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    解决方案

    DC-DC电源定制技术

    发布时间:2017-11-24


    一. 基本要求

    1. 模块运行稳定、可靠,故障率低,易维护;

    2. 可满足并联输出,负载自动均分要求;

    3. 模块化设计,进行合理、准确地配置,满足蓄电池的充电需求;可组成大功率充电系统;

    4. 通讯采用CAN总线控制技术,波特率为500 Kbps;

    5. 具有输出及输入电流、电压可控功能;

    6. 电源内部具备完善的保护功能,并能够将故障信息通过通讯上报;

    7. 在全输入电压范围内(DC 115V-245V)能够输出稳定的直流电压(DC 450V-657V);

    8. 配合燃料电池输入软特性,能智能调节输出功率。

    9. 整机电气隔离,所有输入、输出均相互隔离;

    10. 采用风冷散热,风道方向为前进后出;

    11. 电源模块带载常态为30000W,极限带载状态为32000W;

    12. 电磁兼容性满足EN55022 Class A要求。

     

    二. 基本参数

    直流输入电压范围

    工作电压DC 115V-245V,不工作时,输入端静态最高耐压500V

    直流输出电压调节范围

    额定输出为DC 576V,输出范围为DC 450V-657V,输出电压可通过CAN通讯调节,调整步长为0.1V,步长精度不大于±20mv。并有自主跟随功能。

    额定输出功率

    30 KW(输入电压大于等于DC 120V;输出电压在DC 450V-657V范围)

    整机待机功耗

    小于15W,控制关机状态下

    输出电流调节范围

    通过CAN通讯,电源支持在40A ~ 240 A(单模块为10A~60 A,共4个分模块)范围内调节限流点,调整步长为0.5 A,限流精度不大于1.5A。

    工作温度范围

    适应范围为-30 ℃~75 ℃

    整机工作效率

    额定输入条件下≥92%(10%-100%负载率情况下)

    稳压精度

    ≤±1 %

    输出线电压调整率

    ≤±1 %

    输出负载调整率

    ≤±3 %

    峰峰值杂音

    -峰值杂音电压≤200mV(0 Hz  20 MHz带宽)

    电话衡重杂音

    额定输出条件下指标≤2 mV

    宽频杂音

    50 mV3.4 kHz ~ 150 kHz

    20 mV0.15 MHz ~ 30 MHz

    均流特性

    模块间均流能力在单机10~ 100%输出功率范围内,其均分负载的不平衡值不超过2 A

    缓启动时间

    1 min(由最小限功率点上升到额定限功率点时间)

    保护功能

    具备输入过压、输入欠压、输出过压、输出过载、短路保护、过温保护等功能

    输入降载功能

    1.当输入电压下降至105 V以下,并大于100 V时,电源将按一定的斜率线性降低输出限功率点,即当输入为120 V时对应输出最大功率为7500 W;当输入为115 V时对应输出最大功率为5000 W;当输入在115 V~120 V之间时,输出最大功率在5000 W~7500 W之间线性变化。

    2.当输入电压下降至115 V以下时,电源按一定的速度降低输出限功率点,如输入电压持续在115 V以下,输出限功率点将降至最低的1000 W,并上报输入欠压。当降低输出功率过程中输入电压重新回到115 V以上,电源将按一定的速度提高输出限功率点,直到功率额定点。

    输出动态特性

    负载电流在额定值的25%-50%-75%之间变化,其超调量应不超过输出电压整定值的5%,恢复时间应不大于200 us。

    绝缘阻抗

    在正常大气条件下,电源输入、输出端与设备壳体相隔离,隔离电阻不小于100MΩ

    绝缘强度

    直流输入端子对壳体1500 VDC直流电压1分钟,无击穿和无飞弧现象,稳态漏电流小于5mA;

    直流输入端子对直流输出端子1500 VDC直流电压1分钟,无击穿和无飞弧现象,稳态漏电流小于5mA;

