專利名稱：一種輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及節(jié)能電子產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域和電力電子電能變換利用領(lǐng)域，提出一種
新的電能回饋的電源測試系統(tǒng)。更具體的說，本實用新型提出了一種直流側(cè)能量回饋的電 源測試系統(tǒng)，實現(xiàn)輸出電能的回收利用，可用于各種電源的測試和老化等實驗。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，開關(guān)電源在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來越廣泛，
因此開關(guān)電源的市場也越來越大。開關(guān)電源相對于線性電源最大的優(yōu)勢在于其效率更高。
但是在開關(guān)電源的設(shè)計、測試和生產(chǎn)的過程中，均需要接入負載，在目前階段，無論是傳統(tǒng)
的電阻負載還是使用更為方便靈活的電子負載，都是發(fā)熱型負載，在它們的使用過程中，大
量能量以熱能形式耗散出去，開關(guān)電源效率高的優(yōu)勢此時根本無法發(fā)揮。這不僅增加了研
發(fā)和生產(chǎn)廠家的用電量，提高了研發(fā)、生產(chǎn)成本，更是對寶貴能源的極大浪費。 針對這種情況，人們將能量回饋的技術(shù)應(yīng)用到電子負載中以降低成本、節(jié)約能源。
目前能量回饋的形式如圖l和圖2所示。將被測試設(shè)備通過工頻變壓器及濾波器連接到電
網(wǎng)上時(如圖l所示)，如果被測試設(shè)備沒有功率因數(shù)校正功能且輸入側(cè)的功率因數(shù)很低，
諧波含量高，會使網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生很大的無功功率和諧波干擾，增加網(wǎng)側(cè)的損耗。同時，工頻變壓
器十分笨重，而且這種連接方式只適用于被測試設(shè)備的輸入為工頻交流電源的情況。因此，
常常在電網(wǎng)與被測設(shè)備之間用獨立的交流電源或者直流電源給被測設(shè)備供電(如圖2所 示)，此時交流電源或直流電源的最大輸出功率必然大于被測試設(shè)備最大輸入功率，因此交 流電源或直流電源的容量要求很高，大大增加了成本。 無論被測試設(shè)備采用何種方式與電網(wǎng)連接，被測試設(shè)備的輸出端都連接到能量回 饋型電子負載上，而電子負載實際上是一個AC/DC或DC/DC變流器，它們將被測試設(shè)備輸出 的能量經(jīng)過變換以后集中到能量收集母線，作為并網(wǎng)逆變器的輸入，通過并網(wǎng)逆變器將能 量回饋到電網(wǎng)，實現(xiàn)能量的回饋。但是并網(wǎng)逆變器控制技術(shù)較為復(fù)雜，同時對電網(wǎng)的可靠性 要求也較高，需要很多保護措施，而且一般為了可靠性，都需要與電網(wǎng)隔離，因此需要工頻 變壓器，體積龐大，效率低。電網(wǎng)本身也對并網(wǎng)設(shè)備有嚴格的控制，包括可靠性評估和相應(yīng) 的保護設(shè)備和措施。 現(xiàn)有實用新型專利(專利名稱AC/DC開關(guān)電源節(jié)能燒機裝置，專利號 ZL200420046920. 9)將能量回饋到被測設(shè)備前的直流母線，但是其輸入側(cè)沒有功率因數(shù)校 正電路，同時方波逆變器會對網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生很高的諧波干擾，嚴重影響電網(wǎng)，需要增加很大的低 頻濾波器，增加了成本和體積。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)， 采用該系統(tǒng)能提高回收能效，并且大大減小對電網(wǎng)的諧波干擾。 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，含被測試設(shè)備，電源測試系統(tǒng)包括PFC功率因數(shù)校正模塊、交流或直流電源模塊、能量 收集模塊和能量回饋模塊；PFC功率因數(shù)校正模塊的輸入端與電網(wǎng)連接； PFC功率因數(shù)校正模塊輸出端的高壓直流母線分別與交流或直流電源模塊的輸入 端和能量回饋模塊的輸出端連接； 交流或直流電源模塊的輸出端與被測試設(shè)備的輸入端連接，能量收集模塊的輸入 端與被測試設(shè)備的輸出端連接，能量收集模塊的輸出端與能量回饋模塊的輸入端連接。 