專利名稱：燃料電池組伏安特性測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電池安特性測試裝置，尤其涉及一種便于測試、精度 高的燃料電池組伏安特性測試裝置。
背景技術(shù)：
二十世紀(jì)末，燃料電池這種新型、綠色能源的問世，各個國家都在努力進(jìn)行 研制，使其實現(xiàn)工業(yè)化。雖然我國的技術(shù)水平處在世界領(lǐng)先，但其檢測技術(shù)還 存在不足，其中燃料電池組伏安特性的測試國內(nèi)還是采用滑動電阻或者是以開 關(guān)控制固定的電阻分檔加載的方法這樣精度和器件達(dá)不到要求，其設(shè)備的控制
復(fù)雜還難以實現(xiàn)要求。在不斷探索的工作中用到了 IGBT時，發(fā)現(xiàn)其允許功耗為 1500W (CM200HA)，而SKM400GA128D功耗可達(dá)2KW。那么對IGBT加以控制不就 可以作為可控的電子負(fù)載進(jìn)行使用了嗎。 發(fā)明內(nèi)容
本專利的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，研制一種燃料電池組伏安特性測 試裝置，從而使燃料電池組的輸出特性測試更方便、可靠和準(zhǔn)確。本實用新型
采用的技術(shù)手段如下
一種燃料電池組伏安特性測試裝置，其特征在于包括IGBT、跟隨器、放大 電路、比較器和分流器；
所述IGBT作為執(zhí)行元件，吸收燃料電池組的輸出功率，將其轉(zhuǎn)換成熱能而 耗散；
所述比較器將給定電壓和反饋電壓進(jìn)行比較； 所述跟隨器對比較器的輸出的控制電壓進(jìn)行整定；
所述分流器將流過IGBT的導(dǎo)通且電流進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成電壓信號作為 反饋信號；
所述放大電路對反饋電壓進(jìn)行放大；
所述給定電壓加在比較器的一端同反饋電壓進(jìn)行比較，控制電壓輸入電壓 輸入到跟隨器中，將處理后的電壓加在IGBT的控制極上，當(dāng)電壓大于IGBT導(dǎo)通電壓后IGBT導(dǎo)通，導(dǎo)通電流流過分流器后，分流器進(jìn)行采集，將其轉(zhuǎn)換為反 饋電壓信號經(jīng)放大電路放大后將反饋信號傳到比較器的另一端構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)回 路。所述給定電壓大于反饋電壓2mv時，比較器輸出控制電壓。所述跟隨器的 輸入端并有電容C1， IGBT的控制極并有電容C2。所述跟隨器由三極管構(gòu)成。比 較器可以換成放大器。
綜上所述本實用新型提供的電子負(fù)載設(shè)計與制作方法，思路清晰、設(shè)計簡 便，容易制作和調(diào)試，元器件少、造價低，另外本實用新型的實施可以替代進(jìn) 口該類產(chǎn)品，節(jié)約大量經(jīng)費。

本實用新型有l(wèi)幅附圖，
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、跟隨器，2、放大電路，Ql、 IGBT， Q2、 8050， Ul、比 較器，U2、 AD620。
具體實施方式

如圖1所示， 一種燃料電池組伏安特性測試裝置，其特征在于包括IGBT Ql、 跟隨器l、放大電路2、比較器U1和分流器；所述給定電壓加在比較器U1的一 端同反饋電壓進(jìn)行比較，控制電壓輸入電壓輸入到跟隨器1中，將處理后的電 壓加在IGBT的控制極上，當(dāng)電壓大于IGBT導(dǎo)通電壓后IGBT導(dǎo)通，導(dǎo)通電流流 過分流器后，分流器進(jìn)行采集，將其轉(zhuǎn)換為反饋電壓信號經(jīng)放大電路2放大后 將反饋信號傳到比較器的另一端構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)回路。所述跟隨器1的輸入端并 有電容C1， IGBT的控制極并有電容C2，所述跟隨器l由三極管構(gòu)成，所述比較 器U1可以換成放大器。
其中電子負(fù)載即受控可變負(fù)載，以給定電壓來控制燃料電池組的輸出電流 給定電壓正比于電池組的輸出電流。這種由電子元器件購建的裝置相當(dāng)于一個 可調(diào)控的負(fù)載電阻，故稱電子負(fù)載。
實施例l:如圖1所示，所述給定電壓大于反饋電壓2mv時，比較器U1輸 出控制電壓。其中比較器U1選用LM339型比較器，其中跟隨器l由三極管8050 Q2及電阻R8組成的，放大電路2采用運放AD620 U2構(gòu)成放大電路，給定電壓 加在比較器的正輸入端； 一旦給定電壓大于2mv，則輸出為高，Cl充電電壓上
升，8050導(dǎo)通并電流增大，C2充電IGBT的控制極電壓上升，IGBT導(dǎo)通電流增 加，分流器電流增加，AD620運放輸出腳電壓上升，它反饋到比較器的負(fù)端，直 至反饋信號等于給定電壓。
