基于运放芯片 OP07实现的简易直流电子负载

所谓负载是指用来使用或消耗电源供应器输出的电能量的装置,根据其具体在电路中的表现形式,负载一般可分为阻性负载、容性负载、感性负载和混合性负载.为了模拟各种负载的真实工作情况,在实验中我们通常直接采用采用将电阻、电容、电感等器件或它们的串并联组合的方式进行模拟.电子负载是利用电子元件吸收电能并将其消耗的一种负载.电子元件一般为功率场效应管或功率半导体器件.由于采用了功率半导体器件替代电阻等作为电能消耗的载体,使得负载的调节和控制易于实现,从而能达到很高的调节精度和稳定性.同时通过灵活多样的调节和控制方法.本文就结合实际,对直流电子负载的原理和实现方法加以介绍.     

一种基于单片机的高压小电流电子负载

电子负载是一种通过吸收电流而作为被测元件的输出负载的设备,大量用于DC/DC变换器等电子元器件的测试测量过程中。通过控制内部功率MOSFET或者晶体管的导通量（占空比大小）,靠功率管的耗散功耗消耗电能,达到对被测的电子元器件施加等效额定负载的目的。电子负载能够准确检测出负载电流,并精确调整负载电流的大小。本文重点讨论了被测电子元器件输出高压、带载电流为小电流的情况下,基于单片机的电子负载的相关问题。在本文中,电子负载的主要回路采用负反馈环路控制,功率MSOFET采用N沟道增强型MOSFET。通过嵌入式系统和单片机,实现了对功率MSOFET导通量的精确控制,从而达到了精确控制带载电流的目的。     

基于滞环SVPWM控制的航空电子负载研究

本文提出了航空交流电子负载的拓扑结构和总体控制策略,研究了滞环空间电压矢量控制在电子负载中的实现方法。该方法将滞环与SVPWM控制相结合,通过空间电压矢量的适时切换,使电流误差被限制在一个给定的滞环内,从而获得对电流的高品质控制。该方案提高了电压利用率,同时能够实现对电流的精确跟踪控制,仿真结果表明其动态性能良好,所设计的电子负载符合航空电源测试标准。     

应用于电源测试的非线性电子负载设计

交流电源进行稳态性能测试时,通常采用电阻及整流桥等搭建非线性负载,但存在参数调节不便、自动化程度低等缺点。设计了一种负载参数可以灵活调节的非线性电子负载。通过分析国标GB/T7260.3-2003规定的基准非线性负载的电压和电流关系,提出了一种生成非线性负载目标电流的数值算法。采用数字滞环电流控制技术,使电子负载对被测试电源呈现出设定的非线性阻抗特性,并通过脉宽调制方法实现了等效输出功率的调节。搭建了基于STM32F103控制器的1.5 k VA实验样机,实验结果验证了方案的可行性与正确性。     

浅析能馈型交流电子负载的设计应用

本文研究了一种带能量回馈功能的交流电子负载,既能精确控制被试电源放电电流又能将被试电源释放的能量无污染地回馈到电网上,实现了能源的再生利用.     

电机节能控制器的设计

三相交流电动机的负载功率偏低时,电机运行功率因数也较低,适当调节电动机端电压,可以提高功率因数而降低能耗实现节能.本文介绍一种以89C51单片机实现的功率因数控制装置,通过可控硅调压来调节功率因数实现节能,同时该装置还有软启动和多种电机保护功能.实验表明,该装置对经常处于轻载或变负载情况下的电机能取得较好节能效果.     

同步电动机功率因数补偿模型的建立

针对鞍钢集团大孤山选矿厂车间同步电动机与异步电动机并列运行的特点,研究采用同步电动机过励运行状态补偿母线上无功的方法.推导并建立了同步电动机的补偿模型,并用软件实现了此补偿思想.只要输入期望达到的功率因数值,就可以算出由几台同步电动机参与补偿,并能给出参与补偿电动机的励磁电流值,通过实验验证,根据此模型计算出的励磁电流值对现有励磁装置进行调节,测得被补偿母线上的功率因数与输入期望值近似相等,误差小于0.01.     