作為本實用新型的輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)的一種改進被測試設(shè)備 為AC/DC電路，交流或直流電源模塊為DC/AC變流器，能量收集模塊為DC/DC變流器，能量 回饋模塊為DC/DC變流器。 作為本實用新型的輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)的另一種改進被測試設(shè) 備為DC/DC電路，交流或直流電源模塊為DC/DC變流器，能量收集模塊為DC/DC變流器，能 量回饋模塊為DC/DC變流器。 作為本實用新型的輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)的另一種改進被測試設(shè) 備為DC/AC電路，交流或直流電源模塊為DC/DC變流器，能量收集模塊為AC/DC變流器，能 量回饋模塊為DC/DC變流器。 作為本實用新型的輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)的另一種改進被測試設(shè) 備為AC/AC電路，交流或直流電源模塊為DC/AC變流器，能量收集模塊為AC/DC變流器，能 量回饋模塊為DC/DC變流器。 本實用新型的輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)若被測試設(shè)備的輸出電壓與 高壓直流母線電壓可比擬，以一級變流器替代能量收集模塊和能量回饋模塊。由于能量回 饋節(jié)點的改變，能量回饋的節(jié)點在PFC功率因數(shù)校正模塊后的高壓直流母線；對于輸入端 是直流的被測試設(shè)備，不需要逆變器；對于輸入端是交流的被測試設(shè)備，系統(tǒng)中的逆變器即 交流或直流電源模塊(對于輸入端是交流的被測試設(shè)備，該模塊具體為交流電源模塊)不 需要并網(wǎng)。同時，能量回饋的路徑縮短，效率提高；高壓直流母線的電壓可通過對PFC功率 因數(shù)校正模塊的設(shè)置進行靈活調(diào)整。當DC/DC電路設(shè)備輸入輸出電壓都較低時，可以采用 低壓AC/DC電路提供電源，而能量收集模塊將能量回饋到被測試設(shè)備的輸入端。當被測試 設(shè)備有多組并聯(lián)時，可以根據(jù)被測試設(shè)備不同的輸入電壓要求選擇交流或直流電源模塊并 聯(lián)，根據(jù)被測試設(shè)備不同的輸出電壓選擇不同的能量收集模塊并聯(lián)，先對能量進行收集再 由DC/DC能量回饋模塊統(tǒng)一對能量進行回饋。 本實用新型屬于一種新的直流側(cè)能量回饋的電源測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)中包含了網(wǎng)側(cè) AC/DC功率因數(shù)校正電路(即PFC功率因數(shù)校正模塊)，產(chǎn)生高壓直流母線，然后通過DC/DC 變流器或DC/AC變流器(即交流或直流電源模塊)產(chǎn)生可調(diào)的交流電壓。而且高壓直流母 線電壓也可通過對AC/DC功率因數(shù)校正電路進行靈活調(diào)整，提高系統(tǒng)效率。 采用本實用新型的輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，可以簡化能量回饋的系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高回收能效，并且大大減小對電網(wǎng)的諧波干擾，降低成本。本實用新型能使能量 回收的效率更高，且不受輸入側(cè)電網(wǎng)電壓的影響。本實用新型適合于AC/DC、DC/DC、DC/AC、 AC/AC等各種不同輸入輸出的開關(guān)電源測試和老化應(yīng)用。本實用新型的主要思路如圖3所 示。 本實用新型的技術(shù)方案主要有以下幾點[0018] 1、本實用新型將電網(wǎng)經(jīng)過AC/DC變換后得到高壓直流母線作為能量回饋的入口， 而不是傳統(tǒng)的能量回饋型電子負載中的電網(wǎng)。 為了提高功率因數(shù)，消除電網(wǎng)的污染，測試用的交流或者直流電源都使用前級PFC 功率因數(shù)校正模塊進行預(yù)調(diào)整。PFC功率因數(shù)校正模塊的輸出高壓直流母線上本身有較大 的電容，因此可以利用它吸收和存儲回饋能量。