專利名稱：具有能量回饋的可并聯(lián)的程控電負(fù)載的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種程控電負(fù)載，具體地說，涉及一種用于電源模塊生產(chǎn)時(shí)的老化系統(tǒng)中具有能量回饋的可并聯(lián)的程控電負(fù)載。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)電源模塊老化系統(tǒng)中，老化模塊的輸出功率往往靠電阻消耗，造成能量的浪費(fèi)。同時(shí)，為適應(yīng)不同電壓、功率等級(jí)的模塊，需要儲(chǔ)備大量不同功率、阻值的電阻以備不時(shí)之需。電阻長期在高溫環(huán)境下工作，損壞比率也很大。如何用一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)，將各種不同的被老化模塊的輸出電壓升高后返回給老化系統(tǒng)的供電母線；并在這一過程中保持被老化模塊的輸出電流恒定在某一由外控制系統(tǒng)決定的值，使得老化系統(tǒng)的電能充分合理地利用，成為一個(gè)新的課題。而且由于用在老化系統(tǒng)，工作環(huán)境惡劣，所以EMI和工作溫度要求較高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)中能量浪費(fèi)的缺陷，提供一種具有能量回饋的可并聯(lián)的程控電負(fù)載，它能夠?qū)⒈焕匣K的輸出電壓升高后返回給老化系統(tǒng)的供電母線；并在這一過程中保持被老化模塊的輸出電流恒定在某一由外控制系統(tǒng)決定的值。
為解決上述問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型具有能量回饋的可并聯(lián)的程控電負(fù)載，它包括主功率部分和控制部分，其中主功率部分包括電流取樣差分電路、主電路。
控制部分包括兩組放大電路、基準(zhǔn)跟隨電路、比較電路、主控制電路、驅(qū)動(dòng)電路。
本實(shí)用新型所述電流取樣差分電路是通過取樣電阻和差分放大電路，把輸入電流取樣成一個(gè)電壓信號(hào)，信號(hào)電壓與被取樣電流成正比，這個(gè)電壓信號(hào)提供給后面兩組放大電路，它需要外界提供一組正負(fù)電壓給運(yùn)放供電，且這組正負(fù)電壓的基準(zhǔn)地與其他輔助供電不同；所述主電路是BOOST電路拓樸，把輸入電壓升高，這個(gè)BOOST電路本身沒有反饋穩(wěn)壓功能，需要把輸出端接到老化系統(tǒng)的供電母線上，保持輸出電壓為母線電壓；所述兩組放大電路是指電流取樣差分電路采出的電流信號(hào)輸入到兩個(gè)用精密運(yùn)放搭的放大電路中，一個(gè)放大電路的輸出直接輸出到輔助針上，供外控制系統(tǒng)監(jiān)測電流；另一個(gè)放大電路的輸出提供給下一級(jí)運(yùn)放做輸入；由于都是用精密運(yùn)放搭的，對(duì)供電要求較嚴(yán)格，需要提供+5V和-1--2V的供電；所述基準(zhǔn)跟隨電路是指用運(yùn)放做一級(jí)跟隨，然后再提供給下一級(jí)運(yùn)放與電流信號(hào)做比較，需要+12V和-5V的供電；所述比較電路是指把經(jīng)過放大后的電流取樣信號(hào)與跟隨處理后的基準(zhǔn)電壓比較，結(jié)果提供給主控制電路；所述主控制電路是一個(gè)3843芯片及其外圍電路，比較電路的輸出結(jié)果供應(yīng)給3843的COMP腳，這個(gè)腳的作用是在工作區(qū)域內(nèi)，COMP腳電壓越高輸出的PWM脈寬就越大，3843的電流環(huán)不使用，為使它正常工作，直接從震蕩定頻電路模擬一個(gè)三角波給電流環(huán)，電壓反饋的FB腳不使用，用電阻接地。這需要一個(gè)12V外供應(yīng)電；所述驅(qū)動(dòng)電路是PWM的輸出通過驅(qū)動(dòng)電路控制主BOOST的工作，以將能量傳回到老化母線，外控制系統(tǒng)給的基準(zhǔn)電壓越高，則電負(fù)載的輸入電流就會(huì)調(diào)得越大；本實(shí)用新型所述主功率部分還包括輸入濾波、主電路之間的濾波和主電路輸出濾波。
