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智能高頻開關電力操作電源系統基本組件
索引：高頻開關電力操作電源,直流屏,電力直流電源,高頻開關直流電源柜 發布日期：2022-07-13
主要介紹基本組件的原理、參數指標、接口關系、設計參考，同時詳細介紹基本組件在系統中的使用方法。
充電模塊（必選件）
1 充電模塊外形
充電模塊的外型如圖1所示：
圖 1 充電模塊外形
2 充電模塊工作原理
充電模塊工作原理如圖 2：
圖 2 充電模塊原理圖
三相交流電源經過EMI濾波器輸入到整流電路，將交流整流為脈動的直流輸出，通過無源功率因數校正（PFC）電路，將脈動的直流轉換為平直的直流電源，DC/AC高頻逆變器將直流轉換為高頻交流電源，通過高頻整流電路將高頻的AC轉換為高頻脈動的直流，此直流通過高頻濾波輸出。
其中DC/AC高頻變換電路在脈寬調制（PWM）電路的控制下通過調整變換電路的脈沖寬度，以實現電壓調整（包括穩壓和電壓整定）。
整個充電模塊在微機系統的監控下工作，包括模塊的保護、電壓調整等，同時微機實現將充電模塊的運行數據上報到監控模塊和接受監控模塊的控制命令。
3 充電模塊技術指標
充電模塊的主要功能是實現AC/DC變換。充電模塊可以在自動（監控模塊控制）和手動（人為控制）兩種工作方式下工作。充電模塊有四種型號，以適應用戶的不同需要：
充電模塊的通用技術指標如表 1～表 4所示：
表 1 充電模塊輸入特性表
表 2 充電模塊輸出特性表
表 3 充電模塊保護特性表
表 4 充電模塊監控功能說明
4 充電模塊接口
充電模塊通過模塊后面板的一體化輸出插座輸出信號，充電模塊后面板布置如圖 3所示：
圖 3 充電模塊后背板布置圖
一體化端口各引腳信號如下圖 4所示：
圖 4 充電模塊輸出一體化端口定義圖
接口特性如下表所示：
5 充電模塊使用說明
充電模塊前面板如圖 5所示：
圖 5 充電模塊前面板圖
充電模塊前面板上的高亮度LED數碼管指示模塊的輸出電壓或電流，由顯示轉換開關進行切換。
面板上的發光二極管分別指示模塊輸入電源正常（綠色）、模塊保護（黃色）、模塊故障（紅色）。 其中，模塊保護包括交流過、欠壓，過溫、缺相，輸出欠壓等；模塊故障包括模塊輸出過壓。
模塊面板上嵌入的電位器用來調整模塊在手動狀態下的輸出電壓，注意只有在手動方式下，調節該電位器才起作用。
充電模塊地址及手動/自動撥碼開關用來設置模塊通訊地址和選擇手動功能，其定義如圖2-1-6所示：
圖 6 充電模塊地址及手動選擇六位撥碼開關圖
自動/手動工作方式：
自動：在自動工作方式下，模塊的輸出電壓、限流點、開關機均由監控模塊進行控制，人工無法進行干預，如果模塊設計用作合閘模塊，對電池進行充電，一般應設置為自動工作方式。
手動：手動狀態下，模塊的輸出電壓有上述介紹的面板電位器進行調整，模塊的輸出電壓、限流點和開關機等均不受監控模塊控制，但可以將模塊的運行參數上報給監控模塊。如果模塊連接到控制母線上，為單一穩定電壓輸出，應將模塊設置為手動狀態，調整電位器為需要輸出的電壓值，此時模塊的限流點全部放開，為105％～110％。
注意：
調節電位器可使充電模塊輸出電壓最高達到284V/142V，在系統正常時請勿隨意調節該電位器。由于不同用戶選擇蓄電池的節數有差異，為安全起見，充電模塊的輸出在出廠時已整定在234V/117V浮充電壓值上。
地址設置
地址選擇開關決定充電模塊與監控模塊通訊時的二進制地址，撥碼向上撥代表二進制為0，向下撥代表二進制數1；模塊地址是監控模塊識別各充電模塊的唯一標志，同一系統中模塊的地址設置不能相同。