同時PFC功率因數(shù)校正模塊的后級被測試 設(shè)備也從該高壓直流母線上吸收能量。負載端回饋的能量總是小于后級的被測試設(shè)備從 母線上吸收的能量，不足的能量需要從網(wǎng)側(cè)通過PFC功率因數(shù)校正模塊向高壓直流母線補 充。假定能量回饋的路徑中包含了如圖3所示的交流或直流電源模塊2、被測試設(shè)備3、能量 收集模塊4、能量回饋模塊5四級，若能量回饋時能量回饋路徑中各級的效率為95%，那么 回饋部分的能量占被測設(shè)備吸收能量的81. 45% ;因此PFC功率因數(shù)校正模塊處理的能量 僅需補充后級設(shè)備的損耗，為18. 55% ;若能量回饋時能量回饋路徑中各級的效率為90%， 那么回饋部分的能量占被測設(shè)備吸收能量的65. 61% ;因此PFC功率因數(shù)校正模塊處理的 能量僅需補充后級設(shè)備的損耗，為34. 39% ，如果將能量收集模塊4和能量回饋模塊5用一 級電路實現(xiàn)，能量回饋的效率將進一步提高。相對于傳統(tǒng)的能量回饋測試系統(tǒng)(如圖2所 示)交流或直流電源中的PFC功率因數(shù)校正電路需要處理后級設(shè)備消耗及回饋的全部能 量，因此本實用新型中PFC功率因數(shù)校正模塊1的成本和體積大大減少，可靠性和穩(wěn)定性則 大大提高。 2、本實用新型中將能量回饋到高壓直流母線上，因此回饋能量時只需要DC/DC或
AC/DC變流器(即能量回饋模塊)，而無需并網(wǎng)逆變器，設(shè)計難度大大降低。 若被測試設(shè)備輸出為直流，作為負載用的電力電子變流器可以采用輸入電流和輸
入電壓受控的Boost、Cuk等常規(guī)的變流器，作為電源的恒壓、恒流負載的同時，也可以將被
測設(shè)備的輸出電壓升高，以回饋到直流母線。如果被測設(shè)備的輸出直流電壓較低，可以使用
兩級DC/DC變流器進行升壓，兩級具體的升壓比可根據(jù)實際負載的需要和控制方法進行改
變，以提高能量回饋的效率。如果被測設(shè)備有多路輸出，也可以采用兩級變流器的結(jié)構(gòu)，前
一級由多個獨立的變流器電子負載模塊構(gòu)成，每一模塊可單獨調(diào)節(jié)，不同模塊的輸出進行
集中后再由后級DC/DC變流器將能量回饋。 3、DC/DC變流器將能量回饋到PFC功率因數(shù)校正模塊輸出的高壓直流母線。而PFC 功率因數(shù)校正模塊自身的反饋控制會自動補充在整個能量循環(huán)的回路上所損耗的能量，保 證系統(tǒng)的功率守恒和各級的穩(wěn)定工作。 4、采用合理的控制策略，保證各模塊的連接處，尤其是能量回饋入口處，不同模塊 之間的并聯(lián)、級聯(lián)時不發(fā)生穩(wěn)定性問題，系統(tǒng)可以正常工作。 本實用新型中整個系統(tǒng)包括AC/DC部分(即PFC功率因數(shù)校正模塊)將電網(wǎng)電壓 轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定或者可調(diào)節(jié)的高壓直流，再經(jīng)過DC/DC變流器或DC/AC逆變器(即直流或交流 電源模塊)產(chǎn)生一個直流電源或者交流電源，供給被測試的AC/DC、 DC/DC或者DC/AC、 AC/ AC電源產(chǎn)品。在被測試設(shè)備輸出接DC/DC變流器或AC/DC變流器(即能量收集模塊)作為 電源產(chǎn)品的電子模擬負載，將能量轉(zhuǎn)入能量收集母線，通常它的電壓等級介于被測試設(shè)備 的輸出電壓和高壓直流母線電壓之間，以提高能量回饋的效率。再經(jīng)過第二級的DC/DC變 流器(即能量回饋模塊)將低壓母線的能量轉(zhuǎn)入回收能量的高壓母線，完成能量的回饋。 采用了本實用新型所述的系統(tǒng)，包含了交流電源，可以滿足全球范圍內(nèi)電網(wǎng)電壓的應(yīng)用，而且其中的DC/AC可以實現(xiàn)任意電壓幅值的輸出，不僅可以滿足產(chǎn)品的老化使用， 也可以滿足工程師的調(diào)試使用。 在本實用新型中，能量回饋的節(jié)點位于PFC功率因數(shù)校正模塊輸出端的高壓直流
母線上，并且高壓直流母線靈活可調(diào)，便于提高系統(tǒng)的效率。由于能量回饋在系統(tǒng)內(nèi)部完
成，PFC功率因數(shù)校正模塊只需要從電網(wǎng)吸收在能量循環(huán)回饋的過程中損耗的能量，處理能
量的等級遠小于被測試系統(tǒng)的容量。用作虛擬電子負載的能量收集模塊或?qū)崿F(xiàn)能量收集和
