[發明專利]一種無縫的電源和負載轉換系統及方法

在審

• 申請號: 201711370752.7
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107994642A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 張根苗;呂士如;李斌;王文廷;王俊;朱文星
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/04;G01R31/00
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司37252
• 代理人: 種艷麗

1.一種無縫的電源和負載轉換系統，其特征在于：包括AC-DC轉換模塊、自動下編程模塊、雙向DC-DC轉換模塊、電壓和電流監控模塊、測量模塊、感應監控模塊和數字控制模塊；

AC-DC轉換模塊，被配置為用于為系統提供48V的輸入直流電壓，交流輸入的電壓范圍為100VAC-240VAC；

自動下編程模塊，被配置為用于通過自帶負載吸收電流，控制雙向DC-DC模塊的反向流通電壓，保持AC-DC輸出電壓的穩定；

雙向DC-DC轉換模塊，被配置為用于將48V直流信號轉換成用戶需求的電壓和電流，同時解決功率的雙向流通性；

電壓和電流監控模塊，被配置為用于為輸出電壓和電流提供反饋環路，提供電壓和電流的反饋信號至數字控制模塊；

測量模塊，被配置為用于系統向用戶提供顯示電壓、電流、功率等信號的實時測量值。

感應監控模塊，被配置為對系統電壓和電流監控模塊的擴展，確保被測件一直處于保護狀態。

數字控制模塊，被配置為用于實現包括輸出電壓、電流及功率在內的信號的閉環控制，完成相應的閉環控制算法。

2.根據權利要求1所述的無縫的電源和負載轉換系統，其特征在于：自動下編程模塊的自帶負載吸收額定功率的10％，當需要較大的電流時，外接功率耗散模塊。

3.根據權利要求1所述的無縫的電源和負載轉換系統，其特征在于：雙向DC-DC轉換模塊，包括雙向全橋、同步整流器和多級濾波器，采用場效應管替代二極管來實現雙向全橋和同步整流，使功率具有雙向流通性；采用多級精密元器件來實現多級濾波，使功率輸出具有非常低的噪聲。

4.一種無縫的電源和負載轉換方法，其特征在于：采用如權利要求1所述的一種無縫的電源和負載轉換系統，具體包括如下步驟：

步驟1：給系統上電，通過AC-DC轉換模塊為系統提供48V的直流電，滿足系統待機運行；

步驟2：設定系統的工作模式為CC工作模式；

步驟3：啟動系統，電壓和電流監控模塊及感應監控模塊運行，系統根據電壓和電流監控模塊及感應監控模塊判斷被測件的工作狀態；

若：判斷結果是被測件吸收功率，則被測件為負載，系統為其提供功率輸入，自動下編程模塊不工作，AC-DC轉換模塊、雙向DC-DC轉換模塊、電壓和電流監控模塊、測量模塊、感應監控模塊和數字控制模塊構成閉環控制電路，進行閉環控制，系統工作在第一象限；

或判斷結果是被測件輸出功率，則被測件為源，系統切換為負載，吸收被測件釋放出來的能量，自動下編程模塊和AC-DC轉換模塊、雙向DC-DC轉換模塊、電壓和電流監控模塊、測量模塊、感應監控模塊和數字控制模塊構成閉環控制電路，進行閉環控制，系統工作在第二象限；

步驟4：實現源與負載功能的無縫轉換。