[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

说明书

本发明提出了一种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，所述拓扑结构包括直流微电网系统，直流微电网系统包括输入侧检测调理电路、输入/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；所述输入电感分别与输入侧检测调理电路和全控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。本发明的两级变换电路采用常用的全控H桥拓扑结构和同一个微处理器，通过控制全控H桥的直流电压使直流微电网系统的功率达到平衡。且本发明具有电路简单、工作可靠和性价比高的特点。

技术领域

本发明涉及电能变换的技术领域，特别是指一种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。

背景技术

随着国民经济的高速发展，对能源的需求也越来越大。一方面：通过对广域内可再生能源发电直流联网，可以充分利用可再生能源发电的互补性，实现可再生能源发电的大规模集中接入，提高可再生能源发电利用率。直流微电网是由直流构成的微电网，是未来智能配用电系统的重要组成部分，对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。相比交流微电网，直流微电网可更高效可靠地接纳风、光等分布式可再生能源发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷。直流微电网的推广应用为直流能馈式负载提供了能馈的通道。另一方面：随着直流微电网的发展和电力电子产品的多样化，与之相应的DC/DC变换器也得到了迅猛的发展，传统测试一般采用能耗式负载，造成了功率的浪费。这为基于直流微电网的能馈式负载提供了广泛的应用场合。

各种电源设备、电机以及大容量蓄电池在生产和研发过程中，都要进行老化测试与电源输出特性测试，来检测电气特性与质量好坏。传统上通常选用电阻等能耗式负载进行测试，导致电能转化为热能而被白白地耗费。其次，能耗式负载的特性参数不能根据需求灵活、连续地调节，负载达到一定规模之后对环境与散热性要求较高，增加测试成本。

目前市场的电子负载主要由能耗式负载和采用DC/AC结构将功率回馈给交流电网的电子负载两种。其中，一些能耗式电子负载不仅负载特性不能灵活调节，而且电能被白白地耗费，还有些负载虽然做到将功率回馈到电网中去，但是没有实现负载参数灵活、连续调节；而采用DC/AC结构的能馈式电子负载只能将功率回馈给交流电网，无法满足有关基于直流微电网能馈的需求，这给生产、制造、研发和教学带来了诸多不便。

发明内容

针对上述背景技术中存在的不足，本发明提出了一种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，解决了现有能耗式电子负载功率浪费、功能单一，能馈式电子负载回馈给交流电网、无法使用直流电网的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于直流微电网能馈式直流电子负载拓扑结构，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。

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。

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。