能量回饋兩個模塊功能的一級電路，其輸入電壓和輸入電流受控，可以工作于恒壓、恒流、
恒阻或恒功率等輸入模式，以滿足測試的要求。 本實用新型產(chǎn)生的有益效果包括 1、由于在網(wǎng)側(cè)可以采用功率因數(shù)校正器(即PFC功率因數(shù)校正模塊)，而且容量 小，體積小，所以成本低，對電網(wǎng)干擾大大減小。 2、無需工頻隔離，體積減小，成本降低。 3、采用直流側(cè)能量回收方式，縮短了能量循環(huán)路徑，提高了回饋能效，節(jié)約能源。 4、能量循環(huán)鏈中的逆變器無需并網(wǎng)，設(shè)計簡單，可靠性增加，成本降低。 5、系統(tǒng)中的電源模塊和負載模塊采用模塊化設(shè)計，便于更換和維護，以及系統(tǒng)升 級和變更，降低和運行和維護成本。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的

圖1是采用傳統(tǒng)的能量回饋方 圖2是采用傳統(tǒng)的能量回饋方 圖3是本實用新型的輸出能量 圖4是當圖3中的被測試設(shè)備 圖5是當圖3中的被測試設(shè)備 圖6是當圖3中的被測試設(shè)備 圖7是當圖3中的被測試設(shè)備 圖8是當圖3中的被測試設(shè)備 圖9是當圖3為多個被測設(shè)備
具體實施方式
作進一步詳細說明。 法的能量回饋系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)示意圖； 法的能量回饋系統(tǒng)II的結(jié)構(gòu)示意圖； 直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 為AC/DC電路時的電源測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 為DC/DC電路時的電源測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 為DC/DC電路時的電源測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 為DC/AC電路時的電源測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 為AC/AC電路時的電源測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 并聯(lián)時的電源測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式本實用新型的輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)包含三大部分，分別為供電電 源部分，能量收集部分和能量回饋部分。 供電電源部分包括消除輸入諧波的PFC功率因數(shù)校正模塊1以及給被測試設(shè)備3 供電的交流或直流電源模塊2。能量收集部分包含了能量收集模塊4，作為被測試裝置的模 擬負載。能量回饋部分包括能量回饋模塊5，其將收集起來的能量回收到供電電源部分的高 壓直流母線。 如果與能量收集模塊4輸入相連接的被測試設(shè)備3輸出的電壓等級與能量回饋的 高壓直流母線電壓等級較為接近，則可以將能量收集部分和能量回饋部分整合起來作為一 個部分，即以一級變流器替代能量收集模塊4和能量回饋模塊5。
6[0046] 供電電源部分的PFC功率因數(shù)校正模塊1，其輸入側(cè)與電網(wǎng)10相連接，輸出側(cè)與交 流或直流電源模塊2相連接。PFC功率因數(shù)校正模塊1可以消除諧波，產(chǎn)生一個高壓直流母 線(電網(wǎng)單相輸入一般是400V左右，三相電網(wǎng)輸入則是800V左右)，作為產(chǎn)生直流或者交 流供電的交流或直流電源模塊2輸入側(cè)。 交流或直流電源模塊2的輸入端與PFC功率因數(shù)校正模塊1輸出端的高壓直流母 線相連接；交流或直流電源模塊2的輸出端與被測試設(shè)備3的輸入端相連。交流或直流電 源模塊2的功能是給被測試設(shè)備3供電。其中直流電源采用DC/DC變流器，而交流電源采 用DC/AC變流器。它們的輸出電壓幅值、頻率(僅針對交流電源)等各項參數(shù)均可根據(jù)被 測試設(shè)備的需要加以調(diào)節(jié)。 能量收集部分，即能量收集模塊4可以采用受控的DC/DC變流器或AC/DC變流器 作為被測試設(shè)備3的負載，其輸入端與被測試設(shè)備3的輸出端相連接，輸出與中間能量收集 母線相連接。