一種電能自循環式大功率充電機老化控制方法及其系統的製作方法

2023-06-13 02:50:41 3

專利名稱：一種電能自循環式大功率充電機老化控制方法及其系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及大功率充電機技術，尤其是涉及電能自循環的大功率充電機老化控制系統和方法。
背景技術：
大功率充電機老化臺是用於判斷和檢測大功率充電機可靠性的裝置。現有的大功率充電機老化臺由交流電源，全橋整流電路，大功率充電機和大功率電阻串聯構成。電流通過大功率充電機後流向大功率電阻，大功率電阻將電量耗盡。一般的老化臺要通電4小時以上放電才能確定大功率充電機的可靠性，這造成了大量電能源的浪費。在現有技術中，通用型節能老化測試系統一般需要前級升壓電路和後級負載模塊 配合實用。前級升壓電路將被測產品輸出的各種電壓等級的直流電經過恆流升壓控制變換為較高的電壓，後級負載模塊一般包括兩個部分，升壓電路和逆變器。由於被測產品的輸出電壓一般都較低，所以前級升壓電路的輸出電壓也較低，在同樣功率條件下，意味著二次升壓部分的輸入電流較大，而二次升壓電路輸出電壓一般需要達到350V以上，即二次升壓電路為低壓大電流輸入，高壓輸出的升壓電路。節能負載的控制和一般電力電子技術的控制方法不一樣，因為為了保證被測試產品的負載電流恆定，前級升壓模塊採用輸入電流恆流控制，於是其輸出電壓就不是一個恆壓源，而是由其輸入功率和輸出功率匹配程度來決定，當輸入功率大於輸出功率時，其輸出電壓會持續升高，反之則持續降低直至到零。如何保證系統功率平衡，控制各級電壓穩定是節能負載特別是通用型節能負載的一個難點。此外，通用型節能老化測試系統一般將經升壓電路升壓後的高壓直流電併入電網後給大功率充電機供電，當電網電壓或者頻率不正常時，容易造成交直流逆變器的損壞，從而使整個充電機老化系統不能正常工作。

發明內容
針對上述現有技術，本發明所解決的技術問題是提供一種高效的、穩定性強的電能自循環式大功率充電機老化控制方法及其系統。為解決上述技術問題，本發明的一種電能自循環式大功率充電機老化系統，包括依次連接的交流電源、全橋整流電路、被測大功率充電機以及充電參數顯示裝置；該系統還包括升壓電路，所述充電參數顯示裝置的輸出端與所述升壓電路的輸入端連接，所述升壓電路的輸出端與全橋整流電路的輸出端並聯連接；其中，所述升壓電路包括一級升壓電路、二級升壓電路和輸出控制電路；所述一級升壓電路的輸入端連接充電參數顯示裝置的輸出端，一級升壓電路的輸出端與所述二級升壓電路的輸入端連接，所述二級升壓電路的輸出端與所述輸出控制電路輸入端連接，所述輸出控制電路的第一輸出端與全橋整流電路的輸出端連接，所述輸出控制電路的第二輸出端與二級升壓電路的控制輸入端連接。作為本發明的改進，所述二級升壓電路包括升壓電路和控制電路；其中所述升壓電路包括變壓器、第一、第二開關功率管，其中升壓電路通過變壓器耦合連接所述輸出控制電路的輸入端；所述控制電路包括集成晶片、可調電阻、第十五電阻、第十電阻，其中第一可調電阻的一端串聯第十五電阻後連接集成晶片的基準電壓輸出端，可調電阻的另一端串聯第十電阻後連接集成晶片的電壓反饋輸入端；所述輸出控制電路輸出電壓信號控制集成晶片輸出到第一、第二開關功率管柵極的脈衝佔空比來控制升壓電路的輸出電壓。作為本發明的進一步改進，所述二級升壓電路還包括溫度控制電路；所述溫度控制電路由溫度電阻、第八電阻以及第三二極體組成，其中溫度電阻的一端連接到集成晶片的基準電壓輸出端，所述溫度電阻的另一端分別連接二極體的正極、第八電阻的一端，所述第八電阻的另一端接地，所述第三二極體的陰極連接集成晶片的電壓反饋輸入端。作為本發明的更進一步改進，所述輸出控制電路包括整流濾波電路和電壓調整電路；所述整流濾波電路將二級升壓電路輸入的高壓電流進行整流濾波後輸出到全橋整流電路的輸出端；所述電壓調整電路通過採樣二級升壓電路輸出電壓值，將其反饋至二級升壓 電路中控制電路的控制輸入端，控制二級升壓電路輸出電壓恆定。一種基於上述電能自循環式大功率充電機老化系統的控制方法，包括如下步驟 步驟I)首先對充電參數顯示裝置輸出的直流電進行二次升壓，使其升高到320V
