RD系列电力智能高频开关电源模块使用手册(三相).doc

RD10(20)A230(115)C整流模块
§1 模块功能特点
l LCD汉字显示，模块工作状态和工作参数一目了然，在系统主监控工作时，模块接收主监控发出的工作参数，无主监控器时，可以在模块面板上方便的设置模块工作参数，模块可脱离主监控器工作。
l RD系列整流模块可充当便携式充电机使用,整流模块本身可设定均充电压,均充时间,转换电流,转换时间,浮充电压,浮充时间等参数,设置完成后充电模块可独立完成对蓄电池组的充电过程(无需监控),并且在充电过程中能根据充电电流值大小自动完成均浮充状态的转换,从而保证了电池组充电时的安全和快捷.多充电模块在无监控系统并机运行时,只需在其中一个模块上设置运行参数,其它充电模块无需单独设置即可按照该模块的运行参数同步运行,使用方便.
l 软件校准技术：传统模块参数整定都采用电位器整定，但存在固有缺陷，如电位器漂移问题以及现场调整不便等问题；我公司生产的RD10(20)A230(115)C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显示可以校准模块输出电压、输出限流、电压测量、电流测量；模块参数调整方便快捷。
l 自主均流技术：模块采用自主均流技术，模块间电流偏差小于3%；
l ZVS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ZVS边缘谐振技术，使开关过程损耗大为降低，从而进一步减小体积、减轻重量、极大提高模块性能。
1.1 ZVS软开关优点
² 开关损耗小
² 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
² 恒频运行，谐波成份小
² 无吸收电路
² 电流、电压应力小

1.2 ZVS软开关基本原理
硬开关过程和软开关开关过程比较如下图。
VDS
I
VDS
I
硬开关过程
ZVS软开关开关过程

功率MOSFET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。
ZVS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。
§2 模块技术指标
l 交流输入
三相输入额定电压：380V，50HZ。
电压变化范围：323V-437V。
频率变化范围：50HZ±10%。
l 直流输出
输出额定值： 10A(5A)(20A)/220V
10A(20A)/110V
电压调节范围：194V-291V
97V-145.5V
输出限流范围：(5%-100%)×额定电流
稳压精度：≤0.5%
稳流精度：≤0.5%
纹波系数：≤0.1%
转换效率：≥94%（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：-15℃ -- 45℃
l 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。
l 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。
l 结构外型： 模块尺寸：165x238x340mm(10A及5A模块) 305×238×330mm(20A模块)
133x238x355mm(新款10A及5A模块)
模块重量：7.5KG(10A及5A模块) 15KG(20A模块)
§3 模块工作原理
三相交流输入首先经防雷处理和EMI滤波。该部分电路可以有效吸收雷击残压和电网尖峰，保证模块后级电路的安全。
三相交流经整流和无源PFC后转换成高压直流电，经全桥PWM电路后转换为高频交流，再经高频变压器隔离降压后高频整流输出。
模块控制部分负责PWM信号产生及控制，保证输出稳定，同时对模块各部分进行保护，提供“四遥”接口。
模块监控完成模块参数设置、模块工作参数及状态的检测和显示、模块工作参数校准,完成模块和主监控器之间的通讯，实现四要功能。
模块采用无源PFC技术，功率因素达到0.9以上；采用高频软开关技术，模块转换效率大大提高，满载输出时效率高达94%。
均流控制实现模块并机时输出自主均流，使模块并机工作时均分负载。
模块监控采用单片机控制，实现模块输出电压电流采集；实现开关机、均浮充、输出电压、输出限流控制；实现模块参数设置和模块参数校准；通过RS485通讯口实现“四遥”。
交流
380V
直流
220V
防雷EMI
无源PFC
全桥
整流
DC/DC
变换
平滑
滤波
保护
输出
采样
反馈
电 源 控 制
过 温 保 护
模块监控
过压过流及短路保护
整流模块的原理框图
显示、按键
通讯接口
均流控制

