[发明专利]一种提升电源输出快速变化特性的装置与调节方法

说明书

本发明公开了一种提升电源输出快速变化特性的装置与调节方法，所述电压切换装置接在大功率直流源和被测对象之间；所述旁路继电器K1与降压支路串联后一端接大功率直流源的正极，另一端接串联的电阻R4和继电器K6的一端，串联的电阻R4和继电器K6的另一端接大功率直流源；所述总继电器K2与串联的旁路继电器K1和降压支路两端并联；所述串联的电阻R4和继电器K6的两端与被测对象的正负极连接；旁路继电器K1闭合时，大功率直流源与被测对象连接；旁路继电器K1断开，总继电器K2闭合时，大功率直流源通过降压支路与被测对象连接。本发明通过设置电压切换装置，实现了常规大功功率电源也能满足被测对象输入端电压快速变换。

技术领域

本发明涉及电压快速变换技术领域，具体为一种提升电源输出快速变化特性的装置与调节方法。

背景技术

随着技术的发展，目前对于新能源控制器的测试提出更高的要求。在测试过程中需要模拟控制器的负载突然切出的情况，在正常的电力电子变换技术条件下，负载突然切出，会导致源端的电压迅速上升。根据标准，控制器在瞬间切出负载时，输入端的电压上升速度须达到250V/ms以上。控制器输入端设计有400uF以上的电容，在电压突变情况下，瞬间需要产生上百千瓦功率作为支撑。在实验室进行测试时，需要通过直流测试电源提供速率为250V/ms的电压变换，才能模拟控制器切载的实验。然而当前常规的测试电源均难以满足此要求。

直流测试电源分为大功率电源与小功率电源，按照功率等级区分的话，一般行业内普遍认为单机40kW以上为大功率测试电源，单机40kW以下为小功率测试电源。不同类型的测试电源在拓扑架构上也存在较大的差异，大功率直流测试电源主要采用两级架构，通过选择不同类型的IGBT模块实现主功率的变换。因为开关器件的特点，主要以大电流为主，其开关频率主要在10kHz以下，这使得大功率测试电源普遍的开关频率在5-10kHz。

双向直流斩波电路是大功率直流测试电源的重要变换单元，通常采用的拓扑形式有单路BUCK电路，多路交错BUCK电路及三电平BUCK电路等，对于多路交错BUCK电路，通过交错控制的方式，实现了纹波降低，输出响应速度提升的目的，但是局限于实际开关频率仅为10kHz以内，目前达到50V/ms的电压变换速率已经是很高水平。且由于成本与控制复杂度的原因，并不能无限制的增加交错的路数。

由于大功率测试电源在常规设计上均很难满足此类控制器的测试需求，特殊设计又不满足对于成本的要求，开发一种独立与电源之前的切换装置，能够使用较低成本的设计方案实现控制器输入端电压的快速变换，解决控制器负载切出实验的测试问题显得更有意义与价值。

公开号为CN112234624A的发明专利申请公开了一种有源电压质量控制器主旁路快速切换的方法。该申请通过主旁路的设置，通过反向并联的晶闸管在主路与旁路切换过程中作为桥接，实现了装置在主路与旁路切换过程中可以为后级用户提供稳定的供电，实现不断电切换。但该申请仍未解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：解决大功率测试电源的输出电压变化速率无法满足控制器测试需求的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种提升电源输出快速变化特性的装置包括电压切换装置，所述电压切换装置接在大功率直流源和被测对象之间；

所述电压切换装置包括降压支路、电阻R4、旁路继电器K1、总继电器K2和继电器K6；

所述旁路继电器K1与降压支路串联后一端接大功率直流源的正极，另一端接串联的电阻R4和继电器K6的一端，串联的电阻R4和继电器K6的另一端接大功率直流源；

所述总继电器K2与串联的旁路继电器K1和降压支路两端并联；所述串联的电阻R4和继电器K6的两端与被测对象的正负极连接；

旁路继电器K1闭合时，大功率直流源与被测对象连接；