能量回馈型电子负载原理介绍

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1、能量回馈型电子负载的原理介绍党三磊，丘东元，张波（华南理工大学电力学院广州510640）StudyontheTheoryofEnergyRecyclingElectronicLoadDANGSanlei,QIUDongyuan(ElectricPowerCollege,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)摘要：能量回馈型电子负载是一种用于各种电源出厂试验的能够模拟实际电阻负载特性的新型电力电子装置。它能够实现对所模拟电阻值的无级调节，并能够实现电能的再生利用，具有节能、体积小、重量轻、

2、节省安装空间、试验性能优良等优点。本文简要描述了交直流电子负载的结构、原理和控制方式，并对主要影响系统性能的PWM整流器的工作原理和控制方法进行了重点分析。关键字：电子负载，能量回馈，PWM整流器ABSTRACT:Theenergyrecyclingelectronicloadisanewtypepowerelectronicsinstrumentthatcanrunwiththesamefunctionasresistorsintheallkindsofpowersourceburn-intest.Itcanberegardedasaresistorwho

3、sevaluecanchangesmoothly.Thedevicesavesenergybyfeedingburn-intestpowerbacktotheutilitysystem.Itislighter,smallerandhasabetterperformanceinthetestthanthenormalelectronicload.Thispaperdescribesthestructure,principleandcontrolstrategyofACandDCenergyrecyclingelectronicloadbriefly.Thepr

4、incipleandcontrolstrategyofthePWMrectifierarestudiedin-depth.KEYWORDS:electronicload,energyrecycling,PWMrectifier1引言电子负载是指能模拟真实负载某些特性的电子设备，它不仅可模拟不同数值的电阻、电感、电容及它们的组合，而且可模拟非线性负载的某些特性。电子负载具有调节方便、通用性强、精度高、稳定性好等优点，是电源试验测试用负载的发展方向。电子负载作为电源测试的重要手段，随着电源测试集成化、一体化的发展趋势，其重要性越发明显。能量回馈型电子负载既能模拟

5、各种负载特性，又能将电能无污染的回馈电网，是当前电子负载发展的必然趋势。与普通电阻负载相比，它的工作方式是利用电力电子变换技术在完成测试功率实验的前提下，将被测电源的输出能量循环再生利用，既节约了能源又不产生大量的热量，避免了试验场所环境温度升高的问题。该电子负载未将试验功率转变为热能，因此不必使用体积庞大的电阻箱及冷却设备，节约了安装空间。由于采用的是能量回馈的方式，因此试验场所不必配备较大的电源容量，降低了供电容量的成本[1]。本文分别介绍了交直流电子负载的结构，工作原理和相应的控制方式，并重点分析了PWM整流器的工作原理和不同控制方式的优缺点。2能量回

6、馈型交流电子负载图1给出了单相能量回馈型交流电子负载系统结构图，采用具有中间直流环节的AC/DC/AC双级变换结构，分开控制电子负载的输入电流iu、输出电流ir，并且能使输入和输出工作在不同的频率满足某些特殊电源测试需要。AC/DC整流单元与DC/AC逆变单元均采用电压型PWM整流器，前级整流单元控制被测电源的输出电流iu，模拟被测电源需要的负载特性；后级整流单元控制直流侧电压Vdc和并网电流ir。控制上前后级是解耦的，可以分开进行分析和设计[2]。图1交流电子负载系统Fig.1ACelectronicloadsystem前级整流器的功率因数在-1至1间可调

7、，后级逆变器功率因数一般为-1，被测电源输出的电能（除去开关损耗）经逆变回馈电网。图3能量回馈控制系统Fig.3Controlsystemofenergyfeedbackunit2.1负载特性模拟功能的实现图2负载特性模拟控制系统Fig.2Controlsystemofloadcharacteristicsimulationunit图2给出了负载特性模拟控制系统图，其中Pref、Vu和iu分别指模拟负载的功率、被测电源输出电压和被测电源输出电流，iuref和iuf分别指被测电源输出电流控制目标值和被测电源输出电流反馈值。前级PWM整流的主要目的是模拟阻感负载

8、特性，并把能量从被测电源传递给能量回馈单元。对于前级