一种电子负载模拟器方案设计

为了更加便捷的开展航天器各项大型试验和测试工作，研制了一种电子负载模拟器。电子负载模拟器能够模拟航天器电气系统的压力传感器、电磁阀、自锁阀、温度传感器、火工品等负载的电压和电流信号特性，并完成负载电压的采集和负载通电时间的统计，同时将所有功能模块集成到一个标准机箱中，所有电气信号接口通过若干接插件汇总对外进行连接，各功能模块通过上位机软件进行通信和控制。电子负载模拟器参与了某型号航天器的模飞测试工作，测试数据准确无误且性能稳定，既验证了上游驱动电路的电气匹配特性，又节省了梳理负载电缆和插拔接插件的繁琐性，同时也降低了人员频繁插拔接插件的出错概率。     

基于LCL滤波器的交流电子负载设计与仿真

研究航空发电机的地面测试系统优化问题,针对航空交流发电机地面测试中电流和频率变化范围宽的特点,影响跟踪性能.为保证负载系统同时具有较好的纹波抑制特性和基准跟随特性,设计了一种交流电子负载系统.主电路采用单相全桥AC/DC整流电路和简单耗能电路相结合的结构,并利用LCL滤波器代替传统的L滤波器作为功率滤波电路,使高频谐波分量大大减小.控制部分以建立的数学模型为基础,采用伪微分反馈控制和最优控制对控制系统结构和系统参数进行设计,保证了系统的稳定性和鲁棒性.通过与输入电压前馈控制相结合,系统能以较高的精度对输入电流进行控制.利用PSIM仿真软件平台对10kW的交流电子负载进行了仿真研究.结果表明,在电流和频率变化较大的情况下,系统不但可以正常工作,系统纹波小精度高,为优化设计提供了参考.     

变频供电的高功率因数整流器研制

为解决多电飞机变频供电体制下的负载恒频供电问题,研制了一款SVPWM整流器.首先对三相半桥电压型整流器(以下简称VSR)进行数学建模,然后给出一种SVPWM的简化算法.以TMS320F2812为控制核心搭建整流器的原理样机,分别在不同频率的网侧交流输入下实验,结果显示整流器输出能够很好地跟踪给定值并且保持稳定,网侧输入电流实现正弦化并且与输入电压保持同相位,实现了高功率因数整流.     

一种高精度恒流源直流电子负载研究

直流电子负载是一种替代传统耗散型电阻的可调电子电路装置,在直流电源性能测试和蓄电池放电测试中具有较为广泛的用途.基于Boost升压拓扑设计实现了一种直流电子负载,通过PWM数字控制技术完成了对输入端口的恒流控制.研制了一台小功率实验样机,验证了恒流控制功能,测试结果表明该方案相对于传统方案精度高、稳态误差小、功率可扩展性强.     

导弹地面能源测试系统

介绍了通过使用GPIB接口连接电子负载、计算机及程控稳压电源，与自行研制的测试平台、接口工装及其他设备相结合，组成了能实现电控、激活、放电、采样、处理、显示、存储自动化的导弹地面能源测试系统。该系统具有布局合理、设计先进、操作方便、测试精度高、运行稳定、可扩展等优点，为实现测试自动化提供了一种可行的方案。     

基于先进技术多路输出电源研究与设计

设计制作了一款具有可调和固定输出多路直流线性稳压电源,详细介绍了设计原理、过程、测试仪器、测试方法和测试参数.经测试和应用,该电源具有输出精度高、稳定性高、适应性强、带负载能力强,能广泛用于电子类设备,也是高校电子类实验室科研、实践教学和电子设计竞赛理想电源.     

