全文摘要
本实用新型实施例公开了一种用于并网装置的检测电路及直流电子负载。其中，该用于并网装置的检测电路包括：差分比例运算电路、直流偏置电源、比较电路、模数转换电路和控制电路，差分比例运算电路的第一输入端和第二输入端分别与第一交流电线和第二交流电线电连接；比较电路的第二输入端，以及差分比例运算电路的第三输入端，均与直流偏置电源的输出端电连接；比较电路的第一输入端与差分比例运算电路的输出端电连接；控制电路的第一输入端经模数转换电路与差分比例运算电路的输出端电连接，控制电路的第二输入端与比较电路的输出端电连接。本实用新型实施例的技术方案可以准确检测出电网电压的相位。
主设计要求
1.一种用于并网装置的检测电路，其特征在于，包括：差分比例运算电路，包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，所述差分比例运算电路的第一输入端与第一交流电线电连接，所述差分比例运算电路的第二输入端与第二交流电线电连接；直流偏置电源，所述直流偏置电源的输出端与所述差分比例运算电路的第三输入端电连接；比较电路，包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述比较电路的第一输入端与所述差分比例运算电路的输出端电连接，所述比较电路的第二输入端与所述直流偏置电源的输出端电连接；模数转换电路，所述模数转换电路的第一输入端与所述差分比例运算电路的输出端电连接；控制电路，包括第一输入端和第二输入端，所述控制电路的第一输入端与所述模数转换电路的输出端电连接，所述控制电路的第二输入端与所述比较电路的输出端电连接，所述控制电路用于根据所述模数转换电路输出的第一信号，获取所述第一交流电线与第二交流电线之间的电压的瞬时值，并根据所述比较电路输出的第二信号，获取所述第一交流电线与所述第二交流电线之间的电压的相位。
设计方案
1.一种用于并网装置的检测电路，其特征在于，包括：
差分比例运算电路，包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，所述差分比例运算电路的第一输入端与第一交流电线电连接，所述差分比例运算电路的第二输入端与第二交流电线电连接；
直流偏置电源，所述直流偏置电源的输出端与所述差分比例运算电路的第三输入端电连接；
比较电路，包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述比较电路的第一输入端与所述差分比例运算电路的输出端电连接，所述比较电路的第二输入端与所述直流偏置电源的输出端电连接；
模数转换电路，所述模数转换电路的第一输入端与所述差分比例运算电路的输出端电连接；
控制电路，包括第一输入端和第二输入端，所述控制电路的第一输入端与所述模数转换电路的输出端电连接，所述控制电路的第二输入端与所述比较电路的输出端电连接，所述控制电路用于根据所述模数转换电路输出的第一信号，获取所述第一交流电线与第二交流电线之间的电压的瞬时值，并根据所述比较电路输出的第二信号，获取所述第一交流电线与所述第二交流电线之间的电压的相位。
2.根据权利要求1所述的用于并网装置的检测电路，其特征在于，所述差分比例运算电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一运算放大器，
其中，所述差分比例运算电路的第一输入端经所述第一电阻与所述第一运算放大器的反相输入端电连接，所述差分比例运算电路的第二输入端经所述第二电阻与所述第一运算放大器的同相输入端电连接，所述差分比例运算电路的第三输入端经所述第三电阻与所述第一运算放大器的同相输入端电连接，所述第一运算放大器的反相输入端经所述第四电阻与所述第一运算放大器的输出端电连接，所述第一运算放大器的输出端与所述差分比例运算电路的输出端电连接。
3.根据权利要求1所述的用于并网装置的检测电路，其特征在于，所述比较电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一二极管和第二运算放大器，
其中，所述比较电路的第一输入端经所述第五电阻与所述第二运算放大器的反相输入端电连接，所述比较电路的第二输入端经所述第六电阻与所述第二运算放大器的同相输入端电连接；
