負荷箱。

本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，尤其涉及一種負荷箱。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中載波通信的測試主要通過在火線和零線之間加入信號衰減器來實現(xiàn)，衰減器只能大致檢測載波通信的距離，因為衰減器頻率固定，衰減功率不變，所以不能反映電網(wǎng)的真實情況，無法判斷在真實的電網(wǎng)情況下，載波通信的成功率，以及哪種負載比較容易受到干擾，最終無法科學地改進載波通信方案。

載波通信正在向?qū)拵лd波發(fā)展，寬帶載波通信速率更快，帶寬更寬，對電網(wǎng)干擾更為敏感，容易受到電網(wǎng)上諧波信號的影響而降低載波通信的成功率。在電力線載波通信測試中需要能夠提供程控變阻抗負載電路，以模擬實際電網(wǎng)中多種負載下的諧波干擾。如何模擬實際電網(wǎng)中多種負載下的諧波是當前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種負荷箱，能夠模擬實際電網(wǎng)中多種負載下的諧波干擾，從而測試寬帶載波在多種諧波干擾下的成功率。

本發(fā)明實施例采用如下技術(shù)方案：

一種負荷箱，包括：高頻開關(guān)電路、與所述高頻開關(guān)電路連接的驅(qū)動電路、與所述驅(qū)動電路連接的控制電路、與所述高頻開關(guān)電路連接的負載電路；

所述高頻開關(guān)電路通過高頻開關(guān)的斬波方式使阻性負載或容性負載在電網(wǎng)周期的各個時段產(chǎn)生不同頻率的諧波干擾；所述驅(qū)動電路將輸入電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閾Q向信號送給cpld，并通過所述控制電路發(fā)送的控制信號以及pwm信號經(jīng)cpld邏輯運算后通過高頻開關(guān)驅(qū)動器驅(qū)動高頻開關(guān)，所述控制電路對輸入電壓、輸入電壓過零點以及輸出電流進行檢測，并根據(jù)設(shè)定參數(shù)向驅(qū)動電路發(fā)出控制信號以及pwm信號；所述負載電路通過開關(guān)調(diào)節(jié)負載功率和負載類型。

可選的，所述設(shè)定參數(shù)包括以下至少一種：負載功率、負載類型、頻率、占空比、時間段。

可選的，阻性負載時，所述高頻開關(guān)電路由主回路開關(guān)s1以及主回路開關(guān)s2和續(xù)流開關(guān)s3以及續(xù)流開關(guān)s4組成，s1和s2共發(fā)射極連接，s3和s4共發(fā)射極連接；

容性負載時，述高頻開關(guān)電路由主回路開關(guān)s1以及主回路開關(guān)s2組成，s1和s2共發(fā)射極連接。

可選的，所述主回路開關(guān)為igbt或mosfet，所述主回路開關(guān)內(nèi)部集成反向二極管；

所述續(xù)流開關(guān)為igbt或mosfet，所述續(xù)流開關(guān)內(nèi)部集成反向二極管。

可選的，所述的驅(qū)動電路由輸入電壓換向檢測電路和經(jīng)cpld進行邏輯控制的驅(qū)動單元組成。

可選的，所述的控制電路由實時時鐘電路、顯示與按鍵電路，電壓電流反饋電路以及單片機組成，通過所述單片機存儲指令所述顯示和按鍵電路在一個電網(wǎng)工頻周期內(nèi)設(shè)置多個時段，每個時間段負載接入模式包括只接入電阻直通模式、只接入電阻pwm模式、只接入電容直通模式、只接入電容pwm模式、兩種同時接入直通模式、兩種同時接入pwm模式、空載模式。

可選的，每個時間段負載頻率可調(diào)，每個時間段負載占空比可調(diào)；實時時鐘為用戶提供時間基準，針對總的運行時間段，所述顯示和按鍵電設(shè)置多個時間段，設(shè)置每一段時間長度，并且每一個時間段內(nèi)設(shè)置負載接入方式以及負載功率。

可選的，阻性負載時，所述負載電路由控制開關(guān)以及負載電阻組成；

容性負載時，所述負載電路由限流電阻、控制開關(guān)以及負載電容組成。

可選的，所述負載開關(guān)用于實現(xiàn)負載功率和負載類型的調(diào)節(jié)。

可選的，所述負載開關(guān)為空氣開關(guān)或者繼電器。

基于上述技術(shù)方案的負荷箱，提供一種頻率、占空比及負載可調(diào)的交流斬波電路，將市電交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉謺r可變電壓、變頻率、變占空比的脈沖電壓供給可變阻抗的負載上，以模擬實際電網(wǎng)中多種負載下的諧波干擾，可測試寬帶載波在多種諧波干擾下的成功率，為改進載波通信方案及提高載波通信的成功率提供理論依據(jù)。

