專利名稱：一種電能自循環(huán)式大功率充電機老化控制方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大功率充電機技術(shù)，尤其是涉及電能自循環(huán)的大功率充電機老化控制系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
大功率充電機老化臺是用于判斷和檢測大功率充電機可靠性的裝置。現(xiàn)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(lián)構(gòu)成。電流通過大功率充電機后流向大功率電阻，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(xiàn)有技術(shù)中，通用型節(jié)能老化測試系統(tǒng)一般需要前級升壓電路和后級負載模塊 配合實用。前級升壓電路將被測產(chǎn)品輸出的各種電壓等級的直流電經(jīng)過恒流升壓控制變換為較高的電壓，后級負載模塊一般包括兩個部分，升壓電路和逆變器。由于被測產(chǎn)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(jié)能負載的控制和一般電力電子技術(shù)的控制方法不一樣，因為為了保證被測試產(chǎn)品的負載電流恒定，前級升壓模塊采用輸入電流恒流控制，于是其輸出電壓就不是一個恒壓源，而是由其輸入功率和輸出功率匹配程度來決定，當(dāng)輸入功率大于輸出功率時，其輸出電壓會持續(xù)升高，反之則持續(xù)降低直至到零。如何保證系統(tǒng)功率平衡，控制各級電壓穩(wěn)定是節(jié)能負載特別是通用型節(jié)能負載的一個難點。此外，通用型節(jié)能老化測試系統(tǒng)一般將經(jīng)升壓電路升壓后的高壓直流電并入電網(wǎng)后給大功率充電機供電，當(dāng)電網(wǎng)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(tǒng)不能正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種高效的、穩(wěn)定性強的電能自循環(huán)式大功率充電機老化控制方法及其系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種電能自循環(huán)式大功率充電機老化系統(tǒng)，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(shù)顯示裝置；該系統(tǒng)還包括升壓電路，所述充電參數(shù)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并聯(lián)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(shù)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(fā)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(guān)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芯片、可調(diào)電阻、第十五電阻、第十電阻，其中第一可調(diào)電阻的一端串聯(lián)第十五電阻后連接集成芯片的基準電壓輸出端，可調(diào)電阻的另一端串聯(lián)第十電阻后連接集成芯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芯片輸出到第一、第二開關(guān)功率管柵極的脈沖占空比來控制升壓電路的輸出電壓。作為本發(fā)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管組成，其中溫度電阻的一端連接到集成芯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管的正極、第八電阻的一端，所述第八電阻的另一端接地，所述第三二極管的陰極連接集成芯片的電壓反饋輸入端。作為本發(fā)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(diào)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后輸出到全橋整流電路的輸出端；所述電壓調(diào)整電路通過采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恒定。一種基于上述電能自循環(huán)式大功率充電機老化系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟 步驟I)首先對充電參數(shù)顯示裝置輸出的直流電進行二次升壓，使其升高到320V
350V，升壓時采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(shù)顯示裝置輸出的直流電電壓大于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(shù)顯示裝置輸出的直流電電壓大小為6V 謂時，充電參數(shù)顯示裝置輸出的直流電電壓由一級升壓電路升壓后，再接入二級升壓電路進行二次升壓；
步驟2)然后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芯片輸出脈沖的占空比，以此來控制所述二級升壓電路輸出恒定電壓；通過設(shè)置二級升壓電路中的可調(diào)電阻阻值控制升壓電路的輸出功率；