所述第一二极管与所述第七电阻串联，形成第一串联支路；
所述第二运算放大器的同相输入端经所述第一串联支路与所述第二运算放大器的输出端电连接，所述第二运算放大器的输出端与所述比较电路的输出端电连接。
4.根据权利要求1所述的用于并网装置的检测电路，其特征在于，还包括箝位电路，所述箝位电路包括第二二极管和第三二极管，
其中，所述第二二极管的阴极与第二电源电连接，所述第二二极管的阳极，以及第三二极管的阴极均与所述模数转换电路的第一输入端电连接，所述第三二极管的阳极接地。
5.根据权利要求1所述的用于并网装置的检测电路，其特征在于，还包括滤波电路，所述滤波电路包括第八电阻和第一电容，
其中，所述差分比例运算电路的输出端经所述第八电阻与所述模数转换电路的第一输入端电连接，所述模数转换电路的第一输入端经所述第一电容接地。
6.一种直流电子负载，其特征在于，包括：负载模拟单元、能量回馈单元和如权利要求1-5任一所述的用于并网装置的检测电路；
其中，所述负载模拟单元的输入端与直流电源电连接；
所述负载模拟单元的输出端与所述能量回馈单元的输入端电连接，所述能量回馈单元的第一输出端和第二输出端分别与所述第一交流电线和所述第二交流电线电连接。
7.根据权利要求6所述的直流电子负载，其特征在于，所述负载模拟单元包括：直流转直流升压电路；所述能量回馈单元包括：单相桥式逆变电路。
8.根据权利要求6所述的直流电子负载，其特征在于，还包括：解耦电容和滤波电路，其中，所述滤波电路包括第三电容和第一电感；
所述负载模拟单元的输出端包括正极输出端和负极输出端，所述能量回馈单元的输入端包括正极输入端和负极输入端，其中，所述负载模拟单元的正极输出端和负极输出端分别与所述能量回馈单元的正极输入端和负极输入端电连接，所述解耦电容的两端分别与所述负载模拟单元的正极输出端和负极输出端电连接；
所述能量回馈单元的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述能量回馈单元的第一输出端经所述第一电感与所述第一交流电线电连接；所述第三电容的两端分别与所述第一交流电线和所述第二交流电线电连接。
9.根据权利要求8所述的直流电子负载，其特征在于，还包括降压型开关电源和线性稳压电源，其中，所述降压型开关电源的输出端与所述线性稳压电源的输入端电连接，所述线性稳压电源的多个输出端与所述控制电路的多个供电端电连接。
10.根据权利要求7所述的直流电子负载，其特征在于，还包括第二电压检测电路，所述第二电压检测电路包括：第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第三运算放大器，所述负载模拟单元的输出端包括正极输出端和负极输出端，
其中，所述负载模拟单元的正极输出端经所述第九电阻与所述第三运算放大器的同相输入端电连接，所述第三运算放大器的同相输入端经所述第十电阻接地；
所述负载模拟单元的负极输出端经所述第十一电阻与所述第三运算放大器的反相输入端电连接，所述第三运算放大器的反相输入端经所述第十二电阻与所述第三运算放大器的输出端电连接，所述第三运算放大器的输出端与模数转换电路的第二输入端电连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种用于并网装置的检测电路及直流电子负载。
背景技术
新能源发电，如太阳能发电、风力发电，常通过并网逆变器与交流电网连接，以进行发电。能量回馈型电子负载可以将被测试电源，如不间断电源(Uninterruptible PowerSystem，UPS)、变频电源、动力电池、电动车充电桩等，在进行一系列严苛产品测试中输出的电能回馈至交流电网，以减少测试耗能，其中包括倍率性能测试、输出试验、老化试验等放电试验。
要实现发电装置或能量回馈型电子负载向交流电网输入所需的功率，需要准确检测出电网电压的相位。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种用于并网装置的检测电路及直流电子负载，可以准确检测出电网电压的相位。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种用于并网装置的检测电路，包括：