應(yīng)當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1是本發(fā)明實施例提供的負載電路結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明實施例提供的負荷箱的電容負載電路結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明實施例提供的負荷箱的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本發(fā)明實施例提供的負荷箱的系統(tǒng)框架圖。

圖5是本發(fā)明實施例提供的負荷箱的顯示和按鍵電路的工作流程圖。

圖6是本發(fā)明實施例提供的負荷箱的電壓反饋電路結(jié)構(gòu)圖之一。

圖7是本發(fā)明實施例提供的負荷箱的電流反饋電路結(jié)構(gòu)圖之二。

圖8是本發(fā)明實施例提供的負荷箱的空氣開關(guān)負載電路結(jié)構(gòu)圖。

圖9是本發(fā)明實施例提供的負荷箱的繼電器負載電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在未做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種負荷箱，包括：高頻開關(guān)電路11、與所述高頻開關(guān)電路11連接的驅(qū)動電路12、與所述驅(qū)動電路12連接的控制電路13、與所述高頻開關(guān)電路11連接的負載電路14；

所述高頻開關(guān)電路11通過高頻開關(guān)的斬波方式使阻性負載或容性負載在電網(wǎng)周期的各個時段產(chǎn)生不同頻率的諧波干擾；所述驅(qū)動電路12將輸入電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閾Q向信號送給cpld，并通過所述控制電路13發(fā)送的控制信號以及pwm信號經(jīng)cpld邏輯運算后通過高頻開關(guān)驅(qū)動器驅(qū)動高頻開關(guān)，所述控制電路13對輸入電壓、輸入電壓過零點以及輸出電流進行檢測，并根據(jù)設(shè)定參數(shù)向驅(qū)動電路12發(fā)出控制信號以及pwm信號；所述負載電路14通過開關(guān)調(diào)節(jié)負載功率和負載類型。

在一個實施例中，所述設(shè)定參數(shù)包括以下至少一種：負載功率、負載類型、頻率、占空比、時間段。

在一個實施例中，阻性負載時，所述高頻開關(guān)電路11由主回路開關(guān)s1以及主回路開關(guān)s2和續(xù)流開關(guān)s3以及續(xù)流開關(guān)s4組成，s1和s2共發(fā)射極連接，s3和s4共發(fā)射極連接。具體的，如圖1所示，當市電處于正半周時，開關(guān)s1進行高頻斬波，開關(guān)s2導通，續(xù)流管s3關(guān)斷，續(xù)流管s4導通，此時相當于一個正向的直流斬波電路，同時開關(guān)s3以及開關(guān)s4提供了電流續(xù)流回路；當市電處于負半周時，開關(guān)s1導通，開關(guān)s2進行高頻斬波，續(xù)流管s3導通，續(xù)流管s4關(guān)斷，此時相當于一個負向的直流斬波電路，同時開關(guān)s3以及開關(guān)s4提供了電流續(xù)流回路。

容性負載時，述高頻開關(guān)電路11由主回路開關(guān)s1以及主回路開關(guān)s2組成，s1和s2共發(fā)射極連接。具體的，如圖2所示，當市電處于正半周時，開關(guān)s1進行高頻斬波，開關(guān)s2關(guān)斷，二極管vd2起到正向?qū)щ娨约胺乐闺娙萁o電網(wǎng)放電功能，此時相當于一個正向的直流斬波電路；當市電處于負半周時，開關(guān)s1關(guān)斷，開關(guān)s2進行高頻斬波，二極管vd1起到正向?qū)щ娨约胺乐闺娙萁o電網(wǎng)放電功能，此時相當于一個負向的直流斬波電路。

在一個實施例中，所述主回路開關(guān)為igbt或mosfet，所述主回路開關(guān)內(nèi)部集成反向二極管；

所述續(xù)流開關(guān)為igbt或mosfet，所述續(xù)流開關(guān)內(nèi)部集成反向二極管。

在一個實施例中，所述的驅(qū)動電路12由輸入電壓換向檢測電路和經(jīng)cpld進行邏輯控制的驅(qū)動單元組成。

在一個實施例中，所述的控制電路13由實時時鐘電路、顯示與按鍵電路，電壓電流反饋電路以及單片機組成，通過所述單片機存儲指令所述顯示和按鍵電路在一個電網(wǎng)工頻周期內(nèi)設(shè)置多個時段，每個時間段負載接入模式包括只接入電阻直通模式、只接入電阻pwm模式、只接入電容直通模式、只接入電容pwm模式、兩種同時接入直通模式、兩種同時接入pwm模式、空載模式。

在一個實施例中，每個時間段負載頻率可調(diào)，每個時間段負載占空比可調(diào)；實時時鐘為用戶提供時間基準，針對總的運行時間段，所述顯示和按鍵電設(shè)置多個時間段，設(shè)置每一段時間長度，并且每一個時間段內(nèi)設(shè)置負載接入方式以及負載功率。