步驟3)最后輸出控制電路的輸出端與全橋整流電路的輸出端并聯(lián)后連接被測大功率充電機的輸入端，經(jīng)過升壓電路升壓后的直流電循環(huán)流入被測大功率充電機。本發(fā)明提供的一種電能自循環(huán)式大功率充電機老化控制方法及其系統(tǒng)，電壓調(diào)整電路通過采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(diào)式精密基準穩(wěn)壓器控制二級升壓電路中光電耦合器中光敏二極管兩端電壓大小，控制升壓電路輸出到全橋整流電路的電壓大小恒定。通過調(diào)整輸出控制電路中可第二可調(diào)電阻實現(xiàn)升壓電路輸出電壓為320V 350V。通過調(diào)整二級升壓電路中第一可調(diào)電阻實現(xiàn)升壓電路輸出功率控制。輸出控制電路把經(jīng)過升壓后的高壓直流并聯(lián)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(diào)整至有效范圍后再流向大功率充電機，使電流循環(huán)流動。位于循環(huán)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(jié)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(fā)明的控制系統(tǒng)電能循環(huán)為內(nèi)循環(huán)，循環(huán)電能不反饋到外接的電網(wǎng)，從而避免了電網(wǎng)擾動對電路帶來的干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(dāng)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(huán)式大功率充電機老化控制方法及其系統(tǒng)模塊 圖2是一級升壓電路結(jié)構(gòu) 圖3是二級升壓電路結(jié)構(gòu) 圖4是輸出控制電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種自循環(huán)式大功率充電機老化控制方法及其系統(tǒng)具體實施方式
作詳細的說明。如圖I所示，一種電能自循環(huán)式大功率充電機老化系統(tǒng)，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(shù)顯示裝置30。該系統(tǒng)還包括升壓電路40，充電參數(shù)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的輸出端并聯(lián)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(shù)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(guān)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?？刂齐娐?025包括集成芯片1IC1、可調(diào)電阻1VR1、電阻1R15、電阻1R10。其中可調(diào)電阻IVRl的一端串聯(lián)電阻1R15后連接集成芯片IICl的基準電壓輸出端，可調(diào)電阻IVRl的另一端串聯(lián)電阻IRlO后連接集成芯片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芯片IICl輸出到第一、第二開關(guān)功率管1BG1UBG2柵極的脈沖占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以及二極管1D3組成，其中溫度電阻IRTl的一端連接到集成芯片IICl的基準電壓輸出端。溫度電阻IRTl的另一端分別連接二極管1D3的正極、電阻IR8的一端，所述電阻IR8的另一端接地，所述二極管1D3的陰極連接集成芯片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(diào)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后輸出到全橋整流電路10的輸出端。電壓調(diào)整電路通過采樣二級升壓電路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輸出電壓恒定。一種基于上述電能自循環(huán)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(shù)顯示裝置30輸出的直流電進行二次升壓，使其升高到320V 350V。升壓時采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(shù)顯示裝置30輸出的直流電電壓大于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(shù)顯示裝置30輸出的直流電電壓大小為6V、0V時，充電參數(shù)顯示裝置30輸出的直流電電壓由一級升壓電路升壓后，再接入二級升壓電路進行二次升壓。步驟2)然后將二級升壓電路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中集成芯片輸出脈沖的占空比，以此來控制所述二級升壓電路402輸出恒定電壓。通過設(shè)置二級升壓電路中的可調(diào)電阻阻值控制升壓電路的輸出功率。步驟3)最后輸出控制電路401的輸出端與全橋整流電路10的輸出端并聯(lián)后連接被測大功率充電機的輸入端，經(jīng)過升壓電路40升壓后的直流電循環(huán)流入被測大功率充電機。充電參數(shù)顯示裝置輸出電壓先經(jīng)過一級升壓電路，當(dāng)電壓大于90 V時，一級升壓電路不工作，輸入電壓經(jīng)過電感3L1和二極管3D1后，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(dāng)被升電壓大小為6 V飛O V時，由一級升壓電路經(jīng)過二級運 放升壓至大于90V后，再通過開關(guān)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(diào)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后輸出到全橋整波電路10的輸出端；電壓調(diào)整電路通過采樣二級升壓電路402輸出電壓值，通過可調(diào)式精密基準穩(wěn)壓器2IC1控制二級升壓電路402中光電耦合器中光敏二極管兩端電壓大小。升壓電路輸出電壓經(jīng)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(diào)式精密基準穩(wěn)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(fā)光二極管的電壓變大，集成芯片基準電壓輸出端輸?shù)?V基準電壓通過光電耦合器1IC2光敏二極管后輸入到集成芯片電壓反饋輸入端的輸入電壓升高，則型號為TL3844的集成芯片輸出到場效應(yīng)管柵極脈沖電壓的脈寬占空比變小，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恒定大小。