用于测试直流电源的能量回馈系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于测试直流电源的能量回馈系统和方法。该能量回馈系统，包括一个或并联连接的多个能量回馈电路，每个能量回馈电路包括直流到直流转换模块和肖特基二极管。直流到直流转换模块被配置为将从该待测直流电源接收的具有第一电压的直流电力转换为具有第二电压的直流电力，其具有低电压输入端、高电压输入端、低电压输出端和高电压输出端。高电压输入端连接到待测直流电源的高电压输出端，低电压输入端与待测直流电源的低电压输出端共同接地，并且低电压输出端连接到该高电压输入端。肖特基二极管的正极连接到该直流到直流转换模块的高电压输出端，并且其负极连接到该待测直流电源的高电压输入端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测试直流电源，更具体地涉及用于测试直流电源的能量回馈系统和方法。
技术介绍
现代电力电子装置，特别是开关电源的测试和验证过程中需要对产品，例如电源，进行负载和老化测试，以检验产品的带载稳定性和可靠性。传统的测试方式是，将功率电阻器件或普通电子负载长时间连接到待测电源，以进行测试。然而，这种测试方式的最终输出都转化为无意义的热量，白白消耗在周围环境中。因此，这种测试方式存在设备投资大、能耗大、环境适应性差等缺点。对于此测试方式的一种改进方式是直流功率回馈方案，这种方案主要用于进行直流电源的老化测试。当前实际应用的直流电源老化测试能量回馈系统，通常需要将直流电源的输出功率通过直流-交流逆变器转换为交流电输出反馈回电网。这些现有技术的电路特征均包括逆变电路实现能量的反馈，并且测试功率的大部分流经整个功率回路，包括系统电源(通常为AC-DC电源)、待测电源(通常为DC-DC电源)、和逆变电源(DC-AC电源)。例如，假定待测直流电源的效率为90％，系统电源效率为88％，逆变电源的效率为85％。如果需要考察待测直流电源的带500W负载的稳定性，则系统电源需要提供约555W的直流功率输出。系统电源需要从电网获得约630W的交流功率输入。逆变电源最终将约500W的直流功率转换为约425W的交流功率回馈电网。因此，整个回路的能量回馈效率为425/630＝67.5％，总的回路损耗为205W。测试功率与纯交流输入功率比为：500/205＝2.44。此外，每个功率环节的转换
容量都需要按照待测电源所需考察的最大负载功率来选择。近年来其它一些新型的直流电源老化测试能量回馈系统采取了将能量从待测直流电源输出端向待测直流电源输入端的直接回馈，整体效率得到了较大幅度的提升。这些方案依赖于特别的电路拓扑和特殊的控制方法，例如一些技术使用了Boost电路拓扑(磁性元件储能释放)和电流环直接控制，受给定电路基准信号的调制。采取此种方法的系统通常仅用于输入电压高于输出电压的待测电源的老化测试。此外，因为涉及磁性元件储能释放，Boost拓扑也限制了单路回馈能量的上限，一般Boost电路的传输功率在200W以内。因此，需要一种新颖的直流电源测试用能量回馈系统和方法。
技术实现思路
本专利技术提出了一种新颖的用于测试直流电源的能量回馈系统和方法。根据一个方面，提供了一种用于对待测直流电源进行测试的能量回馈系统，包括：一个或并联连接的多个能量回馈电路，每个能量回馈电路包括：直流到直流转换模块，其被配置为将从该待测直流电源接收的具有第一电压的直流电力转换为具有第二电压的直流电力，该直流到直流转换模块具有低电压输入端、高电压输入端、低电压输出端和高电压输出端，其中该高电压输入端连接到待测直流电源的高电压输出端，该低电压输入端与待测直流电源的低电压输出端共同接地，并且该低电压输出端连接到该高电压输入端，并且其中该高电压输入端与低电压输入端之间的电压被定义为所述第一电压，该高电压输出端和低电压输出端之间的电压被定义为所述第二电压；和肖特基二极管，其正极连接到该直流到直流转换模块的高电压输出端，并且其负极连接到该待测直流电源的高电压输入端。根据另一个方面，提供了一种用于对待测直流电源进行测试的方法，包括：利用一个或并联连接的多个直流到直流转换模块将从该待测直流电源接收的具有第一电压的直流电力转换为具有第二电压的
直流电力，其中每个直流到直流转换模块具有低电压输入端、高电压输入端、低电压输出端和高电压输出端，其中该高电压输入端连接到待测直流电源的高电压输出端，该低电压输入端与待测直流电源的低电压输出端共同接地，并且该低电压输出端连接到该高电压输入端，并且其中该高电压输入端与低电压输入端之间的电压被定义为所述第一电压，该高电压输出端和低电压输出端之间的电压被定义为所述第二电压；以及利用与每个直流到直流转换模块对应的肖特基二极管将从该直流到直流转换模块输出的电力反馈到该待测直流电源的输入端，其中该肖特基二极管的正极连接到该直流到直流转换模块的高电压输出端，并且其负极连接到该待测直流电源的高电压输入端。附图说明下面通过参考附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在附图中：图1是示出了根据本专利技术的一个实施例的能量回馈系统的图；图2是示出了根据本专利技术的一个实施例的一个能量回馈电路通道的图；图3是示出了图1的肖特基二极管的V/I特性曲线图；以及图4是示出了根据本专利技术的一个实施例的方法的流程图。具体实施方式以下参考附图利用示例描述本专利技术的实施例。根据实施例的部件和相应位置关系应当根据应用本专利技术的实施例的装置的配置和各种条件而适当地变化。换句话说，以下实施例不预期限制本专利技术的实施例的范围。参考图1，示出了根据本专利技术的一个实施例的能量回馈系统的图。根据本专利技术的一个实施例的一个或并联连接的多个能量回馈电路通道1,2……N(N≥1)连接在待测直流-直流电源10与系统交流-直流电源11之间。每个能量回馈电路可以包括直流到直流转换模块12和肖特基二