差分比例运算电路，包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端，差分比例运算电路的第一输入端与第一交流电线电连接，差分比例运算电路的第二输入端与第二交流电线电连接；
直流偏置电源，直流偏置电源的输出端与差分比例运算电路的第三输入端电连接；
比较电路，包括第一输入端、第二输入端和输出端，比较电路的第一输入端与差分比例运算电路的输出端电连接，比较电路的第二输入端与直流偏置电源的输出端电连接；
模数转换电路，模数转换电路的第一输入端与差分比例运算电路的输出端电连接；
控制电路，包括第一输入端和第二输入端，控制电路的第一输入端与模数转换电路的输出端电连接，控制电路的第二输入端与比较电路的输出端电连接，控制电路用于根据模数转换电路输出的第一信号，获取第一交流电线与第二交流电线之间的电压的瞬时值，并根据比较电路输出的第二信号，获取第一交流电线与第二交流电线之间的电压的频率和\/或相位。
进一步地，差分比例运算电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一运算放大器，
其中，差分比例运算电路的第一输入端经第一电阻与第一运算放大器的反相输入端电连接，差分比例运算电路的第二输入端经第二电阻与第一运算放大器的同相输入端电连接，差分比例运算电路的第三输入端经第三电阻与第一运算放大器的同相输入端电连接，第一运算放大器的反相输入端经第四电阻与第一运算放大器的输出端电连接，第一运算放大器的输出端与差分比例运算电路的输出端电连接。
进一步地，比较电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一二极管和第二运算放大器，
其中，比较电路的第一输入端经第五电阻与第二运算放大器的反相输入端电连接，比较电路的第二输入端经第六电阻与第二运算放大器的同相输入端电连接；
第一二极管与第七电阻串联，形成第一串联支路；
第二运算放大器的同相输入端经第一串联支路与第二运算放大器的输出端电连接，第二运算放大器的输出端与比较电路的输出端电连接。
进一步地，还包括箝位电路，箝位电路包括第二二极管和第三二极管，
其中，第二二极管的阴极与第二电源电连接，第二二极管的阳极，以及第三二极管的阴极均与模数转换电路的第一输入端电连接，第三二极管的阳极接地。
进一步地，还包括滤波电路，滤波电路包括第八电阻和第一电容，
其中，差分比例运算电路的输出端经第八电阻与模数转换电路的第一输入端电连接，模数转换电路的第一输入端经第一电容接地。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种直流电子负载，包括：负载模拟单元、能量回馈单元和本实用新型任意实施例提供的用于并网装置的检测电路；
其中，负载模拟单元的输入端与直流电源电连接；
负载模拟单元的输出端与能量回馈单元的输入端电连接，能量回馈单元的第一输出端和第二输出端分别与第一交流电线和第二交流电线电连接。
进一步地，负载模拟单元包括：直流转直流升压电路；能量回馈单元包括：单相桥式逆变电路。
进一步地，该直流电子负载还包括：解耦电容和滤波电路，其中，滤波电路包括第三电容和第一电感；
负载模拟单元的输出端包括正极输出端和负极输出端，能量回馈单元的输入端包括正极输入端和负极输入端，其中，负载模拟单元的正极输出端和负极输出端分别与能量回馈单元的正极输入端和负极输入端电连接，解耦电容的两端分别与负载模拟单元的正极输出端和负极输出端电连接；
能量回馈单元的输出端包括第一输出端和第二输出端，能量回馈单元的第一输出端经第一电感与第一交流电线电连接；第三电容的两端分别与第一交流电线和第二交流电线电连接。
进一步地，该直流电子负载还包括降压型开关电源和线性稳压电源，其中，降压型开关电源的输出端与线性稳压电源的输入端电连接，线性稳压电源的多个输出端与控制电路的多个供电端电连接。
进一步地，该直流电子负载还包括第二电压检测电路，第二电压检测电路包括：第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第三运算放大器，负载模拟单元的输出端包括正极输出端和负极输出端，
其中，负载模拟单元的正极输出端经第九电阻与第三运算放大器的同相输入端电连接，第三运算放大器的同相输入端经第十电阻接地；
