[实用新型]电能回馈型电子负载

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤指涉及一种单通道宽范围输入、大功率单相并网的电能回馈型电子负载，其可广泛应用于各种电源的老化测试、蓄电池及其他直流屏的放电维护，起到能量回收、循环利用的效果。

背景技术

各种直流电源、大容量蓄电池在研发生产过程中以及出厂前，均要进行老化测试以检验产品的电气性能和质量。目前，大部分老化测试还在使用电阻等耗能型器件作为负载，该类负载将电能全部转化为热能消耗，造成大量能源浪费。同时，传统的耗能型负载还存在参数无法连续调节、随温度变化大以及发热量大、体积庞大等缺点。

随着能源危机加深、环境日益恶化，人们对节能环保的要求已越来越高。相对传统的耗能型负载，电能回馈型电子负载的优越性是显而易见的，这种负载之所以到目前为止还没有得到广泛应用，主要原因在于：

(1)通用性不好，由于待测电源的种类繁多，电源电压输出从几伏到上千伏，输出电流从几安到上百安，开发一种比较通用的，能适应多种应用场合的电能回馈型电子负载是一个难点；

(2)整机效率不高，整机效率是电能回馈型电子负载的一个重要性能指标，在许多低压大电流输入的应用场合中，需要合理地选择电路拓扑、控制方式以及安装方法，在保证系统可靠性的前提下尽量提高整机效率；

(3)成本居高不下，由于电能回馈型电子负载是并网型设备，包括DC/DC转换电路和DC/AC逆变电路两大部分，其控制相对复杂、保护措施要求完备，为有效降低成本，对整机的电路设计、总体布局以及安装方法都提出了较高的要求。

关于直流输入的电能回馈型电子负载，现有的主要技术有：

1)公开号为CN101051071A，发明名称为“多输入通道模块化高频隔离单相电能回馈型电子负载”的发明。在该发明公布的电能回馈型电子负载中，输入部分包括若干直流电压转换模块，其单个模块吸入的直流输入电流相对较小，不适合直接对中、大功率电源进行老化测试；

2)公开号为CN101533074A，发明名称为“一种多通道宽电压输入电能回馈型电子负载”的发明。在该发明公布的电能回馈型电子负载中，输入DC/DC电路中包括一个或一个以上的单元输入电路，该单元输入电路可以是升压电路，也可以是降压电路。从该发明的权利要求2可以看到，其单元输入电路是升压型时，采用的是基本的Boost升压拓扑；其单元输入电路是降压型时，采取的是基本的Buck降压拓扑。可见，其单个通道并不适合应用在低压大电流的输入场合，同样无法直接对中、大功率电源进行老化测试，其宽电压输入的特点也是通过多个不同的输入通道实现的。

现有的电能回馈型电子负载普遍存在成本居高不下、整机效率不高，以及单个通道的输入电流小、输入电压范围窄等问题。迄今为止，尚未发现一种单通道输入电流大、输入电压范围宽、系统效率高且成本低廉的单相并网型电能回馈型电子负载。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有电能回馈型电子负载单通道输入电流小、输入电压范围窄、整机效率不高以及成本昂贵的问题。

为了解决以上问题，本实用新型提供了一种电能回馈型电子负载，其具体地为单通道宽范围输入的大功率单相电能回馈型电子负载，该电子负载可控制待测直流电源的电流或电压，能适应不同应用场合，具体通过以下技术方案实现。

一种电能回馈型电子负载，包括DC/DC转换电路、DC/AC逆变电路和交流滤波电路，其中：DC/DC转换电路的正极输入端经直流接触器ZJ接直流输入正极端子，负极输入端通过导线接直流输入负极端子；DC/DC转换电路的输出端和DC/AC逆变电路的输入端通过高压直流母线连接，电容C跨接在高压直流母线正、负极之间；DC/AC逆变电路的输出端与交流滤波电路的输入端连接，交流滤波电路的输出端通过继电器K1、K2与交流电网连接。

所述电能回馈型电子负载的DC/DC转换电路采用全桥变换器拓扑，所述全桥变换器拓扑由若干个跨接在直流输入正、负极间的直流输入电容C1、四个桥臂Q1～Q4、高频变压器T以及全桥整流电路D1～D4构成，其中四个桥臂Q1～Q4采用多个MOSFET并联组成；上桥臂每个MOSFET的源极和对应的下桥臂每个MOFET的漏极之间均跨接高频吸收电容；全桥变换器的正极输入端以及两个输出端分别由三个相互绝缘的铝制散热器构成，构成所述全桥变换器上桥臂的两组MOSFET均例如通过螺丝直接安装在同一个铝制散热器上，下桥臂的两组MOSFET均例如通过螺丝分别直接安装在另外两个铝制散热器上，所述各散热器与该散热器上的各MOSFET的漏极直接接触，形成电气通路。