§4 20A模块外形特点
l 模块前面板
LCD显示器

通 风 口

按键、指示灯

固定螺孔
拉 手

l 模块后面板
风扇

热插拔端子
（输入输出及均流通讯等接口）

§5 10A模块外形特点
l 模块前面板
拉 手
通 风 口
按键、指示灯

固定螺钉
LCD显示器

l 模块后面板
热插拔端子
（输入输出及均流通讯等接口）

风扇
风扇插座

§6 模块功能说明
5.1 保护功能
l 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，我公司的高频模块内有过压保护电路，出现过压后模块自动锁死，相应模块故障指示灯亮，故障模块自动退出工作而不影响整个系统正常运行；过压保护点设为300V±2V 。
l 输出限流保护
每个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模块。
l 短路保护
整流模块输出特性如下图，输出短路时模块在瞬间把输出电压拉低到零，限制短路电流在限流点之下，此时模块输出功率很小，以达到保护模块的目的。模块可长期工作在短路状态，不会损坏，排除故障后模块可自动恢复工作。
负载增大
I
整流模块输出特性
V
输出短路

l 模块并联保护：每个模块内部均有并联保护电路，绝对保证故障模块自动退出系统，而不影响其它正常模块工作。模块并机输出示意图如下图所示。
模块并机输出示意图
整流模块N
···
+
-
并联保护电路
整流模块2
并联保护电路
整流模块1
并联保护电路

l 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、风机停转等情况下，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℃时模块自动启动。
l 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。
5.2 测量功能
测量模块输出电压和电流以及模块的工作状态，并通过LCD显示，使用者可以直观方便的了解模块和系统工作状态。
6 故障报警功能
在模块出现故障时模块会发出声光报警，同时LCD上显示故障信息，用户能方便的对模块故障定位，便于及时排除故障。
7 设置功能
l 模块输出电压设置
通过LCD和按键设置模块的输出电压；根据设置的模块工作母线、模块充电状态、浮充电压、均充电压、控母输出电压等参数确定模块的输出电压。
l 无级限流
通过监控系统可在5% - 105%额定电流内任意设置限流点，限流点通过LCD和按键设置，根据设置模块工作母线限流等参数确定模块输出限流。
l 遥控功能
可遥控模块的开/关机、均/浮充电压转换。
8 校准功能
l 模块电压测量校准
通过LCD和按键校准模块输出电压测量；操作方法见“模块操作说明”。
l 模块电流测量校准
通过LCD和按键校准模块输出电流测量；操作方法见“模块操作说明”。
l 模块输出电压控制校准
通过LCD和按键校准模块输出电压控制；操作方法见“模块操作说明”。
9 通讯功能
设置
故障

220.0 V 运行
10.0 A 浮充
通讯

模块通过RS485和主监控之间通讯，主监控通过通讯实现模块参数设置，采集模块工作参数，控制模块工作状态。如果通讯故障
则模块自动转为自主状态,按照模块自身设定
的充电参数运行完成充电过程.
§7 显示说明
6.1 键盘及显示说明

设置 -- 改变显示状态
↑↓ -- 移动光标
+ - -- 改变设置值，校准调节
基本信息显示页：显示模块输出电压、电流、开/关机状态、均充、浮充状态。
设置 ◆ 开机
校准 均充
菜单及主要操作页：
按设置键进入菜单，移动光标
选择所需要操作的项目。

地址：12
6.2 参数设置页：

模块地址的设置
浮充:245 V◆
均充:256 V

浮充、均充电压设置

过压: 270 V

输出过压值设置

限流: 9.5 A◆

限流点设置

保存◆

保存设置参数

均充: 10 H

均充时间设置(1-20小时)

浮充: 2160 H

浮充时间设置(1-2160小时)