极管13。直流到直流转换模块12被配置为将从该待测直流电源接收的具有电压V1(例如，约28V)的直流电力转换为具有电压V2(例如，约20V)的直流电力。直流到直流转换模块12可以是能实现此类直流电压转换功能的任何模块，优选地是隔离的全桥拓扑结构，例如Emerson AGF600-24S28-6 TRN，或者Acbel MV24-28-600-B等。所谓隔离是指输入端与输出端在电路上不是直接联通的，使用隔离变压器通过电磁变换方式进行能量传递，输入端和输出端之间是电气隔离的。全桥的基本原理是指隔离变压器原边绕组两端各接在一个由上下两个开关管串联组成的桥臂的中点，每个桥臂的上端接直流输入母线的高端，下端接直流输入母线的低端。隔离变压器的副边绕组接整流元器件和滤波元件实现直流电压的输出。原边开关晶体管总是对角导通或关闭，导通时间占整个开关周期的比率可调，从而实现所需要的直流输出电压和保证不同负载电流条件下输出电压稳定。本领域技术人员在了解此基本原理的基础上，可以做出各种隔离的全桥拓扑结构。该直流到直流转换模块12的高电压输入端连接到待测直流电源10的高电压输出端，低电压输入端与待测直流-直流电源10的低电压输出端共同接地，该低电压输出端连接到该高电压输入端。因此，V1与V3共地，而直流到直流转换模块12的高电压输出端与地之间的电压为V1与V2之和。每个能量回馈电路通道的相对于地的输出电压(V1+V2)略高于系统交流-直流电源11的直流输出电压V3。肖特基二极管13的正极连接到该直流到直流转换模块12的高电压输出端，并且其负极连接到该待测直流-直流电源10的高电压输入端。由于V1+V2略高于V3，因此肖特基二极管被导通。为了实现待测直流-直流电源的较大的输出功率，例如500W以上，并且待测直流-直流电源的输出电压通常为几十V，例如28V，因此输出电流较大。而肖特基二极管可以在正负极电压差较小的情况下，实现较大的电流流动，因此这里优选地采用肖特基二极管。此肖特基二极管可以实现回馈能量的单向流动，系统稳定性好。待测直流-直流电源10可以置于高低温箱中，以便于对待测直流-直流电源10进行高低温度循环测试。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对待测直流电源进行测试的能量回馈系统，包括：一个或并联连接的多个能量回馈电路，每个能量回馈电路包括：直流到直流转换模块，其被配置为将从该待测直流电源接收的具有第一电压的直流电力转换为具有第二电压的直流电力，该直流到直流转换模块具有低电压输入端、高电压输入端、低电压输出端和高电压输出端，其中该高电压输入端连接到待测直流电源的高电压输出端，该低电压输入端与待测直流电源的低电压输出端共同接地，并且该低电压输出端连接到该高电压输入端，并且其中该高电压输入端与低电压输入端之间的电压被定义为所述第一电压，该高电压输出端和低电压输出端之间的电压被定义为所述第二电压；和肖特基二极管，其正极连接到该直流到直流转换模块的高电压输出端，并且其负极连接到该待测直流电源的高电压输入端。

【技术特征摘要】
1.一种用于对待测直流电源进行测试的能量回馈系统，包括：一个或并联连接的多个能量回馈电路，每个能量回馈电路包括：直流到直流转换模块，其被配置为将从该待测直流电源接收的具有第一电压的直流电力转换为具有第二电压的直流电力，该直流到直流转换模块具有低电压输入端、高电压输入端、低电压输出端和高电压输出端，其中该高电压输入端连接到待测直流电源的高电压输出端，该低电压输入端与待测直流电源的低电压输出端共同接地，并且该低电压输出端连接到该高电压输入端，并且其中该高电压输入端与低电压输入端之间的电压被定义为所述第一电压，该高电压输出端和低电压输出端之间的电压被定义为所述第二电压；和肖特基二极管，其正极连接到该直流到直流转换模块的高电压输出端，并且其负极连接到该待测直流电源的高电压输入端。2.如权利要求1所述的能量回馈系统，还包括：交流到直流转换器，其被配置为将来自于交流干线电源的交流电力转换为具有第三电压的直流电力，其输入端连接到该交流干线电源，其高电压输出端连接到该肖特基二极管的负极和该待测直流电源的高电压输入端，并且其低电压输出端接地。3.如权利要求1所述的能量回馈系统，其中该直流到直流转换模块还具有用于接收控制信号的控制输入端，其中该直流到直流转换模块根据从该控制输入端接收的控制信号改变所述第二电压。4.如权利要求3所述的能量回馈系统，其中每个能量回馈电路还包括：电流传感器，其感测输入到该直流到直流转换模块的电流；模拟到数字转换器，其接收感测的电流并将其转换成数字信号；控制器，其连接到该模拟到数字转换器，以接收对应于感测的电流的数字信号，比较感测的电流与预设基准电流，当感测的电流与预设基准电流之间的差超过允许的误差限值时，计算电压调整信号增量以获得当前电压调整信号，其中所述电压调整信号增量表示当前电压调整信号与前一次电压调整信号之差；数字到模拟转换器，其从该控制器接收该当前电压调整信号并将其转换成模拟的当前电压调整信号；和加法器，其将该模拟的当前电压调整信号与第一电压相加并将相加结果作为所述控制信号输出到该直流到直流转换模块的控制输入端。5.如权利要求4所述的能量回馈系统，其中该允许的误差限值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李满坤，
申请(专利权)人：康普技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US