负载模拟单元的负极输出端经第十一电阻与第三运算放大器的反相输入端电连接，第三运算放大器的反相输入端经第十二电阻与第三运算放大器的输出端电连接，第三运算放大器的输出端与模数转换电路的第二输入端电连接。
本实用新型实施例的技术方案中差分比例运算电路的第一输入端与第一交流电线电连接，差分比例运算电路的第二输入端与第二交流电线电连接；直流偏置电源的输出端与差分比例运算电路的第三输入端电连接；比较电路的第一输入端与差分比例运算电路的输出端电连接，比较电路的第二输入端与直流偏置电源的输出端电连接；模数转换电路的第一输入端与差分比例运算电路的输出端电连接；控制电路的第一输入端与模数转换电路的输出端电连接，控制电路的第二输入端与比较电路的输出端电连接，控制电路用于根据模数转换电路输出的第一信号，获取第一交流电线与第二交流电线之间的电压的瞬时值，并根据比较电路输出的第二信号，获取第一交流电线与第二交流电线之间的电压的相位，通过比较电路比较被偏置后的检测电压与直流偏置电源，来准确确定正弦变化的电网电压的过零点的位置，进而可以准确检测出电网电压的相位，可以解决直流偏置电源的电压偏移或波动，导致电网电压相位和频率信息不准确的问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种用于并网装置的检测电路的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种波形示意图；
图3为本实用新型实施例提供的又一种用于并网装置的检测电路的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种直流电子负载的结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的又一种直流电子负载的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
本实用新型实施例提供一种用于并网装置的检测电路。图1为本实用新型实施例提供的一种用于并网装置的检测电路的结构示意图。该并网装置可以是发电装置或电子负载。如图1所示，该用于并网装置的检测电路100包括：差分比例运算电路110、直流偏置电源120、比较电路130、模数转换电路140和控制电路150。
其中，差分比例运算电路110包括第一输入端In1、第二输入端In2、第三输入端In3和输出端Out1，差分比例运算电路110的第一输入端In1与第一交流电线L电连接，差分比例运算电路110的第二输入端In2与第二交流电线N电连接；直流偏置电源120的输出端Out2与差分比例运算电路110的第三输入端In3电连接；比较电路130包括第一输入端In4、第二输入端In5和输出端Out3，比较电路130的第一输入端In4与差分比例运算电路110的输出端Out1电连接，比较电路130的第二输入端In5与直流偏置电源120的输出端Out2电连接；模数转换电路140的第一输入端In6与差分比例运算电路110的输出端Out1电连接；控制电路150包括第一输入端In7和第二输入端In8，控制电路150的第一输入端In7与模数转换电路140的输出端Out4电连接，控制电路150的第二输入端In8与比较电路130的输出端Out3电连接，控制电路150用于根据模数转换电路140输出的第一信号，获取第一交流电线L与第二交流电线N之间的电压的瞬时值，并根据比较电路130输出的第二信号，获取第一交流电线L与第二交流电线N之间的电压的相位。
其中，第一交流电线L和第二交流电线N之间的电压为正弦交流电压。该第一交流电线L和第二交流电线N可以分别与交流电网的火线和零线电连接，还可以分别与交流电网的火线和火线电连接，还可以是经变压器与交流电网电连接。直流偏置电源120为正直流电压。该差分比例运算电路110可用于实现加减运算和比例运算，以实现比例缩放和偏置的作用，具体可以是Vo1<\/sub>＝K1<\/sub>×(V1<\/sub>-V2<\/sub>)+V3<\/sub>，其中，V1<\/sub>为第一交流电线L的电压，V2<\/sub>为第二交流电线N的电压，V3<\/sub>为直流偏置电源120的电压，K1<\/sub>为第一比例系数，Vo1<\/sub>为差分比例运算电路110的输出电压，以使差分比例运算电路110的输出电压范围在模数转换电路140的输入电压的要求的电压范围内，例如可以是大于或等于零伏，且小于或等于预设电压。