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智能高频开关电力操作电源系统基本组件
索引：高频开关电力操作电源,直流屏,电力直流电源,高频开关直流电源柜 发布日期：2022-07-13
主要介绍基本组件的原理、参数指标、接口关系、设计参考，同时详细介绍基本组件在系统中的使用方法。
充电模块（必选件）
1 充电模块外形
充电模块的外型如图1所示：
图 1 充电模块外形
2 充电模块工作原理
充电模块工作原理如图 2：
图 2 充电模块原理图
三相交流电源经过EMI滤波器输入到整流电路，将交流整流为脉动的直流输出，通过无源功率因数校正（PFC）电路，将脉动的直流转换为平直的直流电源，DC/AC高频逆变器将直流转换为高频交流电源，通过高频整流电路将高频的AC转换为高频脉动的直流，此直流通过高频滤波输出。
其中DC/AC高频变换电路在脉宽调制（PWM）电路的控制下通过调整变换电路的脉冲宽度，以实现电压调整（包括稳压和电压整定）。
整个充电模块在微机系统的监控下工作，包括模块的保护、电压调整等，同时微机实现将充电模块的运行数据上报到监控模块和接受监控模块的控制命令。
3 充电模块技术指标
充电模块的主要功能是实现AC/DC变换。充电模块可以在自动（监控模块控制）和手动（人为控制）两种工作方式下工作。充电模块有四种型号，以适应用户的不同需要：
充电模块的通用技术指标如表 1～表 4所示：
表 1 充电模块输入特性表
表 2 充电模块输出特性表
表 3 充电模块保护特性表
表 4 充电模块监控功能说明
4 充电模块接口
充电模块通过模块后面板的一体化输出插座输出信号，充电模块后面板布置如图 3所示：
图 3 充电模块后背板布置图
一体化端口各引脚信号如下图 4所示：
图 4 充电模块输出一体化端口定义图
接口特性如下表所示：
5 充电模块使用说明
充电模块前面板如图 5所示：
图 5 充电模块前面板图
充电模块前面板上的高亮度LED数码管指示模块的输出电压或电流，由显示转换开关进行切换。
面板上的发光二极管分别指示模块输入电源正常（绿色）、模块保护（黄色）、模块故障（红色）。 其中，模块保护包括交流过、欠压，过温、缺相，输出欠压等；模块故障包括模块输出过压。
模块面板上嵌入的电位器用来调整模块在手动状态下的输出电压，注意只有在手动方式下，调节该电位器才起作用。
充电模块地址及手动/自动拨码开关用来设置模块通讯地址和选择手动功能，其定义如图2-1-6所示：
图 6 充电模块地址及手动选择六位拨码开关图
自动/手动工作方式：
自动：在自动工作方式下，模块的输出电压、限流点、开关机均由监控模块进行控制，人工无法进行干预，如果模块设计用作合闸模块，对电池进行充电，一般应设置为自动工作方式。
手动：手动状态下，模块的输出电压有上述介绍的面板电位器进行调整，模块的输出电压、限流点和开关机等均不受监控模块控制，但可以将模块的运行参数上报给监控模块。如果模块连接到控制母线上，为单一稳定电压输出，应将模块设置为手动状态，调整电位器为需要输出的电压值，此时模块的限流点全部放开，为105％～110％。
注意：
调节电位器可使充电模块输出电压最高达到284V/142V，在系统正常时请勿随意调节该电位器。由于不同用户选择蓄电池的节数有差异，为安全起见，充电模块的输出在出厂时已整定在234V/117V浮充电压值上。
地址设置
地址选择开关决定充电模块与监控模块通讯时的二进制地址，拨码向上拨代表二进制为0，向下拨代表二进制数1；模块地址是监控模块识别各充电模块的唯一标志，同一系统中模块的地址设置不能相同。
模块的地址设置开关为5位，因此模块的地址设置范围为2 5＝32，也就是说，在挂在同一条通讯线上（对应监控模块的一个串口）的模块数不能超过32个，但监控模块中最多可以设置的模块数为64，这是可以通过将模块分成两组，连接到不同的通讯线上（即监控模块不同的串口）来解决。
模块地址设置为二进制数，在监控模块中设置模块的地址为十进制数，他们之间的转换关系为：
表 5 二进制与十进制对应关系
例如：地址设置拨码开关如图 7所示的位置。（黑色为拨码位置）。其表示二进制10100，从表中可查出十进制地址为20。
图 7 模块地址拨码开关设置
充电模块显示内容：充电模块的LED可以显示模块的输出电压和输出电流，其切换通过面板上的显示切换开关来切换。显示电压为3位，显示电压精确为0.1A，显示误差为±1个字。
注意：
未经许可，严禁擅自打开模块外壳。否则，由此造成的设备损坏以及人身伤害我司概不负责。同时，由此造成的技术秘密的泄漏，我司保留追究相关法律责任的权利。
6 模块信号转接板（必选件）
每一个充电模块都对应一套模块信号转接板组件，包含以下物品：
组件应该在系统装配之前组装好，其组装步骤如下：
1、焊接大号插针电缆。
根据设计选取需要长度的电缆，电缆型号选择如下表所示：
电缆焊接如图 8所示：
图 8 电缆焊接示意图
2、分别将焊接好的电缆的插针插入一体化插座，如图 9所示：
图 9 一体化插座插接示意图
注意：
插座第4脚应连接系统保护地PE(系统外壳)，按照标准采用黄绿色导线。
3、关于一体化插座的固定
一体化插座的固定可以采用开槽圆柱头轴位螺钉进行固定（此螺丝我司不提供，请设计时予以考虑），图2-1-10为此螺钉尺寸参考示意图：
图 10 轴位螺钉尺寸示意图
一体化插座可以固定死，由于充电模块的输出插座留有一定的间隙，允许其固定位置有1～2mm的偏差。
注意：
模块输出转接板已经和一体化插座焊接在一起，固定组件时的安装的开孔尺寸一定考虑可以将整个插座放入！
此外，我们同时提供模块插框，一个模块插框可以容纳三个充电模块。
也可以设计其他的固定方式，但不管采用何种方式，需要按照模块的尺寸和背板的尺寸来严格设计一体化插座的位置，下图提供模块有关的参考尺寸图：
充电模块的外形尺寸如图 11所示：
图 11 充电模块外形尺寸图
充电模块的装配尺寸
设计模块的插框时，应保证整个充电模块刚好能够插入插框，模块后部通过一体化插座固定，保证其上下和左右方向的固定，装配尺寸如图2-1-12所示，通过模块卡锁槽位的设计，保证其前后方向固定其尺寸也如图2-1-12所示，槽位的深度为12mm。相邻三个模块的安装尺寸如图2-1-12中下图所示。
注意：
充电模块与系统在结构上为松散连接，系统运输时必须将充电模块拆下，单独包装发运。否则，将造成充电模块损坏。
图 12 充电模块安装配尺寸图
4、均流通讯线
电缆长度根据实际的设计柜体来选择，电缆一般选择四芯屏蔽电缆，也可以选择非屏蔽电缆。电缆的两头直接和信号转接板的J3、J4相连。
注意：
在选择多芯电缆时，对于多余的电缆请不要作任何连接，否则可能导致通讯质量的下降，造成通讯中断的故障。
当母排所连接的充电模块数量比较多时，需要在模块通讯线上并接抗干扰组件。这些组件已经焊接在信号转接板上，这时需要设置抗干扰适配组件的跳线。注意，对于一个系统，只需要短接其中一个充电模信号块转接板上的JP1和JP2即可，将其他所有模块转接板上的跳线断开。
