[发明专利]一种模拟负载特性的电子负载装置和方法

权利要求书

1.一种模拟负载特性的电子负载装置，其特征在于，包括无桥PFC整流稳压电路、全桥逆变电路、交直流信号采集电路、控制电路、隔离驱动电路和电源转换电路；

所述无桥PFC整流稳压电路与所述全桥逆变电路、所述交直流信号采集电路和所述隔离驱动电路通信连接，用于实现前级整流稳压和负载特性模拟功能；

所述全桥逆变电路还与所述交直流信号采集电路和所述隔离驱动电路通信连接，用于实现逆变稳流功能；

所述交直流信号采集电路还与所述控制电路和所述电源转换电路通信连接，用于采集输入所述无桥PFC整流稳压电路、输入所述全桥逆变电路和输出所述全桥逆变电路的交直流信号；

所述隔离驱动电路还与所述控制电路通信连接，用于实现电气隔离，并基于所述控制电路输出的控制信号控制所述无桥PFC整流稳压电路和所述全桥逆变电路；

所述电源转换电路还与所述控制电路连接，用于为所述交直流信号采集电路、所述控制电路和所述隔离驱动电路提供工作电压；

所述控制电路用于基于所述交直流信号采集电路采集的信号，生成控制所述无桥PFC整流稳压电路和所述全桥逆变电路的控制信号。

2.根据权利要求1所述的模拟负载特性的电子负载装置，其特征在于，所述无桥PFC整流稳压电路采用PWM整流器的双环控制策略，外环为直流侧电压环，内环为交流电流瞬时值控制环；

外环输出电流幅值参数给内环，同时乘上单位正弦得到内环指令瞬时值；其中，所述单位正弦的相位由设定的功率因数和锁相环输出值确定。

3.根据权利要求1所述的模拟负载特性的电子负载装置，其特征在于，所述全桥逆变电路采用变调制度SPWM调制，根据实际输入电流幅值与要求幅值之间的误差，对逆变单元参考波的调制度进行调整，使所述实际输入电流幅值等于所述要求幅值。

4.根据权利要求1所述的模拟负载特性的电子负载装置，其特征在于，生成控制所述无桥PFC整流稳压电路的控制信号，包括：

采集输入所述无桥PFC整流稳压电路的电压信号E_ac，做锁相环处理，实现锁相功能；

采集输出所述无桥PFC整流稳压电路的直流母线电压U_dc和交流输入电流I_ac，做串级PID算法处理，实现直流母线侧电压稳定。

5.根据权利要求4所述的模拟负载特性的电子负载装置，其特征在于，生成控制所述全桥逆变电路的控制信号，包括：

采集输入所述全桥逆变电路的直流母线电压U_dc，做串级PID算法处理；

采集输入所述无桥PFC整流稳压电路的电流I_ac做电流前馈控制，乘上锁相环输出的参考电压信号做规则采样算法处理，输出SPWM波得到和输入电压同频、同相、同幅值的逆变电压e_ac。

6.根据权利要求4-5任一项所述的模拟负载特性的电子负载装置，其特征在于，串级PID算法处理，包括：

将所述直流母线电压U_dc作为电压外环输入，并转换为电流参考信号I_dcref；

将所述电流参考信号I_dcref作为电流内环输入，得到电流内环输出；将所述电流内环输出与经过限幅、归一化处理和锁相环生成的参考信号相乘，得到初始控制信号；

对所述初始控制信号做规则采样算法处理得到寄存器值，放入所述控制电路中，以控制所述无桥PFC整流电路和所述全桥逆变电路。