CN202167863U - 高效节能自循环电子负载 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高效节能自循环电子负载，包括负载设定模块、能量叠加器、逆变电源、可编程控制器和启动及能量补充模块，交流市电经过所述启动及能量补充模块连接到能量叠加器，能量叠加器连接逆变电源的输入端，所述逆变电源的输出端连接到被老化的开关电源的输入端，被老化的开关电源的输出端经过负载设定模块连接到能量叠加器，所述可编程控制器连接逆变电源的驱动端。本实用新型可实现将试验的能量回馈，解决电能浪费的问题，高效节能自循环，操作简便，低成本实现，最低节能50%以上。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子负载领域，尤其涉及一种应用于电子产品中电源系统的检测和老化的高效节能自循环电子负载。
背景技术
电源是各种用电设备的动力装置，开关电源以其高效节能、体积小、重量轻等优点在工业领域，尤其是在LED照明领域获得了广泛的应用，已成为工业领域重要的基础产品，有着强大的市场需求。
为了保证用电设备在各种条件下能够正常工作，对开关电源的可靠性及使用寿命就提出了更高的要求，这就要求在出厂前对开关电源系统进行更为严格的测试，如可靠性试验（100%满负载2~8小时的老化放电试验）、输出特性试验等，以防止初期故障。
目前，国内电源企业、科研院所对电源的测试试验都是采用电阻箱或水阻试验台作为负载。这种传统的试验方式存在诸多缺点：负载采用有级调节、电阻功率小、试验的电能全部消耗在电阻上、负载设备体积庞大，占用很大的空间。随着半导体技术的发展，电力电子变流技术的迅速发展，尤其是各种电流控制技术不断出现和应用，出现了可以仿真传统真实阻抗负载的电子负载。用电子负载对电源进行试验，采用有效的电流控制技术，在大范围内控制放电电流，就能仿真各种阻抗值的负载，使得一个电子负载就能满足任何阻抗值的试验场合。但目前电子负载几乎为纯消耗性负载，造成100%的电能空耗，造成电能浪费，成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种高效节能自循环电子负载，将老化试验的能量回馈，实现电能循环利用，解决电能浪费的问题。
本实用新型的技术方案如下：
一种高效节能自循环电子负载，包括负载设定模块、能量叠加器、逆变电源、可编程控制器和启动及能量补充模块，交流市电经过所述启动及能量补充模块连接到能量叠加器，能量叠加器连接逆变电源的输入端，所述逆变电源的输出端连接到被老化的开关电源的输入端，被老化的开关电源的输出端经过负载设定模块连接到能量叠加器，所述可编程控制器连接逆变电源的驱动端。
其进一步的技术方案为：所述负载设定模块由整流滤波电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、MOS管、CPU/DSP控制模块组成；被老化的开关电源的输出端连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接能量叠加器中变压线圈的初级侧的一端；第一电阻和第二电阻串联后，一端接整流滤波电路的输出端，另一端接地，第一电阻和第二电阻的中点连接CPU/DSP控制模块的电压取样端；能量叠加器的变压线圈的初级侧的另一端连接MOS管的漏极，MOS管的栅极连接CPU/DSP控制模块的PWM信号端，MOS管的源极连接CPU/DSP控制模块的电压取样端，同时串联第三电阻后接地。
以及，其进一步的技术方案为：所述能量叠加器由变压线圈、整流滤波电路、二极管组成；所述变压线圈的初级侧连接负载设定模块，所述变压线圈的次级侧连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接逆变电源的输入端，整流滤波电路的输出端同时连接二极管的负极，所述二极管的正极连接启动及能量补充模块。
以及，其进一步的技术方案为：所述逆变电源由第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管组成；第一MOS管的源极和第二MOS管漏极连接作为输入，第三MOS管的源极和第四MOS管漏极连接作为另一个输入，第一MOS管的漏极与第三MOS管的漏极连接后作为输出，第二MOS管的漏极与第四MOS管的源极连接后作为另一个输出，所述4个MOS管的栅极分别连接可编程控制器。
以及，其进一步的技术方案为：所述启动及能量补充模块由整流滤波电路和PFC控制器组成；整流滤波电路的输入端连接交流市电，整流滤波电路的输出端连接PFC控制器的输入端，PFC控制器的输出端一个接地，另一个与能量叠加器中二极管的正极连接。
本实用新型的有益技术效果是：
本实用新型电子负载是把进入电子负载的电力传递到能量叠加器，然后在送回主交流电源，从而实现将试验的能量回馈，解决电能浪费的问题，高效节能自循环，操作简便，低成本实现，最低节能50%以上。采用大容量的功率开关器件，完成对大功率电源的试验；由于不存在大功率的耗能电阻，因此负载的体积较小，可大大节约安装空间。无需并入电网，解决并网问题。输出可多个联机进行终端控制，实现同相位的输出电压。功率因素可以任意调整，具有恒电流、恒功率等多种工作模式和过压、过流多重保护等功能，完全可取代传统意义上的电阻电感等负载，消除传统负载不稳定、不安全、能耗大等缺陷，可广泛应用电工产品（如：开关、低压电器）、电力产品（变压器、发电机等）的生产和试验过程中。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本实用新型包括负载设定模块1、能量叠加器2、逆变电源3、可编程控制器4和启动及能量补充模块5。85~277VAC交流市电经过启动及能量补充模块5连接到能量叠加器2，能量叠加器2连接逆变电源3的输入端，逆变电源3的输出端产生85~262V任意设定AC正弦波电压输出连接到被老化的开关电源6的输入端，被老化的开关电源6的输出端产生AC/DC输出经过负载设定模块（1）连接到能量叠加器2形成循环回馈，可编程控制器4连接逆变电源3的驱动端，作为多个联机控制信号I/O。
