[实用新型]大功率直流电子负载

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种大功率直流能耗型电子负载。

背景技术

目前，小功率直流电子负载由于市场的需求有许多生产厂家生产了大量的、技术成熟的产品，单机大功率直流电子负载相对于小功率直流电子负载的控制变得更加复杂，难以实现平滑、精细的控制。而大功率直流电子负载随着生产、生活的发展，需求越来越多；除电动汽车、充电桩等大功率电源的测试要求外，能源系统的微电网建设也急需大功率电子负载。微电网的建设实施都是几百千瓦到兆瓦级，而微电网的负荷调整都需要几十千瓦的大功率电子负载来完成，目前市场上的大功率电子负载产品多为10千瓦以下的。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种单机功率可达50千瓦的直流电子负载，采用3路功耗电路并联的结构形式来解决大功率直流电子负载平滑、精细的控制问题。

一种大功率直流电子负载，主电路包括直流电源输入端、与直流输入端串联的电感和电流互感器、与直流输入端并联的电容和电压互感器、与直流输入端并联的3路功耗电路；控制电路包括ARM控制器和3路IGBT驱动电路；主电路中的电流互感器与ARM控制器中的电流检测电路相连，主电路中的电压互感器与ARM控制器中的电压检测电路相连，ARM控制器中的3路PWM控制输出电路分别与3路IGBT驱动电路相连，3路IGBT驱动电路分别与3路功耗电路相连。

所述的功耗电路包括IGBT和耗能电阻，IGBT和耗能电阻串联连接；所述的ARM控制器包括电流检测电路、电压检测电路、3路PWM控制输出电路，温度检测电路、按钮输入接口、继电器输出电路和通信接口电路；所述的直流电源输入端接收直流信号经电路中串联的电感和并联的电容后加载于并联的3路功耗电路上；所述的电流互感器连接于直流电源输入端与电感间，将检测的电流信号送入ARM控制器中的电流检测电路；所述电压互感器并联于电容两端，将检测的电压信号送入ARM控制器中的电压检测电路；所述的ARM控制器中3路PWM控制输出电路分别与3路IGBT驱动电路连接，将PWM控制信号送到IGBT驱动电路；所述的3路IGBT驱动电路分别连接至3路功耗电路，控制3路功耗电路中的IGBT开通或闭合。

所述的直流电子负载，在直流电源输入端后面，串联一个电感，并联一个电容。

所述的3路功耗电路并联连接，分别由3个IGBT控制3段电阻的接通或断开，3段电阻的阻值大小按16:4:1构成。

本实用新型的有益效果是：以ARM处理器为主控芯片，可实现恒压、恒流、恒阻、恒功率的工作模式，电子负载具有直流纯线性特性，采用电子功率开关技术，分三段控制，保证大的动态调整范围，采用PWM调制技术获得更精细的负载调整量，模块化结构设计，可以以模块并联方式或柜体并联方式组成更大功率负载，多种通信技术可以满足灵活可靠的组网应用。

附图说明

图1为本实用新型实施方式的电路结构图。

具体实施方式

如图1所示，一种大功率直流电子负载，主电路包括直流电源输入端、串联电感、并联电容、电流互感器、电压互感器和并联连接的3路功耗电路。控制电路包括ARM控制器和3路IGBT驱动电路。所述的功耗电路包括IGBT和耗能电阻，IGBT和耗能电阻串联连接；ARM控制器的控制电路包括电流检测电路、电压检测电路、3路PWM控制输出电路，温度检测电路、按钮输入接口、继电器输出电路和通信接口电路；所述的3路PWM控制输出电路分别与3路IGBT驱动电路连接，将PWM控制信号送到IGBT驱动电路；所述的IGBT驱动电路分别连接至3路功耗电路，控制3路功耗电路中的IGBT开通或闭合。

如图1所示，所述的3路功耗电路并联连接，分别由3个IGBT控制3段电阻的接通或断开，3段电阻的阻值大小按16:4:1构成。

所述的电子负载中，当直流信号由直流输入端经电感、电容加载到主电路上，电路中的电流值经过电流互感器和电流检测电路送入ARM控制器中，电路中的电压值经过电压互感器和电压检测电路送入ARM控制器中；ARM控制器根据通信接口设置的工作模式及电流、电压的设定值，由相应的控制算法计算出PWM控制信号，此控制信号经过3路PWM控制输出电路送至3路IGBT驱动电路，IGBT驱动电路分别控制3路功耗电路中的IGBT通断，使相应的耗能电阻接通或断开，达到控制目的。