[實(shí)用新型]一種大功率數(shù)控直流電源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420041952.3
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN203722488U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧方雄;王建峰;周國鵬;王忠友;陳海鵬;吳超;鄭志鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北科技學(xué)院
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H02M7/219;H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種大功率數(shù)控直流電源，具體為適合大功率電動汽車電機(jī)的調(diào)試和測試所需的直流電源，屬電力系統(tǒng)逆變與整流技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

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

有中間直流環(huán)節(jié)的交流電源有兩類基本應(yīng)用領(lǐng)域：一是VVVF變壓、變頻交流電源對交流電動機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)向控制。另一是CVCF恒壓、恒頻交流電源，用于對供電質(zhì)量要求較高的交流負(fù)載供電，現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用的交流不間斷電源UPS就是一個典型的應(yīng)用實(shí)例。

本大功率數(shù)控直流電源主電路采用以數(shù)字信號處理器進(jìn)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(shí)現(xiàn)。根據(jù)檢索，目前國內(nèi)還沒有出現(xiàn)這種數(shù)控直流電源，也沒有與本實(shí)用新型相同的專利申請。

?發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對背景技術(shù)提出的問題，公開一種大功率數(shù)控直流電源，是將十個電源單體相對較低輸出電壓的數(shù)控直流電源串聯(lián)，并通過控制面板及電流、電壓傳感器的實(shí)時測量與控制，實(shí)現(xiàn)較高輸出電壓的大功率數(shù)控直流電源，所述控制面板還可進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置及顯示。本實(shí)用新型數(shù)控直流電源的輸出功率大，控制精度高，可靠性好。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種大功率數(shù)控直流電源，包括數(shù)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；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；各電源單體的交流輸入端并聯(lián)連接，各電源單體的直流輸出端依次串聯(lián)連接；霍爾電流傳感器串聯(lián)在直流總輸出回路中，霍爾電壓傳感器并聯(lián)在直流總輸出回路中；控制面板包括單片機(jī)，還有分別與所述單片機(jī)連接的顯示屏、按鍵、旋轉(zhuǎn)編碼器、RS485通信接口、電流傳感器接口和電壓傳感器接口；?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(shù)控直流電源，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(lián)的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC和繼電器觸點(diǎn)；工作時的上電瞬間旁路NTC電阻處于接通狀態(tài)，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(shù)控直流電源，電源單體中的直流變換單元包括功率開關(guān)管IGBT、高頻變壓器、快恢復(fù)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(guān)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(fù)整流二極管整流電路，再連接到濾波電感和濾波電容器。

本實(shí)用新型工作原理是：

電源單體采用逆變方式實(shí)現(xiàn)AC380V到DC70V的轉(zhuǎn)變，即先將AC380先經(jīng)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(fù)二極管整流并經(jīng)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(guān)閉，輸出電流電壓值均由控制面板通過RS485通信接口發(fā)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(shí)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(jī)PIC18F4520為控制核心，接收矩陣鍵盤和數(shù)字編碼器輸入的參數(shù)，將總?cè)蝿?wù)進(jìn)行均分，即將面板輸入電源的參數(shù)所對應(yīng)的傳送到主控制核心的參數(shù)，處理成面板輸入電源的參數(shù)的1/10所對應(yīng)的應(yīng)傳送到每個電源單體的參數(shù)，通過RS485通信接口與電源單體實(shí)現(xiàn)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(jìn)行顯示。

其實(shí)用新型有益效果是：能夠進(jìn)行高精度穩(wěn)壓控制，能夠很好的滿足工業(yè)級的要求。裝置的抗干擾能力強(qiáng)，使用壽命長，能適用于需要頻繁開關(guān)的應(yīng)用場合。設(shè)備體積小，隔離可靠，操作方便，制造成本低。

?附圖說明

附圖1為本實(shí)用新型大功率數(shù)控電源的主電路的連接關(guān)系示意圖；