基于能量循環(huán)的電源節能方案

從以上能量反饋系統工作分析可知，能量反饋部分為系統穩定工作提供必要的保證，能量反饋部分組成可由圖5所示，主要包括：輸入部分、功率轉換部分、輸出部分、采樣、基準、比較器和控制器七個(gè)組成部分。

圖5能量反饋組成框圖

a)輸入部分是對輸入電能必要的濾波處理同時(shí)為控制器部分電路提供輔助工作電源；

b)功率轉換部分作用主要是在控制器的控制下，將輸入電能轉換為需要的電能；

c)輸出濾波部分主要作用是對功率轉換部分輸出電能進(jìn)行必要的濾波；

d)采樣部分主要是對輸出電能采樣提供與輸出呈線(xiàn)性關(guān)系的采樣信號；

e)基準部分提供與采用比較的穩定參考值；

f)比較器將采樣信號與基準信號比較，產(chǎn)生兩者的誤差信號；

　　g)控制器部分作用是根據比較器提供的誤差信號，給出對功率轉換部分的控制信號。

對于功率轉換部分的電路拓撲可根據功率大小以及轉換電壓，選定如buck型或boost型以及由此引申的各種電路形式?？刂破骺蛇x用專(zhuān)門(mén)的控制芯片或通用的處理芯片實(shí)現上述要求的控制。

試驗過(guò)程與結果

根據上述反饋部分的設計要求，采用一種轉換電壓從48V到200V功率為180W的直流變換器為需要例行老化的轉換器1，用于能量反饋的轉換器2電路主要包括兩大主要部分：分為功率轉換部分和控制器部分。在功率轉換部分的采用推挽轉換方式電路和全橋整流電路?？刂破鞑捎肬NITRODE公司的固定頻率，電流模式的PWM控制芯片3846，其內部電路圖由振蕩器、誤差放大器、基準源、鎖存器、圖騰輸出等組成。其主要特點(diǎn)是：逐周波電流限制、支持緩啟動(dòng)、差分電流檢測放大、高達500的工作頻率、500的峰值圖騰輸出以及欠壓鎖定等功能,比較便于外圍功能設定。按照上述的系統設計，依據例行老化。

圖6試驗結果對比圖

轉換器1的輸出功率，測試系統相應的消耗功率，同時(shí)對比沒(méi)有電能反饋模式下的消耗功率，所得的對比結果如圖6所示，由圖可知，在通常工作模式情況下，消耗功率大于輸出功率，同時(shí)隨著(zhù)輸出功率增大迅速上升；對于有能量反饋的模式，系統消耗功率小于工作循環(huán)功率，在輸出功率為100W前，曲線(xiàn)的增長(cháng)率較大，在輸出功率大于100W后，曲線(xiàn)增長(cháng)率較小且有一定的收斂趨勢。

結果分析：在通常工作模式情況下，曲線(xiàn)的波動(dòng)是由于電能轉換器的轉換效率影響造成的，由前面原理分析可知消耗功率為Pi=Po+Pw,如果轉換效率為，則Pi=Po/η，轉換效率η通常隨著(zhù)輸出功率的變化有一定的波動(dòng)，所以曲線(xiàn)的波動(dòng)符合理論分析；在有反饋的工作模式情況下，由前面原理分析部分得系統的消耗功率為Pi=Pw+Pwf，分別設轉換器1的轉換效率為η1，反饋部分的轉換效率為η2，則系統的消耗功率為：

由于η1和η2隨著(zhù)功率的加大都會(huì )有所提高，所以系數1/η1-η2會(huì )有一定的收斂，相應的功率消耗有一定的收斂符合理論分析。

基于能量循環(huán)的老化節能實(shí)現方法具有明顯的節能效果，能大幅度降低電源老化過(guò)程的電能消耗，從本質(zhì)上解決電源老化設備大能耗問(wèn)題。有利于降低生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)生產(chǎn)現代化水平，為國家節能降耗做出貢獻。