它可以根據(jù)被測試設(shè)備的需要靈活調(diào)整工作狀態(tài)，如恒流輸入模式和恒壓輸 入模式，以滿足被測設(shè)備的負載特性要求。通過這個模擬負載裝置將被測試設(shè)備3輸出的 能量收集到一個中間母線，這個母線的電壓等級可以根據(jù)被測試設(shè)備3的輸出電壓等級調(diào) 整，使這個中間母線的電壓等級距離被測試設(shè)備3的電壓等級接近，同時也更接近高壓直 流母線的電壓，提高轉(zhuǎn)換的效率。能量收集模塊4將能量收集到中間母線，作為后級能量回 饋裝置的輸入。中間能量收集母線可以作為多個能量收集模塊4的輸出，多個能量收集模 塊4可以為多個被測試設(shè)備3單獨提供模擬的電子負載。它們并聯(lián)后可將能量集中到中間 能量收集母線。 能量回饋部分，即能量回饋模塊5采用受控的DC/DC變流器，對中間能量收集母線 上的電壓進行變換，將收集到中間母線上的能量回饋到高壓直流母線上。如果與能量收集 模塊4輸入相連接的被測試設(shè)備3輸出的電壓等級與能量回饋的高壓直流母線的電壓等級 非常接近，對于單個被測試設(shè)備3的情況，可以合并能量收集部分和能量回饋部分，直接將 能量回饋至高壓直流母線，簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，進一步提高系統(tǒng)的效率。 對于不同類型的被測試電路，供電電源部分、能量收集部分和能量回饋部分可以 選擇不同的模塊，如果被測試設(shè)備有多組并聯(lián)，那么能量收集部分也可以采用多組并聯(lián)，同 被測試設(shè)備實現(xiàn)匹配。 實施例1、一種輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，被測試設(shè)備是AC/DC電路， 其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。 被測試設(shè)備整個系統(tǒng)與其它用電設(shè)備一樣，從電網(wǎng)IO獲得能量。這些能量經(jīng)過 PFC功率因數(shù)校正模塊1將被轉(zhuǎn)換為高壓直流形式，電壓為V"并連接到DC/AC交流電源21。 DC/AC直流電源21將電壓從VH變換為VIN提供給AC/DC被測試設(shè)備31 。 AC/DC被測試設(shè)備 31的輸出電壓為、，連接到作為虛擬電子負載的DC/DC能量收集模塊41， DC/DC能量收集 模塊41將電壓、適當升高后輸入到DC/DC能量回饋模塊51。 DC/DC能量回饋模塊51進 一步將電壓升高至VH后將能量回饋至高壓直流母線。 如果、與VH電壓相差較大或有多個被測試設(shè)備時，均應(yīng)采用兩級結(jié)構(gòu)。如果、與 VH電壓較為接近，也可將DC/DC能量收集模塊41和DC/DC能量回饋模塊51采用一級DC/ DC變換電路加以實現(xiàn)。 PFC功率因數(shù)校正模塊1提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，減小了對電網(wǎng)的諧波污染。
7[0055] 系統(tǒng)從電網(wǎng)10吸收能量循環(huán)中損失能量，即在PFC功率因數(shù)校正模塊1、DC/AC交 流電源21、 AC/DC被測試設(shè)備31、 DC/DC能量收集模塊41和DC/DC能量回饋模塊51中損 失能量；因此PFC功率因數(shù)校正模塊1所需處理的能量遠遠小于AC/DC被測試設(shè)備31的容 量，因此能減少體積和成本，提高了效率、可靠性和穩(wěn)定性。 DC/DC能量收集模塊41從AC/DC被測試設(shè)備31吸收能量，同時DC/DC能量收集模 塊41將能量輸出給DC/DC能量回饋模塊51，以使能量回饋至高壓直流母線即DC/AC交流電 源21的輸入端。 DC/DC能量收集模塊41的工作模式可以選擇，以提供給被測試系統(tǒng)不同的負載特
性滿足測試的需要，例如電阻模式、電壓源模式、電流源模式和恒功率模式等。 給AC/DC被測試設(shè)備31提供電能的電源由PFC功率因數(shù)校正模塊1和DC/AC交
流電源21串聯(lián)而成；PFC功率因數(shù)校正模塊1和DC/AC交流電源21之間是高壓直流母線，
同時也是能量回饋的入口 。 AC/DC被測試設(shè)備31所吸收的功率PIN由DC/AC交流電源21提
供，DC/AC交流電源21則同時通過PFC功率因數(shù)校正模塊1和DC/DC能量回饋模塊51分