本實(shí)用新型所述控制部分還包括輸出過壓保護(hù)電路和輔助供電；其中所述輸出過壓保護(hù)電路是為防止輸出虛接損壞電負(fù)載，在輸出端加過壓保護(hù)，通過電壓取樣個(gè)光藕隔離把輸出過壓信號(hào)變?yōu)殛P(guān)斷信號(hào)提供回主控制電路。
所述輔助供電是一個(gè)小DC/DC變換器，從連接老化母線的一端取電，給控制系統(tǒng)作為供電用。差分電路需要的Vcc與眾不同，需要單獨(dú)供應(yīng)一對(duì)正負(fù)電壓及基準(zhǔn)地。
本實(shí)用新型所述電負(fù)載還包括另外六根功能針一根用來輸出電流檢測信號(hào)；一根用來輸入基準(zhǔn)電壓，兩根是主PWM的地，供外控制電路共地用；兩根把比較電路的正負(fù)供電提供給外控制電路使用。
本實(shí)用新型單個(gè)回饋系統(tǒng)，隨著控制基準(zhǔn)電壓不同，可以在輸入電流3-20A下工作。如20-36V，15-20A的輸出的模塊的老化，對(duì)低壓輸出的電源模塊，可以用多模塊輸出串聯(lián)方式提高電壓，大約可以將70-80％的能量回饋到60V的老化母線上。如果多個(gè)回饋系統(tǒng)并聯(lián)工作，可以用來老化更大輸出電流的電源模塊。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本實(shí)用新型電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型電路分為幾個(gè)主要功能部分一主功率部分1、輸入濾波在電流取樣前的濾波，防止輸入供電對(duì)電流取樣的干擾。同時(shí)也防止工作產(chǎn)生的紋波反灌干擾輸入供電(對(duì)并連接工作有影響)。
2、電流取樣差分電路通過取樣電阻和差分放大電路，把輸入電流取樣成一個(gè)電壓信號(hào)，信號(hào)電壓與被取樣電流成正比，這個(gè)電壓信號(hào)提供給后面兩組放大電路。用差分取樣方式是為了防止多個(gè)回饋系統(tǒng)并聯(lián)接的電流的相互影響。這部分需要外界供一組正負(fù)電壓給運(yùn)放供電，且這組正負(fù)電壓的基準(zhǔn)地與其他輔助供電不同。
3、濾波取樣電路與主工作電路間要有濾波，把主工作電路產(chǎn)生的紋波濾掉，使之不影響取樣電路。
4、主電路BOOST電路拓樸。把輸入電壓升高。因?yàn)檩敵鰶]有穩(wěn)壓功能，所以需要把輸出端接到老化系統(tǒng)的供電母線上，保持輸出電壓為母線電壓。
5、濾波輸出濾波二控制部分6、兩組放大電路電流取樣差分電路采出的電流信號(hào)輸入到兩個(gè)用精密運(yùn)放搭的放大電路中。一個(gè)放大電路的輸出直接輸出到輔助針上，供外控制系統(tǒng)監(jiān)測電流；另一個(gè)放大電路的輸出提供給下一級(jí)運(yùn)放做輸入。由于都是用精密運(yùn)放搭的，對(duì)供電要求較嚴(yán)格。需要提供+5V和-1--2V的供電。
7、基準(zhǔn)跟隨電路外控制電路提供的基準(zhǔn)電壓可能沒有多大能量，所以用運(yùn)放做一級(jí)跟隨，然后再提供給下一級(jí)運(yùn)放與電流信號(hào)做比較。需要+12V和-5V的供電。
8、比較電路把經(jīng)過放大后的電流取樣信號(hào)與跟隨處理后的基準(zhǔn)電壓比較。結(jié)果提供給主控制電路。
9、主控制電路是一個(gè)3843芯片及其外圍電路。比較電路的輸出結(jié)果供應(yīng)給3843的COMP腳，這個(gè)腳的作用是在工作區(qū)域內(nèi)，COMP腳電壓越高輸出的PWM脈寬就越大。3843的電流環(huán)不使用，為使它正常工作，直接從震蕩定頻電路模擬一個(gè)三角波給電流環(huán)。電壓反饋的FB腳不使用，用電阻接地。這需要一個(gè)12V外供應(yīng)電。
10、驅(qū)動(dòng)電路PWM的輸出通過驅(qū)動(dòng)電路控制主BOOST的工作，以將能量傳回到老化母線。這樣一來，外控制系統(tǒng)給的基準(zhǔn)電壓越高，則電負(fù)載的輸入電流就會(huì)調(diào)得越大。
11、輸出過壓保護(hù)電路因?yàn)檩敵鰶]有穩(wěn)壓功能，所以需要把輸出端接到老化系統(tǒng)的供電母線上，保持電壓為母線電壓。為防止輸出虛接損壞電負(fù)載，在輸出端加過壓保護(hù)。電壓取樣后通過一個(gè)光藕隔離把輸出過壓信號(hào)變?yōu)殛P(guān)斷信號(hào)提供回主控制電路。