350V，升壓時採用兩組升壓電路一級升壓電路和二級升壓電路；其中，若充電參數顯示裝置輸出的直流電電壓大於90 V時，一級升壓電路不工作，直流電電壓直接接入二級升壓電路，二級升壓電路將直流電電壓升至320V150 V ;若充電參數顯示裝置輸出的直流電電壓大小為6V 謂時，充電參數顯示裝置輸出的直流電電壓由一級升壓電路升壓後，再接入二級升壓電路進行二次升壓；
步驟2)然後將二級升壓電路的輸出端通過變壓器耦合連接輸出控制電路，所述輸出控制電路通過光電耦合器反饋連接二級升壓電路，通過控制光電耦合器輸入端電壓的大小來改變二級升壓電路中集成晶片輸出脈衝的佔空比，以此來控制所述二級升壓電路輸出恆定電壓；通過設置二級升壓電路中的可調電阻阻值控制升壓電路的輸出功率；
步驟3)最後輸出控制電路的輸出端與全橋整流電路的輸出端並聯後連接被測大功率充電機的輸入端，經過升壓電路升壓後的直流電循環流入被測大功率充電機。本發明提供的一種電能自循環式大功率充電機老化控制方法及其系統，電壓調整電路通過採樣二級升壓電路輸出到輸出控制電路的電壓大小，通過可調式精密基準穩壓器控制二級升壓電路中光電耦合器中光敏二極體兩端電壓大小，控制升壓電路輸出到全橋整流電路的電壓大小恆定。通過調整輸出控制電路中可第二可調電阻實現升壓電路輸出電壓為320V 350V。通過調整二級升壓電路中第一可調電阻實現升壓電路輸出功率控制。輸出控制電路把經過升壓後的高壓直流並聯在全橋整流電路輸出端，這樣使升壓電路將流過被測大功率充電機的電流調整至有效範圍後再流向大功率充電機，使電流循環流動。位於循環外部的電源只需補充全橋整流電路、被測大功率充電機和升壓電路所損耗的電能即可，一般三者消耗電能的值為總電能的20%左右，即整個電路能夠節約80%左右的電能，解決了大功率充電機老化臺耗電量大，電能源浪費的問題。同時本發明的控制系統電能循環為內循環，循環電能不反饋到外接的電網，從而避免了電網擾動對電路帶來的幹擾和對器件造成的損壞。二級升壓電路中的溫度控制部分可保護電路中的功率管，當電路中溫度升高時，則降低電路的功率，從而保護功率管不被燒壞。


圖I是自循環式大功率充電機老化控制方法及其系統模塊 圖2是一級升壓電路結構 圖3是二級升壓電路結構 圖4是輸出控制電路結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的一種自循環式大功率充電機老化控制方法及其系統具體實施方式
作詳細的說明。如圖I所示，一種電能自循環式大功率充電機老化系統，包括依次連接的交流電 源、全橋整流電路10、被測大功率充電機20以及充電參數顯示裝置30。該系統還包括升壓電路40，充電參數顯示裝置30的輸出端與升壓電路40的輸入端連接，升壓電路40的輸出端與全橋整流電路10的輸出端並聯連接。其中，升壓電路40包括一級升壓電路403、二級升壓電路402和輸出控制電路401。一級升壓電路403的輸入端連接充電參數顯示裝置30的輸出端，一級升壓電路403的輸出端與所述二級升壓電路402的輸入端連接。二級升壓電路402的輸出端與所述輸出控制電路401輸入端連接，輸出控制電路401的第一輸出端與全橋整流電路10的輸出端連接，輸出控制電路401的第二輸出端與二級升壓電路402的控制輸入端連接。如圖3所示，二級升壓電路402包括升壓電路4024和控制電路4025 ;其中升壓電路4024包括變壓器1T1、第一、第二開關功率管1BG1UBG2。其中升壓電路4024通過變壓器ITl耦合連接輸出控制電路401的輸入端。控制電路4025包括集成晶片1IC1、可調電阻1VR1、電阻1R15、電阻1R10。其中可調電阻IVRl的一端串聯電阻1R15後連接集成晶片IICl的基準電壓輸出端，可調電阻IVRl的另一端串聯電阻IRlO後連接集成晶片IICl的電壓反饋輸入端。輸出控制電路401輸出電壓信號控制集成晶片IICl輸出到第一、第二開關功率管1BG1UBG2柵極的脈衝佔空比來控制升壓電路的輸出電壓。二級升壓電路402還包括溫度控制電路4023 ;溫度控制電路4023由溫度電阻IRT1、電阻IR8以及二極體1D3組成，其中溫度電阻IRTl的一端連接到集成晶片IICl的基準電壓輸出端。溫度電阻IRTl的另一端分別連接二極體1D3的正極、電阻IR8的一端，所述電阻IR8的另一端接地，所述二極體1D3的陰極連接集成晶片IICl的電壓反饋輸入端。如圖4所示，輸出控制電路401包括整流濾波電路和電壓調整電路。整流濾波電路將二級升壓電路402輸入的高壓電流進行整流濾波後輸出到全橋整流電路10的輸出端。電壓調整電路通過採樣二級升壓電路402輸出電壓值，將其反饋至二級升壓電路402中控制電路4025的控制輸入端，控制二級升壓電路402輸出電壓恆定。一種基於上述電能自循環式大功率充電機老化控制方法，包括如下步驟
