高可靠性高频开关电源的应用

高可靠性高频开关电源的应用

一、高频电源的应用直流电源是网络系统的基本工作电源。它的可靠性直接影响到电网的安全运行和冶金的安全生产。在这项工作中，我们分析了中国产品的优缺点，使用了国际能源电子技术和新设备，结合中国高铬合金电网的特点，成功应用高可靠和高成本的高频开关。二、高频开关技术具有“遥测、遥信、遥控、遥调”功能，达到无人值班的目的。应有很高的可靠性，以保障供电系统的安全运行。采用高频开关技术，使效率高、体积小、噪声低。各整流模块之间应很好均流，任意并联扩容。稳压精度、稳流精度、纹波系数等指标应很好。满足蓄电池全自动充放电要求，充满容量而不过充。三、集中监控和集中监控以前采用磁饱和式和可控硅式，体积很大、笨重、噪声大、效率低、纹波大，为一主一备方式，较难实现集中监控，维修也不方便。斩波式稳压充电机，虽有开关电源的雏形，但不是模块化，仍存在体积大，噪声大等缺点，不能并联均流工作，维修也不便。四、直流式智能管理系统由交流配电装置、直流配电装置、整流模块、监控模块、自动调压装置、信号采集与转换系统等组成。两路市电主备工作，市电1优先，提供交流电源给整流模块，整流模块将交流变换成直流后，分别供给动力母线和控制母线，再经各自的馈出开关向负载提供电源。整流模块同时对蓄电池充电。当电网停电时，整流模块停止工作，由蓄电池向动力母线供电，同时向控制母线供电，或通过自动调压装置向控制母线供电。监控模块完成对整个系统的监测、控制和告警，通过某种通讯方式与综合自动化装置相连，实现集中监控。五、高频开关流处理器1、高可靠性开关目前在低压直流（如48V通讯）中较多采用，但存在桥臂直通的可能，其可靠性难以保证，正激变换则完全避免了上述缺点，在要求高可靠性的开关电源中越来越广泛地被采用。通过分析日本、西德等一些进口产品，根据电力电源电压高的要求，我们采用了双端正激拓朴方式。2、其他正激变换器包括高频逆变、高频变压器和二次整流流，原理简图见图：S1、S2、B1、D1、D2完成第一个正激变换器。S3、S4、B2、D3、D4完成第二个正激变换器。两个正激变换器输入相串联，共同分担较高的直流电压。两个正激变换器输出相关联，叠加输出直流电流。这种方式可降低开关管的耐压要求，S1至S4采用高速IGBT器件IRG4PC40W，两个正激变换器的驱动脉冲相位相差180°，可使变换频率提高一倍，达到80KHZ。3、均流总线管送采用最大电流法，任何时候，随机性地产生一个最大电流的整流模块，叫主模块，其电流信号通过二极管送往均流总线；其它模块叫从模块，从模块自动跟踪主模块的输出电流，以达到均流之目的。主模块是随机性的，当其故障时，自动退出运行，又自动产生另外一个主模块。这种均流方式由模块自身保证，不受监控模块控制，即使监控模块退出运行，也能保证很好地均流，从而大大提高了运行的可靠性。六、处理器软件设计由采样板、A/D板、D/A板、通信板、主板、电源板等组成，输入输出信号均经光耦隔离，提高系统的抗干扰性。除了具有对电源系统各单元运行状态与参数进行采集处理、显示、参数设置及电池自动充放电功能外，还具有与上位监控计算机通讯的功能。能随时接受上位机送来的命令，并根据命令对电源系统进行操作，或将电源系统各单元运行状态及参数传送给上位机。采用80C196高性能16位微处理器，软件看门狗技术，抗干扰能力强。具有液晶汉字显示，键盘操作，串行口通信，CAN总线等单元，通过RS232、RS485实现“四遥”，达到无人值班目的，可支持多种通讯协议，通过CAN总线扩展，可与绝缘选线装置、电池巡检装置、逆变器、通讯电源变换器等相接，完成集中监控系统。软件设计满足图4运行过程示波图全自动要求（见图四）：1、系统按电池充电恒流值稳流充电，电压达到均充电压时，以均充电压值稳压充电，此时充电电流逐渐减小，减小到投运电池安时数的1/100时，再延时计时均充时间，时间到即转入浮充稳压运行。2、在浮充运行中，每隔设置的浮充周期（在浮充时间中设置），系统自动转入稳流充电，电压达到均充电压时，以均充电压值稳压运行，当充电电流逐渐减小到投运电池安时数的1/100时，再延时计时均充时间，时间到即将转入浮充稳压运行。3、交流停电时，由蓄电池向负载供电。4、当交流恢复供电时，如果停电时间较短，即直接进入浮充稳压运行。如果停电时间较长，系统进入稳流充电，经均充稳压，待充电电流减小到电池安时数1/100时，再延时均充计时时间，然后转入浮充稳压运行。5、在自动运行过程中，可操作监控模块进行强制均充、浮充转换，参数设置，查询和开关机。6、如果设有温度补偿，系统按补偿后的输出电压运行。七、u2009蓄电池充放电管理选用的产品经检测，各项性能指标均优于有关标准：1、输入电压：AC380V±15%，50HZ±10%。2、输出电压：220V(198-286V可调）。3、稳压精度≤±0.5%，稳流精度≤0.5%，纹波系数≤0.2%。4、控制母线调压范围：±10%。5、蓄电池充电限流：20-100%额定电流值连续可调。6、噪声：≤50dB。7、可靠性指标：MTBF≥100000小时。8、电磁兼容性：符合GB6833-87标准。9、柜体外形尺寸：2260×800×600mm。八、可靠性和环保性几年来，我公司共安装了长沙丰日电气集团公司生产的GZG-4产品6台，未发生过大小事故，可靠性很