12、輔助供電實(shí)際是一個(gè)小DC/DC變換器。從連接老化母線的一端取電，給控制系統(tǒng)作為供電用。差分電路需要的Vcc與眾不同，需要單獨(dú)供應(yīng)一對(duì)正負(fù)電壓及基準(zhǔn)地。主PWM、驅(qū)動(dòng)電路、基準(zhǔn)電壓的跟隨和比較電路需要用一對(duì)正負(fù)電壓(+12，-5V)；兩個(gè)用精密運(yùn)放搭的放大電路要求的電壓較低，所以從比較電路的供電中用線性穩(wěn)壓另分出來(+5V和-1--2V)。
除主功率輸入輸出外，另有六根功能針一根用來輸出電流檢測信號(hào)；一根用來輸入基準(zhǔn)電壓，兩根是主PWM的地，供外控制電路共地用；兩根把比較電路的正負(fù)供電提供給外控制電路使用。
本實(shí)用新型的電路原理圖如圖2所示。
權(quán)利要求1.一種具有能量回饋的可并聯(lián)的程控電負(fù)載，包括電流取樣差分電路、BOOST電路、放大電路、基準(zhǔn)跟隨電路、比較電路、控制電路和驅(qū)動(dòng)電路；其特征在于它包括主功率部分和控制部分，其中主功率部分包括電流取樣差分電路、主電路；電流取樣差分電路輸入端與取樣電阻相連，輸出端分別與兩組放大電路和主電路的輸入端相連，由輔助供電DC/DC變換器為電流取樣差分電路提供獨(dú)立的電源；主電路是BOOST電路拓樸，它的輸出端與老化系統(tǒng)的供電母線相連，保持輸出電壓為母線電壓；控制部分包括兩組放大電路、基準(zhǔn)跟隨電路、比較電路、主控制電路、驅(qū)動(dòng)電路；兩組放大電路是均由精密運(yùn)算放大器組成，一個(gè)放大電路的輸出直接與輔助針相連；另一個(gè)放大電路的輸出與下一級(jí)運(yùn)放的輸入端相連；兩組放大電路的電源輸入分別是+5V和-1--2V直流電源；基準(zhǔn)跟隨電路用一個(gè)運(yùn)放電路做一級(jí)跟隨，然后再將輸出端與下一級(jí)運(yùn)放的一個(gè)比較端相連，該電路的電源輸入分別是+12V和-5V直流電源；主控制電路包括一片3843芯片及其外圍電路，3843芯片的COMP腳與PWM電路的輸入端相連，3843芯片的電流環(huán)與震蕩定頻電路模擬輸出端相連，電壓反饋的FB腳不使用，用電阻接地，電源輸入是12V直流電源；主控制電路的輸出與PWM電路的輸入相連，PWM電路的輸出通過驅(qū)動(dòng)電路與主BOOST的控制端相連；主BOOST的輸出與老化系統(tǒng)的供電母線相連，同時(shí)又通過輸出電壓檢測與PWM電路相連。
2.如權(quán)利要求1所述的具有能量回饋的可并聯(lián)的程控電負(fù)載，其特征在于所述電流取樣差分電路的輸入端與輸入濾波電路相連；電流取樣差分電路與主電路之間通過濾波電路相連；主電路輸出端通過輸出濾波電路與老化系統(tǒng)的供電母線相連。
3.如權(quán)利要求1或2之任一所述的具有能量回饋的可并聯(lián)的程控電負(fù)載，其特征在于所述控制部分還包括輸出過壓保護(hù)電路和輔助供電電路，其中輸出過壓保護(hù)電路由跨接在主電路和PWM電路之間輸出電壓檢測電路和光耦合控制器件構(gòu)成；輔助供電電路是一個(gè)小DC/DC變換器，輸入端與老化系統(tǒng)的供電母線相連，輸出端與控制系統(tǒng)和差分電路的電源輸入端相連。
4.如權(quán)利要求3所述的具有能量回饋的可并聯(lián)的程控電負(fù)載，其特征在于所述電負(fù)載還包括另外六根功能針一根連接到電流檢測信號(hào)上，一根連接到輸入基準(zhǔn)電壓上，兩根與主電路和PWM電路的電源地相連，兩根與比較電路的正負(fù)供電線相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有能量回饋的可并聯(lián)的程控電負(fù)載，它包括主功率部分和控制部分，其中主功率部分包括電流取樣差分電路、主電路。控制部分包括兩組放大電路、基準(zhǔn)跟隨電5路、比較電路、主控制電路、驅(qū)動(dòng)電路。它能夠?qū)⒈焕匣K的輸出電壓升高后返回給老化系統(tǒng)的供電母線；并在這一過程中保持被老化模塊的輸出電流恒定在某一由外控制系統(tǒng)決定的值。
文檔編號(hào)G01R31/00GK2788208SQ20042011819
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者盧作選 申請(qǐng)人:北京新雷能有限責(zé)任公司