模块化直流电子负载的冗余设计

近年来，大容量DC电源已经被广泛使用。例如通讯用电源系统需要50V/2400A的电源供电，雷达发射器需要40V/1000A纹波小且稳定度高的低压大电流电源供电，为保障电源出厂后能长期稳定安全工作，必须对其进行测试与评估。传统的加载测试方法可靠性差，发热严重，造成严重的能源损失。因此，我们采用直流电子负载技术来解决这个问题。电子负载设备可实现各类负载的模拟，对电源进行检测，并将被测电源输出的能量逆变回馈给电网。传统直流电子负载应用单台设备可靠性很低，如果电子负载系统发生故障，则这个设备将不能正常工作甚至完全瘫痪，出现设备损坏以及数据丢失等严重损失。高可靠性是系统稳定工作的保证，因而冗余设计日益成为研讨热点，目前市场上对直流电子负载系统可靠性的要求日益增加，因此多模块与冗余设计不可或缺。
针对于低压大电流电源，采用模块化直流电子负载具有负载形式调整灵活、实验精度高以及节能减排等特点，系统实现各模块独立控制，解决了负载模拟模块功率各不相同的问题，降低了对整体对称性的要求，它使测试更加灵活，大幅度降低了系统控制环节的复杂性，且多模块结构保证了后级逆变环节电压达到并网电压要求，弥补了单台设备的不足。系统整体类似于电子变压器系统，完成了低压直流到高压交流的能量转换。若采用N 1冗余结构，当某一模块故障时，备份单元替代故障单元继续稳定工作，大大提升了系统的可靠性。本文详细叙述了采用模块化结构的直流电子负载其冗余设计方案。