摘要：針對電源設備出廠老化測試電能浪費問題，設計了一種基于TMS320F28335DSP的恒流型饋能式電子負載描述了一種原邊帶箝位二極管的ZVS移相全橋變換器的工作特點，采用了一種簡便易行的移相波形數字控制方法；基于DC／DC電壓前饋、DC／AC電壓電流雙環控制方法，研制出一臺3．5 kW試驗樣機。實驗結果表明：該系統性能穩定、調節速度快，能很好地滿足測試老化及饋網要求。
關鍵詞：電子負載；移相全橋ZVS；箝位二極管；TMS320F28335

隨著電力電子技術的迅猛發展，新能源及各種節能技術的快速涌入，各類電力電子產品特別是功率變換器層出不窮。顯然，傳統的電阻箱老化方法已無法滿足測試自動化及節能要求。電子負載作為一種測試電源設備性能指標的新型設備，因其具有節能、控制靈活、穩定性好等優點，近年來，得到了國內外學者的廣泛重視與深入研究。
目前，電子負載產品繁多，拓撲結構也各種各樣。但普遍存在開關損耗大、電能利用率低、無法滿足隔離或饋網要求的缺陷，且市場上的電子負載大多適用于恒壓源的老化測試，無法應用于恒流源設備。
本文研制了一臺應用于恒流源設備放電測試的饋能式電子負載，該電子負載能對恒流源設備進行測試老化和逆變饋網，從而實現對電能的再生利用。隨著電動汽車的逐漸普及，車載充電機的需求量也會增加，該電子負載無疑具有廣闊的應用前景。
文中首先闡述了饋能型電子負載的基本原理，然后分別從硬件結構和控制策略重點分析，最后給出了實驗參數與結果，驗證了本方案的可靠有效。

1 系統拓撲與工作原理
1．1 系統結構
恒流型饋能式電子負載主電路如圖1所示，它主要包括DC／DC直流變換器和DC／AC逆變器。DC／DC變換器需要對車載充電機進行負載特性模擬，即模擬蓄電池的充電特性，將輸入恒流源轉換為穩定的電壓源，并實現高頻隔離。它要同時級聯充電機與逆變器，是整個系統的核心與難點。DC／AC逆變器通過對電網進行同步檢測，將被測試電源輸出的能量無污染的回饋給電網。

大小。然后，通過線性光偶電壓采樣電路，檢測實際輸入電壓反饋值Ui，與設定值的偏差，送給PI環。最后，經PWM調節器，當Ui>時，增大占空比；當Ui時，減小占空比。實現對占空比的調整，從而調節支撐電容的充放電時間，維持輸入電壓恒定。
在整個過程中，系統實時監控充電機輸出電流Icc與全橋電路中電流Idc。若Icc恒定，則充電機測試合格。當Idc超過電流允許值時，PWM調節器會對pwm信號進行控制，維持系統的可靠運行。
與其他DC／DC控制方法不同的是，本實驗通過電壓前饋的方法，來實現輸出電壓的穩定，實驗結果驗證了此方法的可行性。
2．2 DC／AC控制環
逆變環節采用雙環控制，外環為逆變器直流側電壓控制環，內環為交流電流控制環。直流輸出電壓給定信和實際電壓值U0偏差值，交給PID調節器后輸出直流電流指令信號ImoIm和逆變器交流側輸入電網的電流幅值ia成正比，它與標準正弦波相乘后形成交流輸入電流的給定信號。與實際交流值ia的偏差值經P比例放大后，再經滯環控制得到spwm控制信號鎖相環PLL保證交流輸入電流的給定信號與電網電壓同步同相。

3 實驗結果及結論
3．1 實驗參數
本實驗以電動汽車車載充電機作為測試老化電源，其輸出電流恒定為8 A，直流電壓變化范隔為250～450 V。恒流式直流電子負載的主要參數如下：前級選用MOSFET SPW35N-60CFD雙管并聯，開關頻率為50 kHz：高頻變壓器參數：鐵氧體磁環，匝比1：1．5；整流二極管選用RHRG75120快恢復二極管；諧振電感Lr=12μH；隔直電容Cb=3μF；輸出濾波電感Lr=156μH；輸出濾波電容Cf=2 000μF。后級選用高頻開關管選用MOSFET SPW35N60CFD，頻率50 kHz，低頻50 Hz，選用IGBT G80D60；LCL濾波電路參數：L2=L3=680μH，Cf2=4μF。實驗結果表明，最大功率可達3．5 kW，工作效率約為88％，工作性能良好，且能實現全正弦回網。
3．2 基本波形
如圖5所示，當輸入電壓設定為250V，開關頻率為50kHz時的實驗波形。圖5(a)為功率管Q3驅動信號及漏板電壓波形，由圖可知Q3實現了零電壓開通與關斷。圖5(b)為變壓器原邊電壓及電流波形圖，對比理論波形圖圖2可知，電壓電流波形較理想。圖(c)為逆變器并網輸出側電壓電流波形圖。

4 結束語
文中基于TMS320F28335高精度數字控制，采用一種原邊帶箝位二極管ZVS移相全橋變換電路，級聯H橋逆變器的一種新型恒流型饋能式電子負載，經車載充電機放電測試，驗證了數字控制系統實現的可行性，能可靠地實現軟開關，很好的實現并網目標。