出提供指令电流，使直流微电网系统的功率达到平衡；

S3、根据步骤S2提供的指令电流，由第二级Buck降压电路以可控电流源的形式向直流微电网母线输出功率，完成能量回收。

6.根据权利要求5所述的基于直流微电网能馈式直流电子负载拓扑结构的控制方法，其特征在于，针对恒流模式，能馈式电子负载的给定量为恒定电流I_ref，根据第一级Boost升压电路的特征：其中，D为第一级Boost升压电路的占空比，U_in为第一级Boost升压电路的输入电压，I_in为第一级Boost升压电路的输入电流，U_dc为全控H桥的电压，I_dc为全控H桥的电流，R_in为输入等效电阻，R_eq为第二级Buck降压电路的等效电阻；改变第一级Boost升压电路的占空比D实现电子负载的恒流模式。

7.根据权利要求5所述的基于直流微电网能馈式直流电子负载拓扑结构的控制方法，其特征在于，针对恒阻模式，能馈式电子负载的给定量为恒定阻抗值R_ref，根据第一级Boost升压电路的特征：其中，D为第一级Boost升压电路的占空比，U_in为第一级Boost升压电路的输入电压，I_in为第一级Boost升压电路的输入电流，U_dc为全控H桥的电压；改变第一级Boost升压电路的占空比D实现电子负载的恒阻模式。