见图1，其中负载设定模块1由整流滤波电路、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻RS、MOS管、CPU/DSP控制模块组成。被老化的开关电源6的输出端连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接能量叠加器2中变压线圈T的初级侧的一端。第一电阻R1和第二电阻R2串联后，第一电阻R1一端接整流滤波电路的输出端，第二电阻R2一端接地，第一电阻R1和第二电阻R2的中点连接CPU/DSP控制模块的电压取样端。能量叠加器2的变压线圈T的初级侧的另一端连接MOS管的漏极，MOS管的栅极连接CPU/DSP控制模块的PWM信号端，MOS管的源极连接CPU/DSP控制模块的电压取样端，同时串联第三电阻RS后接地。
见图1，其中能量叠加器2由变压线圈T、整流滤波电路、二极管D组成。变压线圈T的初级侧连接负载设定模块1，变压线圈的次级侧连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接逆变电源3的输入端，整流滤波电路的输出端同时连接二极管D的负极，二极管D的正极连接启动及能量补充模块5。
见图1，其中逆变电源3由第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4组成。第一MOS管Q1的源极和第二MOS管Q2漏极连接作为输入，第三MOS管Q3的源极和第四MOS管Q4漏极连接作为另一个输入，第一MOS管Q1的漏极与第三MOS管Q3的漏极连接后作为输出，第二MOS管Q2的漏极与第四MOS管Q4的源极连接后作为另一个输出， 4个MOS管的栅极分别连接可编程控制器。
见图1，其中启动及能量补充模块5由整流滤波电路和PFC控制器（PFC>0.99）组成。整流滤波电路的输入端连接85~277VAC交流市电，整流滤波电路的输出端连接PFC控制器的输入端，PFC控制器的输出端一个接地，另一个与能量叠加器2中二极管D的正极连接。
以上所述的元器件均采用市售商品。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高效节能自循环电子负载，其特征在于：包括负载设定模块（1）、能量叠加器（2）、逆变电源（3）、可编程控制器（4）和启动及能量补充模块（5），交流市电经过所述启动及能量补充模块（5）连接到能量叠加器（2），能量叠加器（2）连接逆变电源（3）的输入端，所述逆变电源（3）的输出端连接到被老化的开关电源（6）的输入端，被老化的开关电源（6）的输出端经过负载设定模块（1）连接到能量叠加器（2），所述可编程控制器（4）连接逆变电源（3）的驱动端。
2.根据权利要求1所述高效节能自循环电子负载，其特征在于：所述负载设定模块（1）由整流滤波电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、MOS管、CPU/DSP控制模块组成；被老化的开关电源（6）的输出端连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接能量叠加器（2）中变压线圈的初级侧的一端；第一电阻和第二电阻串联后，一端接整流滤波电路的输出端，另一端接地，第一电阻和第二电阻的中点连接CPU/DSP控制模块的电压取样端；能量叠加器（2）的变压线圈的初级侧的另一端连接MOS管的漏极，MOS管的栅极连接CPU/DSP控制模块的PWM信号端，MOS管的源极连接CPU/DSP控制模块的电压取样端，同时串联第三电阻后接地。
3.根据权利要求1所述高效节能自循环电子负载，其特征在于：所述能量叠加器（2）由变压线圈、整流滤波电路、二极管组成；所述变压线圈的初级侧连接负载设定模块（1），所述变压线圈的次级侧连接整流滤波电路的输入端，整流滤波电路的输出端连接逆变电源（3）的输入端，整流滤波电路的输出端同时连接二极管的负极，所述二极管的正极连接启动及能量补充模块（5）。
4.根据权利要求1所述高效节能自循环电子负载，其特征在于：所述逆变电源（3）由第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管组成；第一MOS管的源极和第二MOS管漏极连接作为输入，第三MOS管的源极和第四MOS管漏极连接作为另一个输入，第一MOS管的漏极与第三MOS管的漏极连接后作为输出，第二MOS管的漏极与第四MOS管的源极连接后作为另一个输出，所述4个MOS管的栅极分别连接可编程控制器。
5.根据权利要求1所述高效节能自循环电子负载，其特征在于：所述启动及能量补充模块（5）由整流滤波电路和PFC控制器组成；整流滤波电路的输入端连接交流市电，整流滤波电路的输出端连接PFC控制器的输入端，PFC控制器的输出端一个接地，另一个与能量叠加器（2）中二极管的正极连接。
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