步驟I)首先對充電參數顯示裝置30輸出的直流電進行二次升壓，使其升高到320V 350V。升壓時採用兩組升壓電路一級升壓電路403和二級升壓電路402 ;其中，若充電參數顯示裝置30輸出的直流電電壓大於90 V時，一級升壓電路不工作，直流電電壓直接接入二級升壓電路，二級升壓電路將直流電電壓升至320V 350 V。若充電參數顯示裝置30輸出的直流電電壓大小為6V、0V時，充電參數顯示裝置30輸出的直流電電壓由一級升壓電路升壓後，再接入二級升壓電路進行二次升壓。步驟2)然後將二級升壓電路402的輸出端通過變壓器耦合連接輸出控制電路401。輸出控制電路401通過光電耦合器反饋連接二級升壓電路402，通過控制光電耦合器輸入端電壓的大小來改變二級升壓電路402中集成晶片輸出脈衝的佔空比，以此來控制所述二級升壓電路402輸出恆定電壓。通過設置二級升壓電路中的可調電阻阻值控制升壓電路的輸出功率。步驟3)最後輸出控制電路401的輸出端與全橋整流電路10的輸出端並聯後連接被測大功率充電機的輸入端，經過升壓電路40升壓後的直流電循環流入被測大功率充電機。充電參數顯示裝置輸出電壓先經過一級升壓電路，當電壓大於90 V時，一級升壓電路不工作，輸入電壓經過電感3L1和二極體3D1後，直接接通二級升壓電路，二級升壓電路將電壓升至320V 350 V。當被升電壓大小為6 V飛O V時，由一級升壓電路經過二級運 放升壓至大於90V後，再通過開關功率管3R3接到二級升壓電路，由二級升壓電路升壓。輸出控制電路401包括整流濾波電路和電壓調整電路；整流濾波電路將二級升壓電路402輸入的高壓電流整流濾波後輸出到全橋整波電路10的輸出端；電壓調整電路通過採樣二級升壓電路402輸出電壓值，通過可調式精密基準穩壓器2IC1控制二級升壓電路402中光電耦合器中光敏二極體兩端電壓大小。升壓電路輸出電壓經過耦合變壓器ITl輸出到輸出控制電路，若輸出電壓升高，型號為TL431的可調式精密基準穩壓器2IC1的G極電壓升高，A極電壓則下降，則加在二級升壓電路的光稱合器發光二極體的電壓變大，集成晶片基準電壓輸出端輸的5V基準電壓通過光電耦合器1IC2光敏二極體後輸入到集成晶片電壓反饋輸入端的輸入電壓升高，則型號為TL3844的集成晶片輸出到場效應管柵極脈衝電壓的脈寬佔空比變小，輸出電壓降低；若升壓電路輸出電壓變小，則以上所述變化相反，以此達到控制輸出電壓為恆定大小。二級升壓電路中的可調電阻作IVRl調節輸出功率作用。調節電阻IVRl阻值，阻值變大，集成晶片基準電壓輸出端輸的5V基準電壓通過電阻1R15和IVRl輸入到集成晶片電壓反饋輸入端電壓降低，集成晶片輸出端輸出到場效應管柵極脈衝電壓的脈寬佔空比變大，二級升壓電路功率管輸出功率變大；若可調電阻作IVRl阻值變大，則上述變化相反，電路輸出功率變小；通過調節可調電阻作IVRl來達到控制電路輸出功率。上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是發明並不限於上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
權利要求
1.一種電能自循環式大功率充電機老化系統，包括依次連接的交流電源、全橋整流電路(10)、被測大功率充電機(20)以及充電參數顯示裝置(30);其特徵在於該系統還包括升壓電路(40)，所述充電參數顯示裝置(30)的輸出端與所述升壓電路(40)的輸入端連接，所述升壓電路(40)的輸出端與全橋整流電路(10)的輸出端並聯連接；其中，所述升壓電路(40)包括一級升壓電路(403)、二級升壓電路(402)和輸出控制電路(401);所述一級升壓電路(403)的輸入端連接充電參數顯示裝置(30)的輸出端，一級升壓電路(403)的輸出端與所述二級升壓電路(402)的輸入端連接，所述二級升壓電路(402)的輸出端與所述輸出控制電路(401)輸入端連接，所述輸出控制電路(401)的第一輸出端與全橋整流電路(10)的輸出端連接，所述輸出控制電路(401)的第二輸出端與二級升壓電路(402)的控制輸入端連接。
