[实用新型]一种加载控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种加载控制器，尤其涉及一种控制燃料电池堆的输出电流的加载控制器。

背景技术

二十世纪末，在我国测试燃料电池堆的伏安特性仍然使用白炽灯或多组固定电阻以手动开关控制分档加载的方法；近几年国内已有从加拿大、日本、韩国进口的1KW级至36KW的电子负载，它不仅为燃料电池堆的测试带来方便也提高了测试精度。然而电子负载的昂贵价格使大多数燃料电池的研究单位望而却步，再则大功率的电子负载的热耗散不得不采用水冷方式，这就必须增加水的循环和冷却系统，要么就要白白地浪费水资源。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，研制一种实现、制作容易，无须水冷、稳定可靠的控制燃料电池堆的输出电流的加载控制器。其技术实现手段如下：

一种加载控制器，其特征在于包括：电流信号的采集和放大单元、电流信号与给定信号的比较和延时单元、调频单元、脉宽调制单元、驱动单元、执行单元、吸收回路单元；所述各单元通过电气连接构成一个脉宽调制的加载控制器。延时单元、调频单元、脉宽调制单元以及过流保护都采用比较器，因此选用四电压比较器LM339，所述执行单元为IGBT，采用负反馈的闭环调节，使电流反馈信息与给定电压相等，达到稳定的平衡状态。所述电流信号采集和放大单元由分流器和放大器及周边元件组成，分流器可以获取电流信号，经输入端滤波放大器放大、再滤波形成与给定信号幅度相统一的直流信号；所述比较和延时单元是由比较器和三极管跟随器Q₃及周边元件组成的，当给定信号大于放大单元的输出电压时，单元输出增加，反之减少；它输出的是调节电压；所述调频单元是比较器及周边元件的三角波发生器，通过电阻R₁和电容C₁的参数调整，决定加载控制器的工作频率；所述脉宽调制单元也是由比较器构成，调频单元输出的三角波加在其负输入端，比较延时单元的输出加在其正输入端，这样一来脉宽调制单元就把调节电压转换成为相对应的脉宽信号。驱动单元由Q₁和Q₂构成，为IGBT的控制极提供良好的方脉冲；执行单元选用高耐压的IGBT，由IGBT的通断时间比实现控制负载电流的大小。所述吸收回路单元由电容C₂和电阻R₈构成，用来降低IGBT关断时产生的反峰压。

以上电路连接构成一个负反馈的闭环调节系统：当调W₂给定电压上升时，LM339的1脚为高，9脚电压上升，14脚脉宽增加，IGBT导通时间增加，负载电流增大，AD620输出电压增高，直止达到与给定电压平衡。这里特别说明比较和延时单元中的延时作用：它由R₁₃C₅、Q₃和R₁₅C₆组成，从电路上来说它的作用是将一个突变信号转变成渐变信号；从物理含意上说是要保证执行电流变化的时间要大于电流检测送到比较器6脚所需时间；这时是负反馈调节可以平衡的前提，否则就会产生振荡，无法正常工作。

该加载控制器本身是一个固定周期的开关电路，其开通的占空比受给定电压的控制可以从零到百分之百的变化；这就相当于燃料电池堆的负载由无穷大到固定的外接电阻之间的变化；另外它的容量扩展也十分方便，对性能和功能的升级也指明了道路；因此尽管电子负载越来越普及，加载控制器由于造价低，使用简便，可以同样实现电子负载的功能。其突出的特点是造价仅为电子负载的8-12％，并且15KVA以下可能不加冷却，大功率也只需风冷，从而避免了大功率电子负载需要水冷的苛刻使用条件以及昂贵的价格。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为本实用新型的波图；

图1为本实用新型的说明书摘要附图。

具体实施方式