● 摘要
在国民经济生产中，电源在出厂试验中大量使用电阻型负载，损耗了很多电能。馈能型直流电子负载作为当前热点研究的一种新型电子负载，具有模拟传统负载的基本功能，并将测试的直流电能大部分转换为交流电能后并入电网，实现电能的再生利用，具有很高的社会价值和经济价值。 本文首先从馈能型直流电子负载系统方案分析入手，采用由交错并联式双管正激变换器和并网逆变器两部分组成的实现结构。交错并联式双管正激变换器作为前级完成负载模拟功能，对直流输入实现电压提升；并网逆变器作为后级完成能量回馈功能，将直流电能转换为高质量的交流电能有效并入电网。 其次，本文分析了并网逆变器中电流跟踪控制的目标及相关关键技术，重点针对并网电流控制选用电网电压前馈的方案，利用SIMPLORER软件根据实际参数对系统的闭环控制进行了仿真验证。 再次，本文详细介绍了整个系统的硬件电路设计和软件实现。在前级交错并联式双管正激变换器的设计中，重点讨论了高频变压器和中大功率变换器驱动电路设计，以及利用UC3846实现电流控制等内容；在后级并网逆变器中，选用智能功率模块IPM作为功率电路主体，从硬件上完成了基于数字信号处理器TMS320F2812的控制和信号检测电路，从软件上实现同步锁相和单极性倍频的正弦脉宽调制算法。 最后，对原理样机进行系统独立运行模式下的空载实验，验证了基本功能，从而实现了馈能型直流电子负载系统的软硬件基础框架结构，并为后续工作的方案提出了建议。