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高频开关整流模块K3A10使用说明手册
索引：K3A10,整流模块,高频开关模块 发布日期：2021-09-28
一、概述
K3A10电源模块是我公司自主研发生产的新一代高频整流模块，功率级采用变频自然谐振软开关技术；控制上采用智能控制技术；功率器件一律使用进口知名品牌器件；产品具有性能稳定、可靠性高、输出指标好等特点。
二、电源模块外特性
模块电源后面板
三、电源模块功能说明
1.保护功能
• 输出过压保护
输出电压过高对用电设备会造成灾难性事故，为杜绝此类情况发生，我公司的电源模块内有过压保护电路，出现过压后电源自动锁死，模块上相应故障指示灯亮，故障模块自动退出工作；硬件过压保护点设为150V±3V.
• 输出限流保护
电源模块的输出功率受到限制，输出电流不能无限增大，因此每个模块输出电流最大限制为额定输出电流的1.05倍，如果超负荷，模块自动调低输出电压以保护电源。
• 短路保护
模块输出特性如图1-1，输出短路时电源采用回缩下垂限流方式, 输出短路时模块在瞬间把输出电压拉低到零,，限制短路电流，此时电源输出功率为零，限制短路电流在额定输出电流的5％以下, 此时模块输出功率很小（几十瓦），以达到保护电源的目的。电源可长期工作在短路状态，不会损坏，排除故障后电源可自动恢复工作。
图1-1 电源输出特性
• 电源模块并联保护
每个模块内部均有并联保护电路，保证故障模块自动退出系统，而不影响其它正常模块的工作。模块并机输出示意图如下图所示。
模块并机输出示意图
• 过温保护
过温保护主要是保护大功率变流器件，这些器件的结温和电流过载能力均有安全极限值，正常工作情况下，系统设计留有足够余量，在一些特殊环境下，如环境温度过高情况下，模块检测散热器温度超过75℃时自动关机保护，温度降低到65℃时电源自动启动。
• 过流保护
过流保护主要保护大功率变流器件，在变流的每一个周期，如果通过电流超过器件承受电流，关闭功率器件，达到保护功率器件的目的。过流保护可自动恢复。
2.故障报警功能
在出现故障时模块会发出光报警。
3.通过主监控的设置功能
• 电源模块输出电压设置
• 无级限流
• 遥控功能
4.通过主监控的校准功能
• 模块电压测量校准
• 模块电流测量校准
• 模块输出电压控制校准
5.电池管理功能
在“充电”方式下工作，电流持续10秒超过设置限流值90%自动转换为均充工作模式；电流小于设置限流值10%自动转换为浮充工作，如果均充电时间超过16小时，无论电流大小，强制转换为浮充工作方式。
四、电源模块功能特点
1.软件校准技术
该电源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显示可以校准输出电压、输出限流、电压测量、电流测量；参数调整方便快捷。
2.自主均流技术
模块采用自主均流技术，可多台模块并机工作，模块间均流偏差小于3%；
3.变频自然谐振软开关技术
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llC变频自然谐振技术，使开关过程损耗大为降低，从而进一步减小体积、减轻重量、极大提高电源模块的性能。
A、变频自然谐振软开关优点
• 开关损耗小
• 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
• 变频运行，谐波成份小
• 无吸收电路
• 电流、电压应力小
B、LC变频自然谐振软开关基本原理
硬开关过程如图2-1，ZVS软开关开关过程如图2-2,LLC变频自然谐振软开关开关过程如图2-3。
图2-3 LC自然谐振软开关开关过程
功率开关器件的损耗由三部分组成：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。
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,虽然ZVS一般在半载和满载能实现零电压开通,降低了开通损耗,但在空载和小电流时很难实现零电压开通,因此还是有一定的开关损耗, 造成输出有不小的谐波成份.
LC变频自然谐振软开关开关过程中开通时VDS降到0V时电流成正弦缓慢上升，关断时电流降到很低时VDS上升，电流的上升和下降几乎成正弦波状态,因此在损耗上大大降低,提高了整机效率.这种模式不管在空载．半载还是满载都能实现零电压开通，LC变频自然谐振软开关与硬开关和ZVS相比较开关损耗大大降低。
LC变频自然谐振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。
五、电源模块技术指标
1.交流输入
三相输入额定电压：380V，50Hz。
电压变化范围：323VAC-475VAC。
频率变化范围：50Hz±10%。
2.直流输出
输出额定值： 20A/110V
电压调节范围：90V-150V
输出限流范围：10%-105%×额定电流
稳压精度：≤0.5%
稳流精度：≤1%
纹波系数：≤0.1%
转换效率：≥95%（满负荷输出）
动态响应：在20%负载跃变到80%负载时恢复时间≤200цS，超调≤±5%
可闻噪声：≤55db
工作环境温度：-5℃ -- 45℃
3.绝缘
绝缘电阻：直流部分、系统部分与地之间相互施加500V/50Hz的交流电压，绝缘电阻>2MΩ。
绝缘强度：交流部分与直流部分和机壳间，直流部分与机壳间施加50Hz的2KV 的交流电压，一分钟无击穿，无闪络。
4.模块四遥功能：
遥控：开/关机、均浮充。
遥调：输出电压、输出限流均连续可调。
遥测：输出电压、输出电流。
遥信：开/关机状态、故障类型。
5.结构外型：
电源模块尺寸：385mm(D)*132mm(H)*159mm(W)
电源模块重量：3.5KG
六、拨码开关操作说明
1.拨码高低电平说明：
拨码为ON时表示低电平“0”，相反方向表示高电平“1”。
2.通讯地址段设置：
通过前三个拨码(1、2、3)设置模块的地址。最多可以设置七个地址位，如011表示地址01，101表示地址02，000表示地址07。
3.通讯方式设置：
通过第4个拨码选择通讯方式。1选择485通讯，0选择modbus通讯。
4.控制方式设置：
通过最后两位拨码选择控制模式。11表示二段控母，10表示一段控母，01表示二段合母，00表示一段合母。
七、指示灯说明
1.绿灯（Work）：
绿灯每一秒闪烁一次表示正常工作。
2.红灯（Alarm）：
红灯闪烁表示故障，包括模块故障或通讯故障等（具体可通过系统监控查看）。
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