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动力锂电池充电电源模块JZL750Q30

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摘要:本文描述了动力锂电池充放电源整流模块,JZL750Q30的主要功能与电气性能指标,意为高精度动力锂离子电池直流充电系统、高等级电力直流屏柜之电源整流模块的配置提供技术参考,也为动力锂电池化成充电、分检放电生产设备的组建,作以应用技术说明。

关键词:整流模块,动力锂电池,锂电池化成分检设备。
1 概述
1.1 产品用途:一种提供AC-DC、DC-DC用作电能量转换的整流模块。
1.2说明书编制依据:中华人民共和国《电力用高频开关整流模块》DL-T781-2001国家标准。
注: 因动力锂电池充电电源模块类的国家标准仍未出台, 考虑到DL-T781-2001在行业内的技术指标等级要求较高,内容制定较为严谨, 故以沿用。
2 引言
该电源整流模块,能够单台独立或N+M并机完成交流到直流,直流到直流的高品质电能源转换。模块置有MPC电源监控与LED多功能指示及4位数显功能,通过置于面板上的按键及电位器,可对整流模块的直流输出电压、电流进行手动调节。在系统化应用时,通过系统中配置的上位机,自动对电源整流模块的电压、电流进行高精度调节及必要的系统所需参数设定。模块具备输入过欠压、直流输出过压、过流、过热等故障自检及保护功能。外形为2U结构,尺寸为:高87mmX宽430mmX深430mm。
3 主要应用技术
动力锂电池充放电源整流模块JZL750Q30,是高精度动力锂电池直流集成系统中,所占功能性模块数量份额最多、功率等级最大、成本造价最高的重要核心模块群。其对品质、精度的要求,以及系统应用场所可靠性的何等重要,是可想而知的,由此,电源整流模块JZL750Q30不但预置有多种自检及保护功能外,最主要的是引入了“N+M并机备份电隔离均流技术”及高转换效率、高可靠的“全桥移相LLC谐振自适应全软开关功率变换技术”,用以加强直流系统的可靠运行。
3.1并机均流
整流模块在一台以上用作系统化配置时,直流输出线均是并接于合闸母线上, 因系统内的每台整流模块的静态及动态电阻无法做到一致而形成差异,致使并机输出电流无法均等,由此,必须在每台单元整流模块内设置功能性并机均流单元电路,用来控制整流模块到合闸母线上的直流输出电流分别均等。
3.2N+M并机备份电隔离均流技术
“N+M并机备份电隔离均流技术”有别于常规的并机均流技术,常规均流电路与功率直流输出电路为电气不隔离方式,在一台以上作直流母线并接配置时,会因整流模块在维护时的热插拨插针失步或其它原因,会存在模块输出电路与直流母线接触不良或开路现象发生,如此,极有可能造成母线大电流旁路到均流电路中去,烧毁系统所有均流电路而导致整个直流系统崩溃。作电气隔离了的均流技术,对系统不会构成此类影响。
3.3全桥移相LLC谐振自适应全软开关功率变换技术
由于其技术工作模式的特殊性及固有特征的存在,解决了常规开关功率变换技术所存在的以下关键技术问题: 
其一、全桥移相ZVS模式,在空载或较轻负载条件下工作时,因滞后臂功率开关器件不能很好的进入ZVS模式下工作,出现固有环流现象而不得已以热耗功,来维持系统的平衡关系。高频输出整流二极管无论在任何负载条件下, 均为电流硬开通及关断工作模式,使得整个功率变换过程出现综合性高功耗而带来的过热及高EMI问题发生;
其二、常规kW级以上大功率LLC谐振软开关功率变换技术,在空或较轻载条件下,为迎合输出稳压精度与系统稳定性,大多以调PWM之硬开关方式并加大输出死负载电阻来维持系统的稳定,亦然呈现出与全桥移相ZVS模式类同的以热耗功缺陷;
其三、常规kW级以上大功率LLC谐振软开关功率变换技术,在空或较轻载条件下,因其PID自控制技术的幅频特性及相位裕度为定值,在LLC谐振调频与PWM调脉宽的结合点处因失调而出现系统不稳定现象发生。
然而,全桥移相LLC谐振自适应全软开关功率变换技术,不同于以上,它在空或较轻载条件下均在软开关模式下工作, 整流模块即使完全在空载条件下工作时, 模块的稳压稳、流精度均可满足0.1%等级要求,且死负载电阻不足电源功率总定值的0.1%;
由于其为全软开关工作模式,使得功率开关器件于零电压、快速整流二极管于断续或临界断续状态下工作,较少存在开关应力及二极管反向恢复带来的高频损耗、高EMI等不良现象,从而,解决了以前它类功率变换器诸多不良问题,使得整流模块具有更高频、高效、高功率密度、低噪声等诸多优点,为整流模块产品的小型化、直冷化结构方式及高品质要求,奠定了良好基础,亦为本文所主张的现代绿色新能源化直流充放电电源系统所需之基础模块应用,给予可行性支持。
4 主要技术特点
4.1应用了较高效率的“全桥移相LLC谐振自适应全软开关功率变换技术”,高频噪声低,功率损耗小,效率高,极具优良的电磁兼容性及精准的电气特性;
4.2应用了“N+M并机备份电隔离均流技术”,使得系统更稳定。如系统出现个别模块故障,则故障模块会自动退出;负母线如出现接触不良或开路现象发生,不会像它类非电气隔离方式均流技术所构成的可能造成系统崩溃现象,且具有理想的N+M均流运行精度。注:N+M,N表示电源系统中的模块额定用量,M表示模块冗余度;
4.3应用了高速高精度模拟PID自动控制技术,使得电源模块直流输出稳压、稳流精度精优于0.1%,可以很好地支持高等级动力锂电池充放电系统、电动大吧车充电站、电力直流屏、动力锂电池化成、分检设备的构建与高精度要术;
4.4直流输出具有无级调整恒压、衡恒流功能,根据负载容量要求可随时进行参数设定;
4.5具有短路自适应回缩特性,输出即使处于长期短路状态,整流模块也不致损坏;
4.6具有输出防反接功能,当输出电池反接时,模块无输出,更安全;
4.7电源模块内置监控功能,如出现输入过压、欠压,输出过压、欠压、过流、短路、超温等现象发生时,面板上的LED指示灯可进行多种自检、故障警示功能;
4.8具有人机对话以及与上位机通讯遥信遥调功能,较易构建自动化直流成套系统;
4.9符合电磁兼容和安规要求,电气参数均优于中华人民共和国《电力用高频开关整流模块》DL-T781-2001国家标准相关规定;

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