本發(fā)明涉及供電系統(tǒng)，尤其涉及一種高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、功率模塊是軌道交通變流器以及其他工業(yè)電傳動(dòng)設(shè)備內(nèi)部的核心部件之一，在功率模塊的測(cè)試過(guò)程中，供電裝置是必不可缺的。功率模塊的直流供電電壓主要等級(jí)有750v、1500v、2800v、3600v等。功率模塊目前的測(cè)試方法主要為斬波測(cè)試，目前市面上大部分?jǐn)夭ㄔO(shè)備供電電壓為直流2000v以下。

2、目前市面上主流的功率模塊測(cè)試供電設(shè)備無(wú)論是小型的低功率供電設(shè)備還是大型大功率供電設(shè)備，受內(nèi)部器件電壓等級(jí)限制，大部分都是2000v以下。2000v以下的電源雖然能夠滿足絕大多數(shù)功率模塊的測(cè)試需求，也能滿足2000v以上功率模塊的絕大部分功能測(cè)試，但是功率模塊有許多特性必須在額定電壓下測(cè)能完成測(cè)試。目前的高壓電源成本較高，且各個(gè)公司高壓供電資源有限，容易導(dǎo)致高壓功率模塊測(cè)試的成本過(guò)高的問(wèn)題。

3、另外，獨(dú)立的供電柜一般都是采用ac380v供電，電源內(nèi)部輸入交流電整流，將直流電壓進(jìn)行逆變控制，在逆變過(guò)程中加入控制算法調(diào)節(jié)電壓大小，最后再對(duì)其進(jìn)行整流得到直流電。供電設(shè)備需要配備復(fù)雜的控制電路和復(fù)雜的控制算法，而ac380v供電的最大功率也容易受到限制。采用ac380v供電，會(huì)導(dǎo)致最大功率受到限制，無(wú)法滿足功率模塊測(cè)試過(guò)程中對(duì)大功率的需求。其次最大輸出電壓也會(huì)受到限制，無(wú)法滿足高電壓等級(jí)功率模塊的測(cè)試需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)上述提出的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)。本發(fā)明主要包括一次整流模塊、逆變模塊、升壓模塊、二次整流模塊和儲(chǔ)能模塊，僅需ac380v供電的高壓大功率功率模塊試驗(yàn)供電裝置，能夠在短時(shí)間內(nèi)提供大功率輸出，有效解決現(xiàn)有高壓供電設(shè)備體積大、使用不便等問(wèn)題，提高高壓功率模塊的測(cè)試效率。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

3、一種高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)，包括：一次整流模塊、逆變模塊、升壓模塊、二次整流模塊和儲(chǔ)能模塊，其中：

4、所述一次整流模塊，用于將輸入的交流工頻電源轉(zhuǎn)換為直流電，并輸入至逆變模塊；

5、所述逆變模塊，用于將直流電逆變?yōu)楦哳l交流電，并輸入至升壓模塊；

6、所述升壓模塊，用于將逆變后的高頻交流電進(jìn)一步升壓至目標(biāo)電壓，并輸入至二次整流模塊；

7、所述二次整流模塊，用于將高頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電，并輸入至儲(chǔ)能模塊；

8、所述儲(chǔ)能模塊，用于將高壓直流電儲(chǔ)存在超級(jí)電容中，并為后端設(shè)備提供瞬時(shí)大功率直流輸出。

9、進(jìn)一步地，所述一次整流模塊采用全橋整流電路，所述全橋整流電路中的二極管采用高頻高壓整流二極管。

10、進(jìn)一步地，所述逆變模塊包括：控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和電阻分壓反饋電路，所述控制電路中采用具有高低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)的芯片，所述電阻分壓反饋電路設(shè)置在逆變模塊的輸入端，通過(guò)電阻分壓方式將高壓電壓降為安全電壓。

11、進(jìn)一步地，所述升壓模塊中的變壓器能夠滿足高壓高頻的工作條件，并根據(jù)目標(biāo)電壓等級(jí)進(jìn)行高頻繞組設(shè)計(jì)。

12、進(jìn)一步地，所述二次整流模塊包括整流二極管和濾波電容，所述整流二極管采用高壓整流二極管，所述濾波電容采用高壓耐壓電容，減少輸出電壓的紋波。

13、進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)能模塊包括超級(jí)電容組和均壓電路，所述超級(jí)電容組采用串并聯(lián)組合的連接方式，以滿足電壓和容量要求，所述均壓電路用于維持超級(jí)電容組在高壓下穩(wěn)定工作。