二級升壓電路中的可調(diào)電阻作IVRl調(diào)節(jié)輸出功率作用。調(diào)節(jié)電阻IVRl阻值，阻值變大，集成芯片基準電壓輸出端輸?shù)?V基準電壓通過電阻1R15和IVRl輸入到集成芯片電壓反饋輸入端電壓降低，集成芯片輸出端輸出到場效應(yīng)管柵極脈沖電壓的脈寬占空比變大，二級升壓電路功率管輸出功率變大；若可調(diào)電阻作IVRl阻值變大，則上述變化相反，電路輸出功率變?。煌ㄟ^調(diào)節(jié)可調(diào)電阻作IVRl來達到控制電路輸出功率。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但是發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種電能自循環(huán)式大功率充電機老化系統(tǒng)，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(shù)顯示裝置(30);其特征在于該系統(tǒng)還包括升壓電路(40)，所述充電參數(shù)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)的輸出端并聯(lián)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(shù)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(jù)權(quán)利要求I所述的一種電能自循環(huán)式大功率充電機老化系統(tǒng)，其特征在于，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(guān)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)包括集成芯片(IICl)、可調(diào)電阻(IVRl)、電阻(1R15)、電阻(1R10)，其中可調(diào)電阻(IVRl)的一端串聯(lián)電阻(1R15)后連接集成芯片(IICl)的基準電壓輸出端，可調(diào)電阻(IVRl)的另一端串聯(lián)電阻(1R10)后連接集成芯片(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芯片(IICl)輸出到第一、第二開關(guān)功率管(1BG1UBG2)柵極的脈沖占空比來控制升壓電路的輸出電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電能自循環(huán)式大功率充電機老化系統(tǒng)，其特征在于，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)以及二極管(1D3)組成，其中溫度電阻(IRTl)的一端連接到集成芯片(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管(1D3)的正極、電阻(IR8)的一端，所述電阻(IR8)的另一端接地，所述二極管(1D3)的陰極連接集成芯片(IICl)的電壓反饋輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電能自循環(huán)式大功率充電機老化系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出控制電路(401)包括整流濾波電路和電壓調(diào)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后輸出到全橋整流電路(10)的輸出端；所述電壓調(diào)整電路通過采樣二級升壓電路(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)輸出電壓恒定。
5.一種基于權(quán)利要求I所述的電能自循環(huán)式大功率充電機老化系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 步驟I)首先對充電參數(shù)顯示裝置(30)輸出的直流電進行二次升壓，使其升高到320V 350V，升壓時采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(shù)顯示裝置(30 )輸出的直流電電壓大于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(shù)顯示裝置(30)輸出的直流電電壓大小為6V、0V時，充電參數(shù)顯示裝置(30)輸出的直流電電壓由一級升壓電路升壓后，再接入二級升壓電路進行二次升壓； 步驟2)然后將二級升壓電路(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)中集成芯片輸出脈沖的占空比，以此來控制所述二級升壓電路(402)輸出恒定電壓；通過設(shè)置二級升壓電路中的可調(diào)電阻阻值控制升壓電路的輸出功率； 步驟3)最后輸出控制電路(401)的輸出端與全橋整流電路(10)的輸出端并聯(lián)后連接被測大功率充電機的輸入端，經(jīng)過升壓電路(40)升壓后的直流電循環(huán)流入被測大功率充電機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電能自循環(huán)式大功率充電機老化控制方法及其系統(tǒng)，包括交流電源，全橋整流電路，被測大功率充電機、充電參數(shù)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后，依次經(jīng)被測大功率充電機、充電參數(shù)顯示裝置以及升壓電路后輸出到全橋整流電路，形成循環(huán)電路。位于循環(huán)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(jié)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(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者張祥, 呂士軍, 李德宏, 張振興 申請人:江蘇玖宇實業(yè)有限公司