比较电路130用于在其第一输入端In4的电压大于第二输入端In5的电压时，输出的第二信号为第一电平信号；在其第一输入端In4的电压小于第二输入端In5的电压时，输出的第二信号为与第一电平信号逻辑相反的第二电平信号。该第一电平信号可以是高电平信号或低电平信号。该模数转换电路140和控制电路150可集成于同一控制芯片内，例如可以是微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)或现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)。
图2为本实用新型实施例提供的一种波形示意图。其中，横轴表示时间t，纵轴分别表示：第一交流电线L和第二交流电线N之间的电压V12<\/sub>、差分比例运算电路110的输出端Out1的输出电压Vo1<\/sub>和比较电路130的输出端Out3的输出电压Vo2<\/sub>。控制电路150用于根据模数转换电路140的第一输入端In6输入的模拟信号进行模数转换后输出的第一信号，获取第一交流电线L与第二交流电线N之间的电压的瞬时值，即可知电网电压的瞬时值，并根据比较电路130输出的第二信号，获取第一交流电线L与第二交流电线N之间的电压的相位，即可知电网电压的相位，其中，第二信号的上升沿和\/或下降沿的位置，即为电网电压相位为0和\/或180的时刻，通过控制芯片内的捕获模块即可捕获该上升沿和\/或下降沿。控制电路150通过计算相邻两个上升沿或相邻两个下降沿之间的时间间隔，即可确定电网的频率。控制电路150通过计算当前时刻与相位为0时刻的时间间隔，可实时确定电网电压的相位。控制电路150可通过设定的向电网输入的功率和检测的电网电压的瞬时值，以确定发电装置或电子负载向电网输入的电流的瞬时值，也即电流的相位和幅值。通过比较电路比较被偏置后的检测电压与直流偏置电源，来准确确定正弦变化的电网电压的过零点的位置，即准确检测相位为0和\/或180的时刻，进而可准确计算电网电压各时刻的相位，保证发电装置或电子负载向电网输入所需的电流和功率，以解决直流偏置电源的电压偏移或波动，导致电网电压相位和频率信息不准确的问题。
本实施例的技术方案中差分比例运算电路的第一输入端与第一交流电线电连接，差分比例运算电路的第二输入端与第二交流电线电连接；直流偏置电源的输出端与差分比例运算电路的第三输入端电连接；比较电路的第一输入端与差分比例运算电路的输出端电连接，比较电路的第二输入端与直流偏置电源的输出端电连接；模数转换电路的第一输入端与差分比例运算电路的输出端电连接；控制电路的第一输入端与模数转换电路的输出端电连接，控制电路的第二输入端与比较电路的输出端电连接，控制电路用于根据模数转换电路输出的第一信号，获取第一交流电线与第二交流电线之间的电压的瞬时值，并根据比较电路输出的第二信号，获取第一交流电线与第二交流电线之间的电压的相位，通过比较电路比较被偏置后的检测电压与直流偏置电源，来准确确定正弦变化的电网电压的过零点的位置，进而可以准确检测出电网电压的相位，可以解决直流偏置电源的电压偏移或波动，导致电网电压相位和频率信息不准确的问题。
本实用新型实施例提供又一种用于并网装置的检测电路。图3为本实用新型实施例提供的又一种用于并网装置的检测电路的结构示意图。在上述实施例的基础上，差分比例运算电路110包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第一运算放大器111。
其中，差分比例运算电路110的第一输入端In1经第一电阻R1与第一运算放大器111的反相输入端电连接，差分比例运算电路110的第二输入端In2经第二电阻R2与第一运算放大器111的同相输入端电连接，差分比例运算电路110的第三输入端In3经第三电阻R3与第一运算放大器111的同相输入端电连接，第一运算放大器111的反相输入端经第四电阻R4与第一运算放大器111的输出端电连接，第一运算放大器111的输出端与差分比例运算电路110的输出端Out1电连接。
