[發明專利]一種大功率數控直流電源

無效

• 申請號: 201410030587.0
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103731051A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 周國鵬;鄧方雄;王建峰;王忠友;陳海鵬;吳超;鄭志鵬
• 申請（專利權）人: 湖北科技學院
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種大功率數控直流電源，具體為適合大功率電動汽車電機的調試和測試所需的直流電源，屬電力系統逆變與整流技術領域。

背景技術

現有大功率直流電源廣泛應用在工業和民用領域，目前實現大功率直流電源的方案主要有兩種，一種采用可控硅進行可控整流控制，另外一種采用逆變電路進行穩壓控制。并且這兩種電路的控制方式一般采用模擬方式進行控制。IGBT的全稱為絕緣柵雙極晶體管,它集場效應管MOSFET和功率晶體管GTR二者的優點于一體,具有輸入阻抗高、速度快、熱穩定性好和驅動電路簡單的特點,同時還具有通態電壓低、耐壓高和輸出電流大的優點。

有中間直流環節的交流電源有兩類基本應用領域：一是VVVF變壓、變頻交流電源對交流電動機供電，實現交流電動機的轉速、轉矩、轉向控制。另一是CVCF恒壓、恒頻交流電源，用于對供電質量要求較高的交流負載供電，現已得到廣泛應用的交流不間斷電源UPS就是一個典型的應用實例。

本大功率數控直流電源主電路采用以數字信號處理器進行控制，電源單體電路采用帶有IGBT模塊和大功率整流二極管為核心的逆變的二級整流電路實現。根據檢索，目前國內還沒有出現這種數控直流電源，也沒有與本發明相同的專利申請。

?發明內容

本發明的目的是針對背景技術提出的問題，公開一種大功率數控直流電源，是將十個電源單體相對較低輸出電壓的數控直流電源串聯，并通過控制面板及電流、電壓傳感器的實時測量與控制，實現較高輸出電壓的大功率數控直流電源，所述控制面板還可進行參數的設置及顯示。本發明數控直流電源的輸出功率大，控制精度高，可靠性好。

本發明的技術方案是：一種大功率數控直流電源，包括數控直流電源單體、控制面板、霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器；所述電源單體有至少十個，每個電源單體包括三相橋式整流單元、EMI濾波單元、控制單元、繼電器和旁路NTC電阻單元和直流變換單元；其特征在于：所述各電源單體的交流輸入端并聯連接，各電源單體的直流輸出端依次串聯連接；所述霍爾電流傳感器串聯在直流總輸出回路中，霍爾電壓傳感器并聯在直流總輸出回路中；所述控制面板包括單片機，還有分別與所述單片機連接的顯示屏、按鍵、旋轉編碼器、RS485通信接口、電流傳感器接口和電壓傳感器接口；所述RS485通信接口分別連接至每一個直流電源單體的控制單元，電流傳感器接口與所述霍爾電流傳感器輸出信號連接，電壓傳感器接口與所述霍爾電壓傳感器輸出信號連接。

如上所述的一種大功率數控直流電源，其特征在于：所述電源單體中的EMI濾波器是一種由電感和電容組成的低通濾波器，所述繼電器和旁路NTC電阻單元是在三相橋式整流單元與直流變換單元之間串聯的負溫度系數熱敏電阻NTC和繼電器觸點；工作時的上電瞬間旁路NTC電阻處于接通狀態，上電后旁路NTC電阻通過繼電器短接。

如上所述的一種大功率數控直流電源，其特征在于：所述電源單體中的直流變換單元包括功率開關管IGBT、高頻變壓器、快恢復整流二極管、濾波電感和濾波電容；成橋臂狀連接的四只功率開關管IGBT與高頻變壓器組成逆變電路，變頻變壓器輸出連接到單相橋式快恢復整流二極管整流電路，再連接到濾波電感和濾波電容器。

本發明工作原理是：

電源單體采用逆變方式實現AC380V到DC70V的轉變，即先將AC380先經過三相橋式整流濾波獲得平滑的直流電，然后通過橋式逆變獲得20khz的交流電，通過快恢復二極管整流并經過電感和電容的濾波獲得DC70伏的直流電源。每個電源單體的啟動，關閉，輸出電流電壓值均由控制面板通過RS485通信接口發送指令至電源單體上的控制單元核心模塊DSPIC30F2010，由該核心模塊控制本電源單體工作，并通過該核心模塊把自己的實時電壓值，電流值，溫度反饋回PIC18F4520，供控制面板檢查修正；

控制面板以單片機PIC18F4520為控制核心，接收矩陣鍵盤和數字編碼器輸入的參數，將總任務進行均分，即將面板輸入電源的參數所對應的傳送到主控制核心的參數，處理成面板輸入電源的參數的1/10所對應的應傳送到每個電源單體的參數，通過RS485通信接口與電源單體實現通信，接收霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器輸入的信號，并在顯示屏上進行顯示。

其發明有益效果是：能夠進行高精度穩壓控制，能夠很好的滿足工業級的要求。裝置的抗干擾能力強，使用壽命長，能適用于需要頻繁開關的應用場合。設備體積小，隔離可靠，操作方便，制造成本低。

?附圖說明

附圖1為本發明大功率數控電源的主電路的連接關系示意圖；