[發(fā)明專利]一種可連續(xù)調(diào)節(jié)功率的熱負(fù)載及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410240434.9
• 申請(qǐng)日: 2014-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN103995556A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王利;鄭春利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市偉佰利科技有限公司
• 主分類號(hào): G05F1/66
• 分類號(hào): G05F1/66;G01R1/28;G01R31/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力設(shè)備測(cè)試領(lǐng)域，尤其涉及一種可連續(xù)調(diào)節(jié)功率的熱負(fù)載及方法。

背景技術(shù)

UPS、備用發(fā)電機(jī)組、大型機(jī)房供電電源等交流電力設(shè)備和系統(tǒng)在生產(chǎn)建設(shè)的過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)大量嚴(yán)格的測(cè)試，來(lái)確保產(chǎn)品的合格性，并且在試用過(guò)程中要定期進(jìn)行檢測(cè)，保證達(dá)到要求的性能指標(biāo)，交流負(fù)載是生產(chǎn)檢測(cè)過(guò)程中必不可少的設(shè)備。在近年信息化飛速發(fā)展的時(shí)期，銀行、通信、醫(yī)療、互聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵行業(yè)都已經(jīng)在日常業(yè)務(wù)中深入采用了信息技術(shù)，并大量使用UPS、備用發(fā)電機(jī)組等設(shè)備來(lái)保障不間斷的電源供應(yīng)，確保業(yè)務(wù)的連續(xù)性和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，對(duì)這些設(shè)備在生產(chǎn)和使用過(guò)程中進(jìn)行檢測(cè)的熱負(fù)載設(shè)備十分重要。

熱負(fù)載的特點(diǎn)是大功率阻性負(fù)載。在大型UPS、備用發(fā)電機(jī)組的測(cè)試中，功率要求從幾十千瓦到幾百千瓦，輸入電壓包括直流和交流。

目前大功率熱負(fù)載主要采用的功率器件是由合金電阻絲材料制成的電熱管，在郵電部YDT/1095附錄A中所示的負(fù)載原理圖中采用的是可調(diào)電阻，但是沒有合適的可調(diào)電阻能夠滿足交流負(fù)載所需達(dá)到的功率耗散指標(biāo)。

現(xiàn)有技術(shù)1提出了一種負(fù)載可調(diào)的交流負(fù)載，利用MOS管、IBGT、晶體管等功率器件實(shí)現(xiàn)功率連續(xù)可調(diào)。由于功率MOS管的耗散功率有限，只有幾十W，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足具體的使用要求，為了能夠達(dá)到使用的要求，需要多個(gè)模塊的并聯(lián)。使用功率器件必須將產(chǎn)生的大量熱能及時(shí)散發(fā)出去，否則將造成功率器件損壞，在幾十上百千瓦的交流負(fù)載設(shè)備中需要復(fù)雜的散熱裝置，導(dǎo)致設(shè)備體積大，成本高，可靠性低，應(yīng)用不便，因此應(yīng)用范圍較小。

現(xiàn)有技術(shù)2提出了一種機(jī)架式熱負(fù)載，采用PTC加熱單元實(shí)現(xiàn)，根據(jù)PTC加熱單元數(shù)量具有不同功率檔位。

現(xiàn)有技術(shù)3提出了一種熱負(fù)載，采用不同功率的電熱管組合實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。采用加熱單元組成的熱負(fù)載受加熱單元額定功率的限制，功率調(diào)節(jié)最小單元為加熱單元的額定功率，不能實(shí)現(xiàn)功率連續(xù)調(diào)節(jié)，導(dǎo)致熱負(fù)載精度過(guò)低，不能滿足許多應(yīng)用場(chǎng)景的要求。

以上現(xiàn)有技術(shù)均不能實(shí)現(xiàn)功率連續(xù)調(diào)節(jié)，導(dǎo)致熱負(fù)載精度過(guò)低，不能滿足許多應(yīng)用場(chǎng)景的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種可連續(xù)調(diào)節(jié)功率的熱負(fù)載，旨在解決現(xiàn)有的熱負(fù)載存在功率無(wú)法連續(xù)調(diào)節(jié)的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種可連續(xù)調(diào)節(jié)功率的熱負(fù)載，所述可連續(xù)調(diào)節(jié)功率的熱負(fù)載包括N條并聯(lián)的電熱支路和智能控制模塊，所述每條電熱支路分別與輸入電源并聯(lián)，所述每條電熱支路包括一串聯(lián)的電熱管和繼電器，所述繼電器控制電熱管的通斷，所述N個(gè)繼電器的控制端分別與所述智能控制模塊的N個(gè)控制端口連接，所述智能控制模塊的N個(gè)控制端口中包括1個(gè)PWM控制端口以及N-1個(gè)開關(guān)控制端口。

本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種基于上述的熱負(fù)載的功率調(diào)節(jié)方法，所述功率調(diào)節(jié)方法包括如下步驟：

設(shè)定目標(biāo)功率T，0≤T≤N*W，其中N為電熱管數(shù)量，W為每個(gè)電熱管的額定功率；

計(jì)算所述PWM控制端口輸出PWM控制信號(hào)的占空比J；

輸出占空比為J的PWM控制信號(hào)控制一電熱管通斷；

所述N-1個(gè)開關(guān)控制端口輸出開關(guān)控制信號(hào)分別控制N-1個(gè)電熱管通斷。

在本發(fā)明實(shí)施例中，該智能控制模塊通過(guò)PWM控制端口輸出一路占空比可變的PWM控制信號(hào)控制一個(gè)電熱管的通斷，實(shí)現(xiàn)功率0～W連續(xù)調(diào)節(jié)，智能控制模塊通過(guò)開關(guān)控制端口控制其他N-1個(gè)電熱管的通斷，實(shí)現(xiàn)功率W～(N-1)*W調(diào)節(jié)，智能控制模塊通過(guò)綜合控制N個(gè)電熱管，實(shí)現(xiàn)功率0～N*W連續(xù)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)調(diào)節(jié)熱負(fù)載的功率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的可連續(xù)調(diào)節(jié)功率的熱負(fù)載的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的熱負(fù)載功率調(diào)節(jié)方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的熱負(fù)載功率調(diào)節(jié)方法的流程圖；

圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的可連續(xù)調(diào)節(jié)功率的熱負(fù)載的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的可連續(xù)調(diào)節(jié)功率的熱負(fù)載的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。