[實用新型]一種加載控制器

有效

• 申請號: 200720015312.5
• 申請日: 2007-10-15
• 公開（公告）號: CN201083987Y
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 王俊清;孫德堯;劉超;王克勇
• 申請（專利權）人: 新源動力股份有限公司
• 主分類號: G05B11/28
• 分類號: G05B11/28
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 李洪福

技術領域

本實用新型涉及一種加載控制器，尤其涉及一種控制燃料電池堆的輸出電流的加載控制器。

背景技術

二十世紀末，在我國測試燃料電池堆的伏安特性仍然使用白熾燈或多組固定電阻以手動開關控制分檔加載的方法；近幾年國內已有從加拿大、日本、韓國進口的1KW級至36KW的電子負載，它不僅為燃料電池堆的測試帶來方便也提高了測試精度。然而電子負載的昂貴價格使大多數燃料電池的研究單位望而卻步，再則大功率的電子負載的熱耗散不得不采用水冷方式，這就必須增加水的循環和冷卻系統，要么就要白白地浪費水資源。

發明內容

本實用新型針對現有技術的不足，研制一種實現、制作容易，無須水冷、穩定可靠的控制燃料電池堆的輸出電流的加載控制器。其技術實現手段如下：

一種加載控制器，其特征在于包括：電流信號的采集和放大單元、電流信號與給定信號的比較和延時單元、調頻單元、脈寬調制單元、驅動單元、執行單元、吸收回路單元；所述各單元通過電氣連接構成一個脈寬調制的加載控制器。延時單元、調頻單元、脈寬調制單元以及過流保護都采用比較器，因此選用四電壓比較器LM339，所述執行單元為IGBT，采用負反饋的閉環調節，使電流反饋信息與給定電壓相等，達到穩定的平衡狀態。所述電流信號采集和放大單元由分流器和放大器及周邊元件組成，分流器可以獲取電流信號，經輸入端濾波放大器放大、再濾波形成與給定信號幅度相統一的直流信號；所述比較和延時單元是由比較器和三極管跟隨器Q₃及周邊元件組成的，當給定信號大于放大單元的輸出電壓時，單元輸出增加，反之減少；它輸出的是調節電壓；所述調頻單元是比較器及周邊元件的三角波發生器，通過電阻R₁和電容C₁的參數調整，決定加載控制器的工作頻率；所述脈寬調制單元也是由比較器構成，調頻單元輸出的三角波加在其負輸入端，比較延時單元的輸出加在其正輸入端，這樣一來脈寬調制單元就把調節電壓轉換成為相對應的脈寬信號。驅動單元由Q₁和Q₂構成，為IGBT的控制極提供良好的方脈沖；執行單元選用高耐壓的IGBT，由IGBT的通斷時間比實現控制負載電流的大小。所述吸收回路單元由電容C₂和電阻R₈構成，用來降低IGBT關斷時產生的反峰壓。

以上電路連接構成一個負反饋的閉環調節系統：當調W₂給定電壓上升時，LM339的1腳為高，9腳電壓上升，14腳脈寬增加，IGBT導通時間增加，負載電流增大，AD620輸出電壓增高，直止達到與給定電壓平衡。這里特別說明比較和延時單元中的延時作用：它由R₁₃C₅、Q₃和R₁₅C₆組成，從電路上來說它的作用是將一個突變信號轉變成漸變信號；從物理含意上說是要保證執行電流變化的時間要大于電流檢測送到比較器6腳所需時間；這時是負反饋調節可以平衡的前提，否則就會產生振蕩，無法正常工作。

該加載控制器本身是一個固定周期的開關電路，其開通的占空比受給定電壓的控制可以從零到百分之百的變化；這就相當于燃料電池堆的負載由無窮大到固定的外接電阻之間的變化；另外它的容量擴展也十分方便，對性能和功能的升級也指明了道路；因此盡管電子負載越來越普及，加載控制器由于造價低，使用簡便，可以同樣實現電子負載的功能。其突出的特點是造價僅為電子負載的8-12％，并且15KVA以下可能不加冷卻，大功率也只需風冷，從而避免了大功率電子負載需要水冷的苛刻使用條件以及昂貴的價格。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理框圖；

圖2為本實用新型的電路原理圖；

圖3為本實用新型的波圖；

圖1為本實用新型的說明書摘要附圖。

具體實施方式