由于比較器的穩(wěn)定輸出非高即低；所以以比較器為中心環(huán)節(jié)來控制燃料電 池組輸出電流的電路永遠(yuǎn)也沒有平衡狀態(tài)當(dāng)給定信號大于反饋信號2mv時， 由于比較器輸出為高，促使IGBT的G腳電位上升，電流加大，反饋信號上升， 直至反饋信號大于給定信號2mv，比較器輸出為低，燃料電池組的輸出電流減少， 反饋信號下降以致反饋信號小于給定信號2mv，比較器的輸出變高為止。由上述 可能看出這是一個無休止的循環(huán)狀態(tài)。其周期大約為0. 5!is，反饋信號與給定信 號的誤差在土2mv之間。如果給定信號變化范圍是0-5V，那么該電路控制燃料 電池組輸出電流的波動范圍是2/5000 'lH二0.04y。lH， Ih是量程上限；如果最大被 控電流為100A其波動是0. 04A。這樣的控制精度在一般的測量及控制場合都屬 高精度了。
實施例2:如果把比較器換成放大器，由于IGBT轉(zhuǎn)移特性的非線性即Vg大 于4V才導(dǎo)通，這將導(dǎo)致平衡時反饋信號與給定信號之間有較大的差值，該差值 隨受控電流的增加而增大。以CM400H為受控器件為例，放大器的放大倍數(shù)為67 的情況，給定信號為65mv時才開始有受控電流；受控電流為100A時，給定值 大于反饋信號125mv;當(dāng)放大倍數(shù)越高，其差值越小。
綜上所述本實用新型是一個可調(diào)控負(fù)載;其電壓應(yīng)用范圍可以從2伏到1000 伏，電流從零至數(shù)百安可控，量程的改變十分方便；吸收功率的擴(kuò)展可采用多 個模塊并聯(lián)。本裝置加裝單板機(jī)、通訊接口加上相應(yīng)程序即可實現(xiàn)計算機(jī)程序 控制，并能完成恒電流或恒功率與多種控制方式。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護(hù)范 圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范 圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵 蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種燃料電池組伏安特性測試裝置，其特征在于包括IGBT(Q1)、跟隨器(1)、放大電路(2)、比較器(U1)和分流器；所述IGBT作為執(zhí)行元件，吸收燃料電池組的輸出功率，將其轉(zhuǎn)換成熱能而耗散；所述比較器將給定電壓和反饋電壓進(jìn)行比較；所述跟隨器對比較器的輸出的控制電壓進(jìn)行整定；所述分流器將流過IGBT的導(dǎo)通且電流進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成電壓信號作為反饋信號；所述放大電路對反饋電壓進(jìn)行放大；所述給定電壓加在比較器(U1)的一端同反饋電壓進(jìn)行比較，控制電壓輸入電壓輸入到跟隨器(1)中，將處理后的電壓加在IGBT(Q1)的控制極上，當(dāng)電壓大于IGBT導(dǎo)通電壓后IGBT導(dǎo)通，導(dǎo)通電流流過分流器后，分流器進(jìn)行采集，將其轉(zhuǎn)換為反饋電壓信號經(jīng)放大電路(2)放大后將反饋信號傳到比較器的另一端構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)回路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池組伏安特性測試裝置，其特征在于所述 給定電壓大于反饋電壓2mv時，比較器(Ul)輸出控制電壓。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池組伏安特性測試裝置，其特征在于所述 跟隨器(1)的輸入端并有電容Cl， IGBT (Ql)的控制極并有電容C2。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的燃料電池組伏安特性測試裝置，其特征在于 所述跟隨器(1)由三極管構(gòu)成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池組伏安特性測試裝置，其特征在于 所述比較器(Ul)可以換成放大器。
專利摘要本實用新型公開了一種燃料電池組伏安特性測試裝置，其特征在于包括IGBT、跟隨器、放大電路、比較器和分流器；所述給定電壓加在比較器的一端同反饋電壓進(jìn)行比較，控制電壓輸入電壓輸入到跟隨器中，將處理后的電壓加在IGBT的控制極上，當(dāng)電壓大于IGBT導(dǎo)通電壓后IGBT導(dǎo)通，導(dǎo)通電流流過分流器后，分流器進(jìn)行采集，將其轉(zhuǎn)換為反饋電壓信號經(jīng)放大電路放大后將反饋信號傳到比較器的另一端構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)回路。所述給定電壓大于反饋電壓2mv時，比較器輸出控制電壓。該測試裝置具有設(shè)計簡便，容易制作和調(diào)試，元器件少、造價低等特點，適于在電池測試領(lǐng)域廣泛推廣。
文檔編號G01R31/36GK201060257SQ20072001360
公開日2008年5月14日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者孫德堯, 王俊清, 王克勇, 韓亞民 申請人:新源動力股份有限公司