模塊的地址設置開關為5位，因此模塊的地址設置范圍為2 5＝32，也就是說，在掛在同一條通訊線上（對應監控模塊的一個串口）的模塊數不能超過32個，但監控模塊中最多可以設置的模塊數為64，這是可以通過將模塊分成兩組，連接到不同的通訊線上（即監控模塊不同的串口）來解決。
模塊地址設置為二進制數，在監控模塊中設置模塊的地址為十進制數，他們之間的轉換關系為：
表 5 二進制與十進制對應關系
例如：地址設置撥碼開關如圖 7所示的位置。（黑色為撥碼位置）。其表示二進制10100，從表中可查出十進制地址為20。
圖 7 模塊地址撥碼開關設置
充電模塊顯示內容：充電模塊的LED可以顯示模塊的輸出電壓和輸出電流，其切換通過面板上的顯示切換開關來切換。顯示電壓為3位，顯示電壓精確為0.1A，顯示誤差為±1個字。
注意：
未經許可，嚴禁擅自打開模塊外殼。否則，由此造成的設備損壞以及人身傷害我司概不負責。同時，由此造成的技術秘密的泄漏，我司保留追究相關法律責任的權利。
6 模塊信號轉接板（必選件）
每一個充電模塊都對應一套模塊信號轉接板組件，包含以下物品：
組件應該在系統裝配之前組裝好，其組裝步驟如下：
1、焊接大號插針電纜。
根據設計選取需要長度的電纜，電纜型號選擇如下表所示：
電纜焊接如圖 8所示：
圖 8 電纜焊接示意圖
2、分別將焊接好的電纜的插針插入一體化插座，如圖 9所示：
圖 9 一體化插座插接示意圖
注意：
插座第4腳應連接系統保護地PE(系統外殼)，按照標準采用黃綠色導線。
3、關于一體化插座的固定
一體化插座的固定可以采用開槽圓柱頭軸位螺釘進行固定（此螺絲我司不提供，請設計時予以考慮），圖2-1-10為此螺釘尺寸參考示意圖：
圖 10 軸位螺釘尺寸示意圖
一體化插座可以固定死，由于充電模塊的輸出插座留有一定的間隙，允許其固定位置有1～2mm的偏差。
注意：
模塊輸出轉接板已經和一體化插座焊接在一起，固定組件時的安裝的開孔尺寸一定考慮可以將整個插座放入！
此外，我們同時提供模塊插框，一個模塊插框可以容納三個充電模塊。
也可以設計其他的固定方式，但不管采用何種方式，需要按照模塊的尺寸和背板的尺寸來嚴格設計一體化插座的位置，下圖提供模塊有關的參考尺寸圖：
充電模塊的外形尺寸如圖 11所示：
圖 11 充電模塊外形尺寸圖
充電模塊的裝配尺寸
設計模塊的插框時，應保證整個充電模塊剛好能夠插入插框，模塊后部通過一體化插座固定，保證其上下和左右方向的固定，裝配尺寸如圖2-1-12所示，通過模塊卡鎖槽位的設計，保證其前后方向固定其尺寸也如圖2-1-12所示，槽位的深度為12mm。相鄰三個模塊的安裝尺寸如圖2-1-12中下圖所示。
注意：
充電模塊與系統在結構上為松散連接，系統運輸時必須將充電模塊拆下，單獨包裝發運。否則，將造成充電模塊損壞。
圖 12 充電模塊安裝配尺寸圖
4、均流通訊線
電纜長度根據實際的設計柜體來選擇，電纜一般選擇四芯屏蔽電纜，也可以選擇非屏蔽電纜。電纜的兩頭直接和信號轉接板的J3、J4相連。
注意：
在選擇多芯電纜時，對于多余的電纜請不要作任何連接，否則可能導致通訊質量的下降，造成通訊中斷的故障。
當母排所連接的充電模塊數量比較多時，需要在模塊通訊線上并接抗干擾組件。這些組件已經焊接在信號轉接板上，這時需要設置抗干擾適配組件的跳線。注意，對于一個系統，只需要短接其中一個充電模信號塊轉接板上的JP1和JP2即可，將其他所有模塊轉接板上的跳線斷開。
