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电力智能高频开关电源模块的工作原理

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2019-06-24 14:21:08 来源:万正电源集团有限公司

一、智能直流屏电力智能高频开关电源模块功能特点:


1、LCD汉字显示,模块工作状态和工作参数一目了然,在系统主监控工作时,模块接收主监控发出的工作参数,无主监控器时,可以在模块面板上方便的设置模块工作参数,模块可脱离主监控器工作;


2、WZD22010-3系列整流模块可充当便携式充电机使用,整流模块本身可设定均充电压,均充时间,转换电流,转换时间,浮充电压,浮充时间等参数,设置完成后充电模块可独立完成对蓄电池组的充电过程(无需监控),并且在充电过程中能根据充电电流值大小自动完成均浮充状态的转换,从而保证了电池组充电时的安全和快捷。


3、多充电模块在无监控系统并机运行时,只需在其中一个模块上设置运行参数,其它充电模块无需单独设置即可按照该模块的运行参数同步运行,使用方便。


4、软件校准技术:


传统模块参数整定都采用电位器整定,但存在固有缺陷,如电位器漂移问题以及现场调整不便等问题;我公司生产的WZD22010-3模块采用软件校准技术,模块内部没有一个电位器,通过按键和LCD显示可以校准模块输出电压、输出限流、电压测量、电流测量;模块参数调整方便快捷;


5、自主均流技术:


模块采用自主均流技术,模块间电流偏差小于3%;


二、ZVS软开关技术:


为了使开关电源能够在高频下高效率地运行,我公司不断研究开发高频软开关技术,已开发成功ZVS边缘谐振技术,使开关过程损耗大为降低,从而进一步减小体积、减轻重量、极大提高模块性能。


1、ZVS软开关优点:


a、开关损耗小;


b、可实现高频化(极限頻率可做到1-2MHz)、开关过程在平滑状态下实现;


c、恒频运行,谐波成份小;


d、无吸收电路;


e、电流、电压应力小;


2、ZVS软开关基本原理:


硬开关过程和软开关开关过程比较如下图。


硬开关过程与软开关开关过程比较图.png


a、功率MOSFET损耗由三部分组成:开通损耗、关断损耗和导通损耗组成,硬开关在开关过程中电压和电流同时变化,即存在高压大电流的状态,此时损耗很大,一般需要加吸收电路减小开关损耗,同时在关断过程中,VDS会出现过冲,对功率管有较大的损害;


b、ZVS软开关开关过程中开通时VDS降到0V时电流上升,关断时电流降到0A时VDS上升,因而理论上无开关损耗,实际中VDS和电流变化有一定的重叠,但开关损耗和硬开关相比较大大降低;


c、ZVS软开关的电压和电流的变化平滑,VDS无过冲,因而输出谐波成份小、电磁干扰小。


三、模块工作原理:


1、三相交流输入首先经防雷处理和EMI滤波。该部分电路可以有效吸收雷击残压和电网尖峰,保证模块后级电路的安全;


2、三相交流经整流和无源PFC后转换成高压直流电,经全桥PWM电路后转换为高频交流,再经高频变压器隔离降压后高频整流输出;


3、模块控制部分负责PWM信号产生及控制,保证输出稳定,同时对模块各部分进行保护,提供“四遥”接口;


4、模块监控完成模块参数设置、模块工作参数及状态的检测和显示、模块工作参数校准,完成模块和主监控器之间的通讯,实现四要功能;


5、模块采用无源PFC技术,功率因素达到0.9以上;采用高频软开关技术,模块转换效率大大提高,满载输出时效率高达94%;


6、均流控制实现模块并机时输出自主均流,使模块并机工作时均分负载;


7、模块监控采用单片机控制,实现模块输出电压电流采集;


8、实现开关机、均浮充、输出电压、输出限流控制;


9、实现模块参数设置和模块参数校准;通过RS485通讯口实现“四遥”。


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