其中，可将第一电阻R1和第二电阻R2的阻值设置为相等，例如可以为r1<\/sub>，将第三电阻R3和第四电阻R4的阻值设置为相等，例如可以为r2<\/sub>，则Vo1<\/sub>＝(r2<\/sub>\/r1<\/sub>)×(V1<\/sub>-V2<\/sub>)+V3<\/sub>。
本实用新型实施例提供又一种用于并网装置的检测电路。继续参见图3，在上述实施例的基础上，比较电路130包括：第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一二极管D1和第二运算放大器131。
其中，比较电路130的第一输入端In4经第五电阻R5与第二运算放大器131的反相输入端电连接，比较电路130的第二输入端In5经第六电阻R6与第二运算放大器131的同相输入端电连接，第一二极管D1与第七电阻R7串联，形成第一串联支路；第二运算放大器131的同相输入端经第一串联支路与第二运算放大器131的输出端电连接，第二运算放大器131的输出端与比较电路130的输出端Out3电连接。
其中，可选的，如图3所示，第一二极管D1的阳极与第二运算放大器131的同相输入端电连接，第一二极管D1的阴极经第七电阻R7与第二运算放大器131的输出端电连接；或者，第一二极管的阴极与第二运算放大器的输出端电连接，第一二极管的阳极经第七电阻与第二运算放大器的同相输入端电连接。比较电路130在差分比例运算电路110的输出电压大于直流偏置电源120的电压时，第一二极管D1导通，比较电路130输出的第二信号为低电平信号；在差分比例运算电路110的输出电压小于直流偏置电源120的电压时，第一二极管D1关断，比较电路130输出的第二信号为高电平信号。
本实用新型实施例提供又一种用于并网装置的检测电路。继续参见图3，在上述实施例的基础上，该用于并网装置的检测电路还包括箝位电路160，箝位电路160包括第二二极管D2和第三二极管D3。
其中，第二二极管D2的阴极与第二电源170电连接，第二二极管D2的阳极，以及第三二极管D3的阴极均与模数转换电路140的第一输入端In6电连接，第三二极管D3的阳极接地。
其中，当差分比例运算电路110的输出电压大于第二电源170的电压时，第二二极管D2导通，则差分比例运算电路110的输出电压将被箝位为第二电源170的电压；当差分比例运算电路110的输出电压小于地电压时，第三二极管D3导通，则差分比例运算电路110的输出电压将被箝位为地电压，以保护控制电路150，避免输入的电压超过控制电路的工作电压范围。
本实用新型实施例提供又一种用于并网装置的检测电路。继续参见图3，在上述实施例的基础上，该用于并网装置的检测电路还包括滤波电路180，滤波电路180包括第八电阻R8和第一电容C1，以滤除信号的高频干扰。
其中，差分比例运算电路110的输出端Out1经第八电阻R8与模数转换电路140的第一输入端In6电连接，模数转换电路140的第一输入端In6经第一电容C1接地。
可选的，继续参见图3，在上述实施例的基础上，该用于并网装置的检测电路还包括第二箝位电路，以保护控制电路150，避免输入的电压超过控制电路的工作电压范围。第二箝位电路包括第四二极管D4和第五二极管D5。
其中，第四二极管D4的阴极与第二电源170电连接，第四二极管D4的阳极，以及第五二极管D5的阴极均与控制电路150的第二输入端In8电连接，第五二极管D5的阳极接地。
可选的，继续参见图3，在上述实施例的基础上，该用于并网装置的检测电路还包括第二滤波电路，第二滤波电路包括第十三电阻R13和第四电容C4，以滤除信号的高频干扰。
其中，比较电路130的输出端Out3经第十三电阻R13与控制电路150的第二输入端In8电连接，控制电路150的第二输入端In8经第四电容C4接地。
本实用新型实施例提供一种直流电子负载。图4为本实用新型实施例提供的一种直流电子负载的结构示意图。该直流电子负载10包括：负载模拟单元200、能量回馈单元300和本实用新型任意实施例提供的用于并网装置的检测电路100。
其中，负载模拟单元200的输入端In10与直流电源400电连接；负载模拟单元200的输出端Out10与能量回馈单元300的输入端In11电连接，能量回馈单元300的第一输出端Out11和第二输出端Out12分别与第一交流电线L和第二交流电线N电连接。