转换: 1 A

均浮充转换电流值设置

转换: 3 H

均浮充转换时间设置

7 测控校准页：
测量：220V ◆
测量：8.1A

测量校准：校准模块电压、电流显示与模块实际输出相符
控制：220 V ◆
保存

控制校准：通过“+”“—”键来调整模块的实际输出与控制显示的电压相符
8 故障信息显示页：
过温保护
故障显示信息：过温保护、过压保护过流保护、过压报警

§8 操作流程：
SET
基本信息
故障信息
↑ ↓
设置
浮充
校准
参数设置
系统校准
保存
保存
运行
↑ ↓
↑ ↓
SET
SET
↑↓
↑↓
↑ ↓
SET
运行状态切换
充电状态切换

§9 操作说明
8.1 开关机、均浮充操作：
进入菜单主操作页面，光标移动到相应位置，按设置键确认后改变当前状态。
8.2 模块参数设置：
l 地址设置：光标移到“地址”项，模块地址从1号开始连续编号，编号不能重复，重复会造成通讯故障，按“+、-”键改变模块地址。
l 浮充电压设置：光标移到“浮充”项，按“+、-”键改变浮充电压值；浮充电压在模块选择为“浮充”时作为模块的输出电压；浮充电压不能大于输出过压值。
l 均充电压设置：光标移到“均充”项，按“+、-”键改变均充电压值；均充电压在模块选择为“均充”时作为模块的输出电压；均充电压不能大于输出过压值。
l 限流设置：光标移到“限流”项，按“+、-”键改变限流的值；限流值在模块工作时限制模块的最大输出电流；限流值在1.0A – 10.0A(10A模块)或1.0A-5.0A(5A模块)或1.0A-20A(20A模块)可调 。
l 输出过压设置：光标移到“过压”项，按“+、-”键改变输出过压值；输出过压值作为模块的输出电压过压报警保护门限；输出过压值不能大于300V。
l 保存设置信息：光标移动到“保存”项，按“设置”键保存设置参数并退回到基本信息显示页；保存数据掉电后不丢失。
l 不保存返回：光标在除“保存”项任何位置，按“设置”键退回到基本信息显示页，此

时参数修改无效，模块调原有参数运行。
9 模块校准：
*特别提示：做模块校准时应尊循先调控制、后调测量的顺序原则*
l 电压控制校准：光标移动到“电压控制校准”项，此时显示电压为当前模块设置工作电压，测量模块输出电压，按“+、-”键，模块输出电压会相应升降，显示不变，调节要求输出电压为显示电压，调节完成后移动光标到“保存”位置，按“设置”键保存。
l 测量电压校准：光标移动到“测量电压校准”项，测量实际输出电压，按“+、-”键调整显示值为实际测量值，移动光标到“保存”位置，按“设置”键保存。
l 测量电流校准：光标移动到“测量电流校准”项，测量实际输出电流（要求电流大于模块额定电流的50%），按“+、-”键调整显示值为实际测量值，移动光标到“保存”位置，按“设置”键保存。
l 不保存返回：光标在除“保存”项外任何位置，按“设置”键退回到基本信息显示页，此时校准修改无效，模块调原有校准参数运行。

安装尺寸(10A模块)：单位：mm

158
8
14
165

202

238

340

安装尺寸：(20A模块) 单位（mm）
305
330
300
202

19
9
165

15
238

正面

300

76

200

66

18

开孔
36

背面

26
23

端子固定螺丝孔

20A模块端子接线图

交流输入
A B C

输出－

37

6

9
3

35

5

36

8
2

34

4

输出＋

7
1

通讯－
（30号针）
PE 地

均流＋
（17号针）

通讯＋
（28号针）

均流－

（16号针）

安装尺寸(新款10A模块)：单位：mm

128
8
14
133

202

238

355

5A 10A模块端子接线图

在位监测（12号针和23号针短接）

PE
输出－
均流－
输出＋
26
11
14
17
20
23
5
8
7
10
13
16
19
22
25
24
6
9
12
15
18
21
28
2
1
3
4
29
27

均流＋
交流输入C
交流输入B
交流输入A
通讯+
通讯－