別從電網(wǎng)10和DC/DC能量收集模塊41吸收功率PAC和PF。 PFC功率因數(shù)校正模塊1將能量從電網(wǎng)10轉(zhuǎn)移到高壓直流母線上，通常采用的是 Boost電路。對于單相電網(wǎng)輸入VH為400V左右，對于三相電網(wǎng)輸入VH則為800V左右。若 對于高壓直流母線有特殊的要求時，PFC功率因數(shù)校正模塊1應(yīng)加以特殊的考慮。例如要 求高壓直流母線的電壓小于電網(wǎng)交流電壓的峰值時，就應(yīng)該采用Buck-Boost等可以降壓 的拓撲。通常PFC功率因數(shù)校正模塊1的控制電路帶寬很小，與電網(wǎng)電壓的頻率可以比擬， 例如當電網(wǎng)的頻率為50-60Hz時，控制電路的帶寬可以為10-15Hz。 PFC功率因數(shù)校正模塊1減少了電網(wǎng)線電流中的諧波成分，同時由于高壓直流母 線上的電壓VH是穩(wěn)定的，它也減少了電網(wǎng)的波動對系統(tǒng)的影響。DC/AC交流電源21將高壓 直流母線上的電壓VH轉(zhuǎn)換為AC/DC被測試設(shè)備31所需的交流輸入電壓VIN。 DC/DC能量收 集模塊41可以為AC/DC被測試設(shè)備31提供不同的負載特性，同時它和DC/DC能量回饋模 塊51可以將AC/DC被測試設(shè)備31的輸出電壓、轉(zhuǎn)換為適宜回饋到高壓直流母線的電壓。 各個模塊的控制部分將確保PFC功率因數(shù)校正模塊1和DC/DC能量回饋模塊51并聯(lián)后能 夠正常工作。同時系統(tǒng)能通過PFC功率因數(shù)校正模塊1及時補充能量在循環(huán)過程中損失的 部分。 DC/AC交流電源21將高壓直流母線的電壓VH轉(zhuǎn)變?yōu)锳C/DC被測試設(shè)備31所需的 交流電源。它輸出電壓的幅度、頻率都可根據(jù)AC/DC被測試設(shè)備31的需要進行調(diào)節(jié)，增加 了測試的靈活性。 前文中已經(jīng)提到使用的是AC/DC被測試設(shè)備31 (即AC/DC開關(guān)電源)，它的輸入連 接到DC/AC交流電源21的輸出，它的輸出連接到作為模擬電子負載用的DC/DC能量收集模 塊41。當然被測試設(shè)備也可是多組設(shè)備并聯(lián)，在下文中將提到這種情況。DC/DC能量收集 模塊41的瞬態(tài)響應(yīng)時間很短，以便能迅速的調(diào)節(jié)它的輸入電壓和電流，滿足AC/DC被測試 設(shè)備31所需的負載特性。DC/DC能量收集模塊41的輸出連接到DC/DC能量回饋模塊51。 DC/DC能量回饋模塊51將能量回饋到高壓直流母線。DC/DC能量回饋模塊51的控制在設(shè) 計時應(yīng)該特別注意，它對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定工作十分重要。 系統(tǒng)從電網(wǎng)10吸收的能量P^只需要補充能量在循環(huán)回饋的過程中在各級的損耗即可，因此P^相對AC/DC被測試設(shè)備31的功率小了很多。具體的數(shù)量由組成系統(tǒng)的各級 效率決定，各級的效率越高，能量回饋的路徑越短，則從電網(wǎng)10吸收的功率相對被測試系 統(tǒng)的功率比例越小。由于均采用開關(guān)電源，無需工頻變壓器，因此系統(tǒng)的體積和重量得到了 很好的控制。 相對傳統(tǒng)的能量回饋測試系統(tǒng)，本實用新型中的逆變器即DC/AC交流電源21無需 并網(wǎng)，簡化了逆變器的設(shè)計，工作可靠性和穩(wěn)定性而到了提升。 實施例2、一種輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，被測試設(shè)備是DC/DC電路， 其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。 從圖5中可以看出，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與被測試設(shè)備是AC/DC電路(實施例1所示)時 非常相似，只是以DC/DC直流電源22替代了 DC/AC交流電源21、以DC/DC被測試設(shè)備32替 代了 AC/DC被測試設(shè)備31，其余均同實施例1。因此系統(tǒng)的其它部分功能保持不變。 DC/DC直流電源22采用帶寬較大的控制電路(例如1kHz)，將高壓直流母線上的 直流電壓VH轉(zhuǎn)化為DC/DC被測試設(shè)備32所需的直流電壓，其幅值根據(jù)DC/DC被測試設(shè)備 32的需要進行調(diào)節(jié)，滿足測試的要求。 