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闲聊:关于能量反馈型电子负载的一些问题

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MCU起航
发布2020-06-29 15:22:54
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发布2020-06-29 15:22:54
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关于文章的发布方向,虽然是单片机为主,但也尽量考虑一些其它的类型。毕竟固步自封,没什么好的结果。也欢迎大家留言,把你们感兴趣的话题说出来。太简单的,像查个数据手册就能知道的就算了,也别找我做课程设计。

前几天说了电子负载,感兴趣的朋友不少。有粉丝留言:

其实看名字我就猜的差不多了,不过有论文可以看,想想还有点小激动!

安排!

论文发到我邮箱了,全名《基于STM32的能量反馈型电子负载设计》,感兴趣的朋友可以在网上搜一下,可以搜到。

我大致看了,原理方面理解起来不难,要理解这个东西,需要有几点的知识基础:

1、负载、电子负载

2、逆变器

3、交流电的相位

先说负载,说白了就是耗电的设备。根据耗电的特性,也就是电流和电压的相位关系,负载分为三种:阻性负载、容性负载、感性负载。

当今市面上的电路,集成度都比较高。很少有纯粹的电阻、电容或电感,很多都是三者皆有。这些电路中容抗比感抗大,电路呈容性反之为感性。通常的用电器中并没有纯感性负载和纯容性负载。因为这两种负载不做有用功。

阻性负载最好理解,就是个电阻。生活中常见的热的快、电热毯,基本上都是靠电阻发热工作的。

然后是感性负载,也好理解。负载是个电感、线圈类的东西。生活中常见的风扇、电机等等都是。

最后是容性负载,常见的是电脑和电视。

然后是电子负载,这是控制功率MOSFET的导通深度,靠功率管的耗散功率(发热)消耗电能的设备。由于它有完善的保护功能、负载功率可调节、可模拟成容性阻性感性等负载,使用方便,所以用途也是比较广泛的。

当然,遗憾的就是电子负载在工作的时候,那些能量都被哗啦啦的消耗了。

接下来是逆变器,逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成定频定压或调频调压交流电(一般为220V,50Hz正弦波)的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

咱们国家的民用电是220V,工业用电是380V,都是交流电。而电池,或者电瓶里存储的电都是直流电,这两者是不能直接转换的。

如果在停电的情况下,你想把电瓶里的电变成220V给家里电器用,那么就需要一个逆变器。用的时候注意使用功率,不要超过逆变器的功率上限。

这里思考一个问题,逆变器出来的220V能否直接接入到家里的220V电上。思考一会儿,思考完了看下面。

最后,也就是相位的问题。

刚才让你们思考的问题,想的怎么样了?

答案是:不行!

原因很简单,家庭用电是220V的正弦波交流电,频率50HZ。逆变器逆变出来的电,也是220V正弦波交流电,50HZ(不考虑那些波形不标准、频率不标准的产品)。你怎么保证逆变器的波形相位刚好和家庭用电的相位一致?

如果同一时间逆变器的电压在零下,而家里的电在零上,直接接入的话,可以看烟花了!

当然,并不是绝对不行。如果能把相位的问题解决,是可以接入的。某宝搜:并网逆变器。

有人又有脑洞了,如果我弄一片太阳能发电,然后逆变入网,我家的电表会不会倒着走?

关于个人发电,能否卖给国家电网,是有相关的政策的,只是我个人不了解。欢迎了解的同学发言,如果没人发言就百度吧!

最后,回到主题:能量反馈型电子负载!

他这里说的能量反馈,并不是类似PID算法里的反馈控制的“反馈”。前面我提到说,电子负载在工作的时候,能量都哗啦啦的浪费掉了。而这里的反馈是针对这些能量,因为觉得浪费可惜,所以把能量存储、逆变一下,又送回到家用的220V电网里。用省下来的电,玩会儿手机,它不香吗?

硬件框图如下:

好了,虽然原理大致理解了,但实现起来还是有一定难度。毕竟要接入220V电网,无论是软件还是硬件,没有强电设计经验的就算了,安全第一。

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原始发表:2020-02-14,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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