通過以上設(shè)置可模擬現(xiàn)實生活中各種功率的各種負載在電網(wǎng)工頻周期各個時段內(nèi)的諧波影響，通過重復出現(xiàn)的方式，達到測試掛載在同一電網(wǎng)的載波通信的目的。

在一個實施例中，阻性負載時，所述負載電路14由控制開關(guān)以及負載電阻組成；

容性負載時，所述負載電路14由限流電阻、控制開關(guān)以及負載電容組成。

在一個實施例中，所述負載開關(guān)用于實現(xiàn)負載功率和負載類型的調(diào)節(jié)。

在一個實施例中，所述負載開關(guān)為空氣開關(guān)或者繼電器。

本發(fā)明實例的高頻開關(guān)電路11對于電阻負載，如圖1所示，由于電阻負載寄生有電感特性，在開關(guān)關(guān)斷時要進行續(xù)流，當市電處于正半周時，開關(guān)s1進行高頻斬波，開關(guān)s2導通，續(xù)流管s3關(guān)斷，續(xù)流管s4導通，此時相當于一個正向的直流斬波電路，同時開關(guān)s3以及開關(guān)s4提供了電流續(xù)流回路；當市電處于負半周時，開關(guān)s1導通，開關(guān)s2進行高頻斬波，續(xù)流管s3導通，續(xù)流管s4關(guān)斷，此時相當于一個負向的直流斬波電路，同時開關(guān)s3以及開關(guān)s4提供了電流續(xù)流回路。如圖2所示，對于電容負載，當市電處于正半周時，開關(guān)s1進行高頻斬波，開關(guān)s2關(guān)斷，二極管vd2起到正向?qū)щ娨约胺乐闺娙萁o電網(wǎng)放電功能，此時相當于一個正向的直流斬波電路；當市電處于負半周時，開關(guān)s1關(guān)斷，開關(guān)s2進行高頻斬波，二極管vd1起到正向?qū)щ娨约胺乐闺娙萁o電網(wǎng)放電功能，此時相當于一個負向的直流斬波電路。

本發(fā)明實例的驅(qū)動電路12原理圖，如圖3所示，驅(qū)動板采用西門康驅(qū)動板skyper32，其系統(tǒng)框架圖，如圖4所示，它為雙通道驅(qū)動器，可以監(jiān)測短路、過流、欠壓故障，上下通道的死區(qū)時間可以調(diào)整，發(fā)生短路故障時，具有軟關(guān)斷功能。skyper32為雙通道驅(qū)動器，需要兩個驅(qū)動電路12，s1和s2作為一個橋臂，s3和s4作為一個橋臂。輸入電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閾Q向信號送給cpld，并通過控制電路13發(fā)送的控制信號以及pwm信號經(jīng)cpld邏輯運算后送給x1，經(jīng)過驅(qū)動板后分別驅(qū)動s1和s2，同理s3和s4。

本發(fā)明實例的顯示和按鍵電路的工作流程如圖5所示，行列式鍵盤的工作方式是先用列線發(fā)送掃描字，然后讀取行線的狀態(tài)，查看是否有按鍵按下。鍵盤部分提供一種掃描的工作方式，能對鍵盤不斷掃描、自動消抖、自動識別按下的鍵，并給出編碼，能對雙鍵或n個鍵同時按下的情況實行保護。在顯示部分，它可以為顯示器提供多路復用信號，可以顯示16位的字符或數(shù)字。

本發(fā)明實例的電壓電流反饋電路圖如圖6、7所示，經(jīng)電壓傳感器和電流傳感器采集電壓、電流信號送入u-in、i-in，然后經(jīng)過平移、濾波，最后將u-out、i-out信號送入單片機進行ad轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理。

本發(fā)明實例的負載電路14如圖8、9所示，對于電阻負載包含空氣開關(guān)或繼電器以及負載電阻，通過開關(guān)調(diào)節(jié)負載的功率和負載類型。

基于上述技術(shù)方案的負荷箱，提供一種頻率、占空比及負載可調(diào)的交流斬波電路，將市電交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉謺r可變電壓、變頻率、變占空比的脈沖電壓供給可變阻抗的負載上，以模擬實際電網(wǎng)中多種負載下的諧波干擾，可測試寬帶載波在多種諧波干擾下的成功率，為改進載波通信方案及提高載波通信的成功率提供理論依據(jù)。

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應(yīng)用或?qū)κ袌鲋械募夹g(shù)的改進，或者使本技術(shù)領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實施例。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實踐這里公開的公開后，將容易想到本公開的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本公開的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本公開的一般性原理并包括本公開未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。