直流节能回馈型电子负载的设计与实现

设计实现了一个由MC9S08AW60单片机控制的输出可调的高效直流节能回馈型电子负载。介绍了Boost升压电路与电流型PWM控制器相结合的控制方法、单片机最小系统及上位机显示设定界面。实验结果表明,该设计实现了将3～35V范围内的电压升压到36～58V范围内并回馈到直流电源的输入端,且实现了对节能老化实验电源老化电流的精确控制,达到了经济、环保、节能、高效的目的,具有广阔的实用价值。     

一种反激式双输出DC/DC变换器的设计与实现

针对市场上DC/DC开关电源高压输出时,输出电压纹波较大问题,介绍了一种±50 V双输出DC/DC开关电源的设计方法及测试结果。该电路采用电流控制型PWM控制芯片,工作于反激模式。输入输出通过光耦实现隔离。该DC/DC变换器具有带负载能力强、纹波低、输出电压高等特点,可为电子设备提供稳定的供电电压。     

磁谐振无线电能传输负载自适应阻抗匹配研究

针对磁谐振无线电能传输(MR-WPT)系统的负载改变时,现有阻抗匹配方法不能自动调节负载阻抗,导致系统电能传输效率降低的问题,提出了一种MR-WPT系统负载自适应阻抗匹配方法。为利用高频化提高MR-WPT系统的电能传输效率,选用E类功率放大器作为高频逆变电路。在磁谐振装置和负载之间加入DC/DC变换器,当负载阻抗变化时,通过调节DC/DC变换器的占空比将负载电阻变换到最大效率传输电阻,从而确保MR-WPT系统始终以最大效率工作。仿真和实验结果表明:所提出的阻抗匹配方法切实可行,能够优化MR-WPT系统的传输效率,输出功率为3.5 W时,传输效率达35%。     

DC/DC开关电源模块并联供电系统均流控制研究

介绍了由两个DC/DC开关电源模块并联构成的供电系统电路结构和工作原理。该系统采用ARM芯片STM32为主控芯片产生驱动功率开关器件MOSFET的PWM脉冲[1],对供电系统的输出电压和各个模块的输出电流均实现了全数字闭环PI控制。系统输出电压稳定,能实现两个模块电流的比例分配,同时具有输出负载短路及延时恢复功能。仿真和实验结果验证了控制技术的正确性和可行性。     

Design of a non-inverting synchronous buck-boost DC/DC power converter with moderate power level

This paper presents the design of a non-inverting synchronous buck-boost DC/DC power converter with moderate power level for a solar power management system. The buck-boost requirement arises from the rapid changes in the atmospheric condition or the sunlight incident angle. The system mainly consists of the non-inverting synchronous buck-boost DC/DC power converter, MOSFET drivers, anti-cross conduction logic circuitry, feedback compensator, and PWM regulator. The system is capable of converting the supply voltage source to higher and lower voltages to the load terminal with voltage polarity unchanged. The voltage at the load terminal is controlled by continuously adjusting the duty cycle of the PWM regulator. Application of the buck-boost converter in battery management system design is also addressed.     

基于DDC的直流微电网接入技术研究

以直流配电中心(DC Distribution Center,DDC)为核心构建的柔性互联配电网能够实现多回馈线闭环运行,对提升配网可靠性运行水平和对新能源的消纳能力具有重要意义。文中基于DDC重点研究了以DAB为核心的直流微网接入技术。首先分析了DAB的基本结构和工作原理,并设计了相应的控制策略;然后对含有光伏、直流负载的简单直流微网及相关模型进行介绍;最后利用PSCAD/MTDC搭建了四端交直流柔性互联配电系统,验证通过DAB实现直流微网与DDC互联的技术可行性。结果证明直流配电中心系统能够稳定运行,直流变压器能够满足直流微网接入的技术需求;在稳态及受到扰动时,系统能够维持稳定运行,直流负荷供电不受影响。     

一种全桥逆变式电子束焊机高压电源

介绍了一种全桥逆变式电子束焊机高压电源的工作原理和控制电路。采用了直流斩波和全桥逆变技术,以IGBT为直流斩波元件、IPM模块为全桥逆变元件实现了高压电源的高效小型化。控制系统采用了AVR单片机、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、A/D模块等芯片组成的电路实现了电源的自动调节、断电保护及软启动功能。电源的各项性能指标都达到了预期的设计目标,技术性能满足焊接工艺的需要。