由于DC/DC被測試設(shè)備32是DC/DC電路，因此能量回饋時，不僅可以將能量回饋 到高壓直流母線(如實施例2所示)，還可以將能量回饋到DC/DC被測試設(shè)備32的輸入端 (如實施例3所示)。 實施例3、一種輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，被測試設(shè)備是DC/DC電路， 其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6所示。 降壓變壓器的輸入端與電網(wǎng)10相連，降壓變壓器的輸出端與低壓PFC功率因數(shù)校 正模塊11的輸入端相連，低壓PFC功率因數(shù)校正模塊11的輸出端與DC/DC被測試設(shè)備32 的輸入端相連，DC/DC被測試設(shè)備32的輸出端與DC/DC能量收集及回饋模塊61的輸入端 相連，DC/DC能量收集及回饋模塊61的輸出端與低壓PFC功率因數(shù)校正模塊11的輸出端 相連。 由于在實際系統(tǒng)中，回饋能量的入口由高壓直流母線電壓、DC/DC被測試設(shè)備32 的輸入電壓、DC/DC被測試設(shè)備32的輸出電壓的電壓等級決定，在回饋時應(yīng)優(yōu)先考慮將能 量回饋到與DC/DC被測試設(shè)備32輸出電壓等級更為接近的母線上。特別的，對于DC/DC被 測試設(shè)備32輸入電壓與輸出電壓都較低時，可以先對工頻交流電壓降壓，再進行AC/DC變 換為DC/DC被測試設(shè)備32所需的直流電壓，在能量回饋時直接通過一級DC/DC變流器(即 DC/DC能量收集及回饋模塊61)將能量回饋到DC/DC被測試設(shè)備32的輸入端。這可以進一 步縮短能量回饋的路徑，提高系統(tǒng)的效率。 相對傳統(tǒng)的能量回饋測試系統(tǒng)，本實用新型無需采用DC/AC并網(wǎng)逆變器，控制簡 單，工作可靠性和穩(wěn)定性大大增強。 實施例4、一種輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，被測試設(shè)備是DC/AC電路， 其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7所示。 從圖7中可以看出，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與被測試設(shè)備是DC/DC電路時(如實施例2所示) 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相似。它們的區(qū)別在于被測試設(shè)備后所接的模擬電子負載。當被測試設(shè)備是DC/ DC被測試設(shè)備32時，其后連接的是DC/DC能量收集模塊41 (DC/DC變流器)以滿足測試的 需要；如實施例2所示。在本實施例中，由于被測試設(shè)備是DC/AC被測試設(shè)備33，因此其后連接的應(yīng)該是AC/DC能量收集模塊42以滿足測試的需要。 當然，如果DC/AC被測試設(shè)備33的交流輸出能夠方便的轉(zhuǎn)換到高壓直流母線上，那么將AC/DC能量收集模塊42和DC/DC能量回饋模塊51合并，以一級AC/DC變流器完成兩級的功能也是允許的。 AC/DC能量收集模塊42的工作模式可以選擇，以提供給DC/AC被測試設(shè)備33不同的負載特性滿足測試的需要，例如電阻模式、電壓源模式、電流源模式和恒功率模式等。[0077] 相對傳統(tǒng)的能量回饋測試系統(tǒng)，本實用新型無需采用DC/AC并網(wǎng)逆變器，控制簡單，工作可靠性和穩(wěn)定性大大增強。 實施例5、一種輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，被測試設(shè)備是AC/AC電路，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示。 供電電源的部分與被測試設(shè)備是AC/DC電路(如實施例l所示)時一致，采用DC/AC交流電源21。而能量的收集和回饋部分與被測試設(shè)備是DC/AC電路(如實施例4所示)時一致，采用AC/DC能量收集模塊42。 相對傳統(tǒng)的能量回饋測試系統(tǒng)，本實用新型中的DC/AC逆變器即DC/AC交流電源21無需并網(wǎng)，簡化了逆變器的設(shè)計，工作可靠性和穩(wěn)定性而到了提升。 