[實用新型]大功率直流電子負載

有效

• 申請號: 201420505194.6
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN204216782U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 王建國;安世奇;黎明
• 申請（專利權）人: 青島晶銳測控科技有限公司
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電力電子技術領域，特別涉及一種大功率直流能耗型電子負載。

背景技術

目前，小功率直流電子負載由于市場的需求有許多生產廠家生產了大量的、技術成熟的產品，單機大功率直流電子負載相對于小功率直流電子負載的控制變得更加復雜，難以實現平滑、精細的控制。而大功率直流電子負載隨著生產、生活的發展，需求越來越多；除電動汽車、充電樁等大功率電源的測試要求外，能源系統的微電網建設也急需大功率電子負載。微電網的建設實施都是幾百千瓦到兆瓦級，而微電網的負荷調整都需要幾十千瓦的大功率電子負載來完成，目前市場上的大功率電子負載產品多為10千瓦以下的。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種單機功率可達50千瓦的直流電子負載，采用3路功耗電路并聯的結構形式來解決大功率直流電子負載平滑、精細的控制問題。

一種大功率直流電子負載，主電路包括直流電源輸入端、與直流輸入端串聯的電感和電流互感器、與直流輸入端并聯的電容和電壓互感器、與直流輸入端并聯的3路功耗電路；控制電路包括ARM控制器和3路IGBT驅動電路；主電路中的電流互感器與ARM控制器中的電流檢測電路相連，主電路中的電壓互感器與ARM控制器中的電壓檢測電路相連，ARM控制器中的3路PWM控制輸出電路分別與3路IGBT驅動電路相連，3路IGBT驅動電路分別與3路功耗電路相連。

所述的功耗電路包括IGBT和耗能電阻，IGBT和耗能電阻串聯連接；所述的ARM控制器包括電流檢測電路、電壓檢測電路、3路PWM控制輸出電路，溫度檢測電路、按鈕輸入接口、繼電器輸出電路和通信接口電路；所述的直流電源輸入端接收直流信號經電路中串聯的電感和并聯的電容后加載于并聯的3路功耗電路上；所述的電流互感器連接于直流電源輸入端與電感間，將檢測的電流信號送入ARM控制器中的電流檢測電路；所述電壓互感器并聯于電容兩端，將檢測的電壓信號送入ARM控制器中的電壓檢測電路；所述的ARM控制器中3路PWM控制輸出電路分別與3路IGBT驅動電路連接，將PWM控制信號送到IGBT驅動電路；所述的3路IGBT驅動電路分別連接至3路功耗電路，控制3路功耗電路中的IGBT開通或閉合。

所述的直流電子負載，在直流電源輸入端后面，串聯一個電感，并聯一個電容。

所述的3路功耗電路并聯連接，分別由3個IGBT控制3段電阻的接通或斷開，3段電阻的阻值大小按16:4:1構成。

本實用新型的有益效果是：以ARM處理器為主控芯片，可實現恒壓、恒流、恒阻、恒功率的工作模式，電子負載具有直流純線性特性，采用電子功率開關技術，分三段控制，保證大的動態調整范圍，采用PWM調制技術獲得更精細的負載調整量，模塊化結構設計，可以以模塊并聯方式或柜體并聯方式組成更大功率負載，多種通信技術可以滿足靈活可靠的組網應用。

附圖說明

圖1為本實用新型實施方式的電路結構圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種大功率直流電子負載，主電路包括直流電源輸入端、串聯電感、并聯電容、電流互感器、電壓互感器和并聯連接的3路功耗電路。控制電路包括ARM控制器和3路IGBT驅動電路。所述的功耗電路包括IGBT和耗能電阻，IGBT和耗能電阻串聯連接；ARM控制器的控制電路包括電流檢測電路、電壓檢測電路、3路PWM控制輸出電路，溫度檢測電路、按鈕輸入接口、繼電器輸出電路和通信接口電路；所述的3路PWM控制輸出電路分別與3路IGBT驅動電路連接，將PWM控制信號送到IGBT驅動電路；所述的IGBT驅動電路分別連接至3路功耗電路，控制3路功耗電路中的IGBT開通或閉合。

如圖1所示，所述的3路功耗電路并聯連接，分別由3個IGBT控制3段電阻的接通或斷開，3段電阻的阻值大小按16:4:1構成。

所述的電子負載中，當直流信號由直流輸入端經電感、電容加載到主電路上，電路中的電流值經過電流互感器和電流檢測電路送入ARM控制器中，電路中的電壓值經過電壓互感器和電壓檢測電路送入ARM控制器中；ARM控制器根據通信接口設置的工作模式及電流、電壓的設定值，由相應的控制算法計算出PWM控制信號，此控制信號經過3路PWM控制輸出電路送至3路IGBT驅動電路，IGBT驅動電路分別控制3路功耗電路中的IGBT通斷，使相應的耗能電阻接通或斷開，達到控制目的。