14、較現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

15、本發(fā)明提供的高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)，通過(guò)工頻ac380v輸入實(shí)現(xiàn)高壓dc4000v輸出，簡(jiǎn)化了高壓電源的輸入要求，避免了傳統(tǒng)高壓系統(tǒng)需要的10kv電源，降低了對(duì)電網(wǎng)高壓審批的依賴。本發(fā)明采用一次整流、逆變、升壓和二次整流的多級(jí)功率變換結(jié)構(gòu)，結(jié)合ir2153控制芯片和igbt，提升了功率轉(zhuǎn)換的效率與穩(wěn)定性，確保了系統(tǒng)在高壓、大功率輸出條件下的工作可靠性。

16、本發(fā)明提供的高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)，通過(guò)電阻分壓采樣高壓信號(hào)并反饋至控制系統(tǒng)，替代了傳統(tǒng)的高壓電壓傳感器，降低了系統(tǒng)成本，且簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，減少了設(shè)備復(fù)雜性。另外，超級(jí)電容儲(chǔ)能模塊的加入使得系統(tǒng)具備瞬時(shí)大功率輸出的能力，滿足了高壓功率模塊短時(shí)間內(nèi)的測(cè)試需求，提高了供電系統(tǒng)的響應(yīng)速度和持續(xù)供電能力。

17、本發(fā)明提供的高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)，超級(jí)電容模塊采用串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，容量可以靈活擴(kuò)展，滿足不同測(cè)試環(huán)境和功率模塊的需求，具有良好的擴(kuò)展性。本發(fā)明中系統(tǒng)采用多級(jí)絕緣與高壓隔離設(shè)計(jì)，降低了高壓帶來(lái)的安全隱患，同時(shí)具備欠壓、過(guò)流等保護(hù)功能，提升了整體安全性。通過(guò)合理利用市電ac380v，避免了高壓設(shè)備的復(fù)雜性和體積龐大的問(wèn)題，增加了系統(tǒng)的靈活性與便攜性，有效提升了電源模塊的資源利用效率。

18、基于上述理由本發(fā)明可在供電系統(tǒng)等領(lǐng)域廣泛推廣。

技術(shù)特征：

1.一種高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)，其特征在于，包括：一次整流模塊、逆變模塊、升壓模塊、二次整流模塊和儲(chǔ)能模塊，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)，其特征在于，所述一次整流模塊采用全橋整流電路，所述全橋整流電路中的二極管采用高頻高壓整流二極管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變模塊包括：控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和電阻分壓反饋電路，所述控制電路中采用具有高低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)的芯片，所述電阻分壓反饋電路設(shè)置在逆變模塊的輸入端，通過(guò)電阻分壓方式將高壓電壓降為安全電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓模塊中的變壓器能夠滿足高壓高頻的工作條件，并根據(jù)目標(biāo)電壓等級(jí)進(jìn)行高頻繞組設(shè)計(jì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)，其特征在于，所述二次整流模塊包括整流二極管和濾波電容，所述整流二極管采用高壓整流二極管，所述濾波電容采用高壓耐壓電容，減少輸出電壓的紋波。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能模塊包括超級(jí)電容組和均壓電路，所述超級(jí)電容組采用串并聯(lián)組合的連接方式，以滿足電壓和容量要求，所述均壓電路用于維持超級(jí)電容組在高壓下穩(wěn)定工作。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種高壓大功率模塊的測(cè)試供電系統(tǒng)，包括：一次整流模塊、逆變模塊、升壓模塊、二次整流模塊和儲(chǔ)能模塊，其中：一次整流模塊，用于將輸入的交流工頻電源轉(zhuǎn)換為直流電，并輸入至逆變模塊；逆變模塊，用于將直流電逆變?yōu)楦哳l交流電，并輸入至升壓模塊；升壓模塊，用于將逆變后的高頻交流電進(jìn)一步升壓至目標(biāo)電壓，并輸入至二次整流模塊；二次整流模塊，用于將高頻高壓交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電，并輸入至儲(chǔ)能模塊；儲(chǔ)能模塊，用于將高壓直流電儲(chǔ)存在超級(jí)電容中，并為后端設(shè)備提供瞬時(shí)大功率直流輸出。本發(fā)明結(jié)合IR2153控制芯片和IGBT，提升了功率轉(zhuǎn)換的效率與穩(wěn)定性，確保了系統(tǒng)在高壓、大功率輸出條件下的工作可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：唐聰,李大海,宮永辰,于澤人
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中車大連電力牽引研發(fā)中心有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15