[发明专利]一种模拟蓄电池直流电源

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种模拟蓄电池直流电源，特别涉及一种电动汽车、混合动力汽车电机试验用及其电机控制器用的大功率直流电源。

 

背景技术

为了实现对电动汽车、混合动力汽车性能的全方位把握，往往需要对这类汽车电机空载转矩和电流、堵转转矩和堵转电流、电机控制器的过压欠压情况下的工作能力、电机转速-转矩特性曲线、最高工作转速、电压波动、短时过电压、过载能力和峰值功率、再生能量回馈以及耐久性进行测试，通过对以上项目的测试来获得对汽车性能产生影响的主要参数，以及影响系统控制方面的主要因素。

为了完成上述项目的测试，需要开发电动汽车、混合动力汽车电机及其控制器使用的直流电源系统，来模拟大功率蓄电池。模拟蓄电池的直流电源系统主要分为电源和馈电负载两大部分。电源部分采用动力电经隔离变压器，再通过高压整流电路得到。馈电负载部分根据反馈过来的主回路上电流的大小而适时调节主回路上的馈电负载的大小，使输出电压稳定。

在模拟蓄电池的直流电源中，馈电负载部分的工作能力是一个重要指标。一般直接影响到这种直流电源的寿命，尤其是在大功率电源中馈电负载的工作能力更能突显这种工作性能。

目前，国内外模拟蓄电池的直流电源大部分采用PWM脉宽调制的控制方式来实现馈电控制。就是将回路中的电流信号输入到MCU（微控制单元），通过软件进行精密计算，然后MCU（微控制单元）输出PWM来驱动负载的IGBT（绝缘栅双极型晶体管），由IGBT来改变负载的大小，这样就形成一个闭环控制，能准确的模拟蓄电池的整个过程。然而这种方式存在一些不足：比如一些需长期频繁开关的器件（IGBT），要求其开关次数相当多，在这种情况下不但大大缩短了器件的使用寿命，而且由于器件要求过高而造成设备成本增加，特别要模拟大功率蓄电池更是非常困难。另外，现有技术对馈电负载部分的设计主要是通过单片机进行控制，具体就是通过AD芯片进行采样，然后通过I/O口将数据输送到单片机用程序控制。这种方法虽然能实现对馈电负载进行自动处理的功能，但其干扰较大，反馈时间较长。因为软件控制需要一定的通信时间，传到单片机进行处理需要的时间较长，导致系统响应速度受到影响。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种能够快速调节反馈负载、对开关器件要求低、能有效延长电源设备使用寿命的模拟蓄电池直流电源。

本发明的技术方案是这样实现的：一种模拟蓄电池直流电源，包括电源变换器、主回路电流检测装置、馈电负载控制器和馈电负载，所述电源变换器将交流电整形之后输出直流电，主回路电流检测装置设置在主回路上用于测量主回路电流大小并将得到的电压信号输入馈电负载控制器，馈电负载并联在主回路上，馈电负载控制器根据反馈电压大小来调节馈电负载的大小；其特征在于：所述馈电负载控制器包括依次连接的信号放大电路、信号处理电路和信号输出驱动电路；所述信号放大电路为差分双模放大电路，用于将主回路电流检测装置输出信号整形放大；所述信号处理电路由若干个光柱驱动器串联而成，每一个光柱驱动器的输出端口通过信号输出驱动电路与馈电负载连接。

进一步，所述馈电负载包括IGBT驱动电路和电子负载，IGBT驱动电路与信号输出驱动电路连接。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

本发明通过检测主回路的电流值来响应馈电负载的通断，当回路电流变大，系统自动加载；当回路电流变小，系统自动卸载。并利用电子负载模拟蓄电池吸收能量，整流电路模拟蓄电池释放能量，从而模拟出蓄电池直流电源。本模拟蓄电池改进的硬件驱动电子负载系统，利用硬件进行控制，具有比软件控制更快的反应速度，有效地改善了软件控制中由反馈造成的时间上的滞后，因此提高了电子负载的响应速度，降低了对IGBT等开关器件工作能力的要求，延长了设备使用寿命，在成本和效率方面较现有技术都有较高成就。而本发明选用LM3914光柱驱动芯片以及IGBT能够对电压自动进行分流处理，解决了硬件控制难题。

 

附图说明

图1为本发明的原理方框图。

图2是主回路电流检测装置、馈电负载控制器和馈电负载的连接关系图。

图3为本发明一种馈电负载控制器的整形电路和输出电路图。

 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。