其中，直流电子负载10将测试能量输送至公共电网或被测直流电源400的输入端，从而形成能量回路，既可以完成负载模拟的功能，又可以实现能量回收，具有测试耗能少、负载匹配灵活的优势。直流电源400可以是不间断电源(Uninterruptible Power System，UPS)、变频电源、动力电池、电动车充电桩等。本实用新型实施例提供的直流电子负载包括上述实施例中的用于并网装置的检测电路，因此本实用新型实施例提供的直流电子负载也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。
可选的，在上述实施例的基础上，图5为本实用新型实施例提供的又一种直流电子负载的结构示意图，如图5所示，负载模拟单元200包括：直流转直流升压电路。可选的，能量回馈单元300包括：单相桥式逆变电路。
其中，如图5所示，该直流转直流升压电路可包括Boost电路，Boost电路可包括电感、二极管和开关管。单相桥式逆变电路包括四个开关管，分成两组，其中，每组的两个开关管串联后的两端分别与负载模拟单元200的正极输出端Out10+和负极输出端Out10-电连接，形成一个桥臂，每组的两个开关管的连接节点作为能量回馈单元300的一个输出端。该开关管可以是金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOS)或绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)。该直流电子负载还可包括第一驱动电路和第二驱动电路。控制电路的第一输出端与第一驱动电路的输入端电连接，第一驱动电路的输出端与Boost电路的开关管的控制端电连接。控制电路的第二输出端与第二驱动电路的输入端电连接，第二驱动电路的输出端与单相桥式逆变电路的开关管的控制端电连接。控制电路用于调整Boost电路的开关管的占空比，以保持直流转直流升压电路的输出电压恒定，以及调整单相桥式逆变电路的开关管的占空比，以调整直流电子负载的功率。第一驱动电路可包括型号为1EDN7512B的单通道门极驱动器。第一驱动电路可包括型号为HCPL2631的双通道逻辑门光耦和型号为IR2113S的半桥驱动器芯片。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图5，该直流电子负载还包括：解耦电容C2和滤波电路500，其中，滤波电路500包括第三电容C3和第一电感L1。其中，负载模拟单元200的输出端包括正极输出端Out10+和负极输出端Out10-，能量回馈单元300的输入端包括正极输入端In11+和负极输入端In11-，负载模拟单元200的正极输出端Out10+和负极输出端Out10-分别与能量回馈单元300的正极输入端In11+和负极输入端In11-电连接，解耦电容C2的两端分别与负载模拟单元200的正极输出端Out10+和负极输出端Out10-电连接；能量回馈单元300的第一输出端Out11经第一电感L1与第一交流电线L电连接；第三电容C3的两端分别与第一交流电线L和第二交流电线N电连接。在功率级间接入解耦电容，提供输出功率交流分量，并且将直流母线的二倍频电压纹波控制在较小范围以内。滤波电路500不仅能滤去并网电流的高次谐波，而且可以抑制并网电流的开关纹波。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图5，该直流电子负载还包括降压型开关电源600和线性稳压电源700，其中，降压型开关电源600的输出端Out13与线性稳压电源700的输入端In12电连接，线性稳压电源700的多个输出端Out14与控制电路150的多个供电端电连接，以提供不同电压等级的供电电压至控制芯片。