實施例6，一種輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，被測試設(shè)備是多組并聯(lián)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖9所示。 對于不同類型的負載，分別使用不同的供電電源和能量收集模塊進行匹配。與被測試設(shè)備為單個負載不同的是，此時能量的收集和回饋必需采用兩級電路(即必須使用相應(yīng)的能量收集模塊和能量回饋模塊)加以實現(xiàn)，能量的收集即電子負載的部分也采用多組并聯(lián)并且可以單獨調(diào)節(jié)，能量的收集完成后統(tǒng)一由能量回饋部分將能量回饋到高壓直流母線。當系統(tǒng)中的模塊有多組并聯(lián)工作的情況時，應(yīng)特別注意系統(tǒng)的穩(wěn)定性。[0083] 最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的若干個具體實施例。顯然，本實用新型不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實用新型公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是本實用新型的保護范圍。
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權(quán)利要求一種輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，含被測試設(shè)備(3)，其特征是電源測試系統(tǒng)包括PFC功率因數(shù)校正模塊(1)、交流或直流電源模塊(2)、能量收集模塊(4)和能量回饋模塊(5)；所述PFC功率因數(shù)校正模塊(1)的輸入端與電網(wǎng)(10)連接；PFC功率因數(shù)校正模塊(1)輸出端的高壓直流母線分別與交流或直流電源模塊(2)的輸入端和能量回饋模塊(5)的輸出端連接；交流或直流電源模塊(2)的輸出端與被測試設(shè)備(3)的輸入端連接，能量收集模塊(4)的輸入端與被測試設(shè)備(3)的輸出端連接，能量收集模塊(4)的輸出端與能量回饋模塊(5)的輸入端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，其特征是被測試設(shè) 備(3)為AC/DC電路，交流或直流電源模塊(2)為DC/AC變流器，能量收集模塊(4)為DC/ DC變流器，能量回饋模塊(5)為DC/DC變流器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，其特征是被測試設(shè) 備(3)為DC/DC電路，交流或直流電源模塊(2)為DC/DC變流器，能量收集模塊(4)為DC/ DC變流器，能量回饋模塊(5)為DC/DC變流器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，其特征是被測試設(shè) 備(3)為DC/AC電路，交流或直流電源模塊(2)為DC/DC變流器，能量收集模塊(4)為AC/ DC變流器，能量回饋模塊(5)為DC/DC變流器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，其特征是被測試設(shè) 備(3)為AC/AC電路，交流或直流電源模塊(2)為DC/AC變流器，能量收集模塊(4)為AC/ DC變流器，能量回饋模塊(5)為DC/DC變流器。
專利摘要本實用新型公開了一種輸出能量直流側(cè)回饋的電源測試系統(tǒng)，含被測試設(shè)備(3)，電源測試系統(tǒng)包括PFC功率因數(shù)校正模塊(1)、交流或直流電源模塊(2)、能量收集模塊(4)和能量回饋模塊(5)；PFC功率因數(shù)校正模塊(1)輸出端的高壓直流母線分別與交流或直流電源模塊(2)的輸入端和能量回饋模塊(5)的輸出端連接；交流或直流電源模塊(2)的輸出端與被測試設(shè)備(3)的輸入端連接，能量收集模塊(4)的輸入端與被測試設(shè)備(3)的輸出端連接，能量收集模塊(4)的輸出端與能量回饋模塊(5)的輸入端連接。采用該系統(tǒng)能提高回收能效，并且大大減小對電網(wǎng)的諧波干擾。
文檔編號G01R31/40GK201508410SQ20092018978
公開日2010年6月16日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者吳新科, 張軍明, 胡晨 申請人:浙江大學