[发明专利]一种高压、宽电压输入范围回馈式直流电子负载电路

说明书

本发明公开一种高压、宽电压输入范围回馈式直流电子负载电路，它包括隔离型DC/DC变换器、DC/AC变换器和控制单元；宽电压输入范围的直流被测设备经隔离型DC/DC变换器和DC/AC变换器实现并网回馈能量；隔离型DC/DC变换器采用两级式结构，包括两相交错并联BOOST变换器和LLC‑DCX变换器；DC/AC变换器采用T‑type逆变器；控制单元包括采样电路和DSP数字控制平台。本发明适用于各种电池组合的放电测试，自然能源(太阳能电池阵列、风能发电)的虚拟负载的测试等，且具有输入电压范围宽、最高输入电压高、高频隔离、效率高及节能环保等优势，具备现有电路所不具备的优势。

技术领域

本发明属于电力电子变换器技术领域，尤其是一种高压、宽电压输入范围回馈式直流电子负载电路。

背景技术

当今社会能源危机越来越严重，能量回收再利用能有效的缓解能源危机。随着国防、航空、通讯、交通等领域的迅速发展，储能设备如电池也得到了广泛发展，蓄电池放电测试，老化测试是必不可少的环节。传统测试采用能耗型负载，电能白白浪费，同时还会产生大量热量和噪声。回馈式直流电子负载可以使电子负载吸收的电能最大程度的循环利用，大大降低了成本，也顺应了当今社会节能环保的国策，因此有着广泛的应用前景。回馈式直流电子负载主要由DC/DC变换器和并网逆变的DC/AC变换器组成。目前回馈式直流电子负载的研究主要有三种，第一种是由BOOST变换器和并网逆变DC/AC变换器级联组成，但此方案没有高频变压器隔离，在DC/AC变换器后面接工频变压器实现隔离则无法避免工频变压器的固有缺点。第二种是由移相全桥变换器和并网逆变器级联组成，此种方案虽能实现高频隔离，但是不适用于宽电压输入范围。第三种是由BOOST变换器、移相全桥变换器和并网逆变器三级级联组成，此方案能解决宽输入电压范围，并且带有高频隔离功能，但是移相全桥软开关不能在全范围内实现，控制也相对复杂，提高了整机的复杂度。

发明内容

为解决现有技术中的缺陷和不足，本发明提供一种高压、宽电压输入范围回馈式直流电子负载电路，即两相交错并联BOOST变换器、LLC-DCX变换器和T-type逆变器三级级联拓扑，第一级两相交错并联BOOST变换器用作负载模拟单元，可以模拟各种负载特性，并且将宽范围的输入电压提升至逆变器并网所需母线电压，解决了输入电压范围宽的问题；LLC-DCX变换器始终定频工作在谐振点，能在全负载范围内实现开关管的ZVS和副边整流二极管的ZCS，实现变换器的高效率的同时实现了高频隔离功能；T-type逆变器能实现高压输入逆变并网，并且三电平形式能减小谐波含量，有效改善并网波形质量。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种高压、宽电压输入范围回馈式直流电子负载电路，它包括隔离型DC/DC变换器、DC/AC变换器和控制单元；宽电压输入范围的直流被测设备经隔离型DC/DC变换器和DC/AC变换器实现并网回馈能量；隔离型DC/DC变换器采用两级式结构，包括两相交错并联BOOST变换器和LLC-DCX变换器；DC/AC变换器采用T-type逆变器；控制单元包括采样电路和DSP数字控制平台。