2.根據權利要求I所述的一種電能自循環式大功率充電機老化系統，其特徵在於，所述二級升壓電路(402)包括升壓電路(4024)和控制電路(4025);其中所述升壓電路(4024)包括變壓器(1T1)、第一、第二開關功率管(1BG1UBG2)，其中升壓電路(4024)通過變壓器(ITl)耦合連接所述輸出控制電路(401)的輸入端；所述控制電路(4025)包括集成晶片(IICl)、可調電阻(IVRl)、電阻(1R15)、電阻(1R10)，其中可調電阻(IVRl)的一端串聯電阻(1R15)後連接集成晶片(IICl)的基準電壓輸出端，可調電阻(IVRl)的另一端串聯電阻(1R10)後連接集成晶片(IICl)的電壓反饋輸入端；所述輸出控制電路(401)輸出電壓信號控制集成晶片(IICl)輸出到第一、第二開關功率管(1BG1UBG2)柵極的脈衝佔空比來控制升壓電路的輸出電壓。
3.根據權利要求2所述的一種電能自循環式大功率充電機老化系統，其特徵在於，所述二級升壓電路(402 )還包括溫度控制電路(4023 );所述溫度控制電路(4023 )由溫度電阻(IRT1)、電阻(IR8)以及二極體(1D3)組成，其中溫度電阻(IRTl)的一端連接到集成晶片(IICl)的基準電壓輸出端，所述溫度電阻(IRTl)的另一端分別連接二極體(1D3)的正極、電阻(IR8)的一端，所述電阻(IR8)的另一端接地，所述二極體(1D3)的陰極連接集成晶片(IICl)的電壓反饋輸入端。
4.根據權利要求I所述的一種電能自循環式大功率充電機老化系統，其特徵在於，所述輸出控制電路(401)包括整流濾波電路和電壓調整電路；所述整流濾波電路將二級升壓電路(402)輸入的高壓電流進行整流濾波後輸出到全橋整流電路(10)的輸出端；所述電壓調整電路通過採樣二級升壓電路(402)輸出電壓值，將其反饋至二級升壓電路(402)中控制電路(4025)的控制輸入端，控制二級升壓電路(402)輸出電壓恆定。
5.一種基於權利要求I所述的電能自循環式大功率充電機老化系統的控制方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟 步驟I)首先對充電參數顯示裝置(30)輸出的直流電進行二次升壓，使其升高到320V 350V，升壓時採用兩組升壓電路一級升壓電路(403)和二級升壓電路(402);其中，若充電參數顯示裝置(30 )輸出的直流電電壓大於90 V時，一級升壓電路不工作，直流電電壓直接接入二級升壓電路，二級升壓電路將直流電電壓升至320V150 V ;若充電參數顯示裝置(30)輸出的直流電電壓大小為6V、0V時，充電參數顯示裝置(30)輸出的直流電電壓由一級升壓電路升壓後，再接入二級升壓電路進行二次升壓； 步驟2)然後將二級升壓電路(402)的輸出端通過變壓器耦合連接輸出控制電路(401)，所述輸出控制電路(401)通過光電耦合器反饋連接二級升壓電路(402)，通過控制光電耦合器輸入端電壓的大小來改變二級升壓電路(402)中集成晶片輸出脈衝的佔空比，以此來控制所述二級升壓電路(402)輸出恆定電壓；通過設置二級升壓電路中的可調電阻阻值控制升壓電路的輸出功率； 步驟3)最後輸出控制電路(401)的輸出端與全橋整流電路(10)的輸出端並聯後連接被測大功率充電機的輸入端，經過升壓電路(40)升壓後的直流電循環流入被測大功率充電機。
全文摘要
本發明涉及一種電能自循環式大功率充電機老化控制方法及其系統，包括交流電源，全橋整流電路，被測大功率充電機、充電參數顯示裝置以及升壓電路。電流從交流電源輸入全橋整流電路後，依次經被測大功率充電機、充電參數顯示裝置以及升壓電路後輸出到全橋整流電路，形成循環電路。位於循環外部的電源只需補充全橋整流電路、被測大功率充電機和升壓電路所損耗的電能即可，一般三者消耗電能的值為總電能的20%左右，即整個電路能夠節約80%左右的電能，解決了大功率充電機老化臺耗電量大，電能源浪費的問題。
文檔編號H02M3/335GK102891523SQ20121039179
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月16日 優先權日2012年10月16日
發明者張祥, 呂士軍, 李德宏, 張振興 申請人:江蘇玖宇實業有限公司