其中，降压型开关电源600可以包括型号为TPS5430的Buck变换芯片，具有转换效率高、体积小、成本低的特点，能够持续稳定输出的电流，可避免控制芯片对供电电压极度敏感，过轻则DSP芯片无法正常工作，过重则造成芯片不可修复地烧毁。线性稳压电源700可以包括型号为TPS70351双路输出的线性稳压(low dropout regulator，LDO)芯片，具有精度高、动态响应快、待机功耗低的特点。第二电源可以是线性稳压电源700的一个输出端产生的电压。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图5，该直流电子负载还包括第二电压检测电路800，第二电压检测电路800包括：第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第三运算放大器810，负载模拟单元200的输出端包括正极输出端Out10+和负极输出端Out10-。
其中，负载模拟单元200的正极输出端Out10+经第九电阻R9与第三运算放大器810的同相输入端电连接，第三运算放大器810的同相输入端经第十电阻R10接地；负载模拟单元200的负极输出端Out10-经第十一电阻R11与第三运算放大器810的反相输入端电连接，第三运算放大器810的反相输入端经第十二电阻R12与第三运算放大器810的输出端电连接，第三运算放大器810的输出端与模数转换电路140的第二输入端In13电连接。
其中，可将第九电阻R9和第十一电阻R11的阻值设置为相等，例如可以为r3<\/sub>，将第十电阻R10和第十二电阻R12的阻值设置为相等，例如可以为r4<\/sub>，则第三运算放大器810的输出端的电压Vo3<\/sub>＝(r4<\/sub>\/r3<\/sub>)×(V+<\/sub>-V-)，其中，V+<\/sub>为负载模拟单元200的正极输出端Out10+的电压，V-为负载模拟单元200的负极输出端Out10-的电压。控制电路150还用于根据模数转换电路140的第二输入端In13输入的模拟信号进行模数转换后输出的数据信号，获取负载模拟单元200的正极输出端Out10+和负极输出端Out10-之间的电压瞬时值，通过电压反馈控制实现负载模拟单元200的输出电压稳定。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图5，该直流电子负载还包括第三箝位电路，以保护控制电路150和模数转换电路，避免输入的电压超过控制电路的工作电压范围。第三箝位电路包括第六二极管D6和第七二极管D7。
其中，第六二极管D6的阴极与第二电源170电连接，第六二极管D6的阳极，以及第七二极管D7的阴极均与模数转换电路140的第二输入端In13电连接，第七二极管D7的阳极接地。
可选的，继续参见图5，在上述实施例的基础上，该直流电子负载还包括第三滤波电路，第三滤波电路包括第十四电阻R14和第五电容C5，以滤除信号的高频干扰。
其中，第三运算放大器810的输出端经第十四电阻R14与模数转换电路140的第二输入端In13电连接，模数转换电路140的第二输入端In13经第五电容C5接地。
可选的，该直流电子负载还包括辅助开关电源电路，该辅助开关电源电路可以是反激变换器，可以提供多路不同电压大小的独立电源输出，为控制芯片、检测电路、驱动电路等进行供电。
可选的，该直流电子负载还包括监控电路，通过通信线路与控制电路电连接，用于获取并显示直流电子负载当前工作状态，还可以发送运行参数设置指令至控制电路。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920045865.8
申请日:2019-01-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:44(广东)
授权编号:CN209446692U
授权时间:20190927
主分类号:G01R 31/00
专利分类号:G01R31/00;G01R1/30
范畴分类:31F;
申请人:广东兆能新能源有限公司
第一申请人:广东兆能新能源有限公司
申请人地址:523000 广东省东莞市松山湖高新技术产业开发区中科创新广场A栋11楼1102室
发明人:郑照红
第一发明人:郑照红
当前权利人:广东兆能新能源有限公司
代理人:孟金喆
代理机构:11332
代理机构编号:北京品源专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
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