    直流输出端子对壳体707 VDC直流电压1分钟,无击穿和无飞弧现象,稳态漏电流小于5mA;

    机箱尺寸

    待设计后确认

    接口形式

    输入、输出均采用(采用防雨设计),位于后面板。具体见附图

    机箱颜色

    喷塑,pantone 424c,灰细皱 1006

    5G,24Hz,10000000次/方向。

    . 基本功能

    系统通过CAN总线通讯,实现以下控制功能,具体通讯协议,将以附件形式给出:

    1. 限制输出电流功能。

    2. 各分模块工作与休眠功能。

    3. 反馈输入电压功能。

    4. 反馈输出电压功能。

    5. 反馈各分模块输出电流功能。

    6. 各分模块输出限流点设置功能。(单模块为10 A~60 A,总电流为40A-240A)

    7. 输出电压设置功能。(450V-657V)

    8. 输出过压点设置功能。

    10.反馈各分模块工作状态功能及故障信息。

     

    四. 执行标准和规范

    1.产品设计遵循《YD/T731-2008通信用高频开关电源》标准。

    2.安全防护符合IEC60950标准、GB4943标准和UL60950标准。

    3.电磁兼容性能符合IEC61000标准、EN55022标准。

     

    五. 通讯协议

    1.概述

    1.1 底层协议

    底层协议遵循CAN2.0B。默认的数据传输速率为500 Kbps, 数据格式必须遵循CAN2.0B协议标准,发送的数据格式为扩展帧,类型为数据帧。CAN控制器的标志符长度29位,即支持29 位标识符的扩展格式。

    1.2 通讯工具

    电源可使用任意CANTOOL工具,如USB-CAN转换器、232-CAN转换器、以太网-CAN转换器与上位机建立通讯连接。建立通讯时需严格按照底层协议要求进行配置。

    2. 应用层数据包/帧格式定义

    2.1 数据类型

    数据项均先传送字节高位,后传送字节低位,ID帧为4个字节,数据帧为8个字节,均为16进制,每个字节之间用空格隔开。

    数据格式(簇)遵守下表:

    数据类型

    比例因子

    范围(实际量程)

    数据类型

    字节数

    是否偏移

    电压

    0.1V/bit

     

    无符号16位整形

    2BYTE

    电流

    0.1A/bit

     

    无符号16位整形

    2BYTE

    功率

    1w/bit

     

    无符号16位整形

    2BYTE

    压力

    0.1kBar/bit

     

    无符号16位整形

    2BYTE

    温度

    1°/bit

     

    无符号16位整形

    2BYTE

    偏移40度

    2.2 协议解析

    1.名称:DCDC模块定时上传数据ID:0x18006496源地址:150目的地址:100参数:0优先级6即110

    OUT

    IN

    ID

    轮训周期

     

    数据

     

    DCDC

    燃料电池

    P

    R

    DP

    PF

    PS

    SA

    500mS

    1Byte

    DCDC输出电压 低字节

     

    6

    0

    0

    0

    100

    150

    2Byte

    DCDC输出电压 高字节

     

    3Byte

    DCDC输出电流 低字节

     

    4Byte

    DCDC输出电流 高字节

     

    5Byte

    DCDC输入电压 低字节

     

    6Byte

    DCDC输入电压 高字节

     

    7Byte

    DCDC输入电流 低字节

     

    8Byte

    DCDC输入电流 高字节

     

     

    2名称:DCDC模块定时上传数据ID:0x18016496源地址:150目的地址:100 参数:1优先级6即110

    OUT

    IN

    ID

    轮训周期

     

    数据

     

    DCDC

    燃料电池

    P

    R

    DP

    PF

    PS

    SA

    500mS

    1Byte

    DCDC运行温度

     

    6

    0

    0

    1

    100

    150

    2Byte

    DCDC运行状态 0 关机 1-开机

     

    3Byte

    DCDC故障码

     

    4Byte

     

     

    5Byte

     

     

    6Byte

     

     

    7Byte

     

     

    8Byte

     

    DCDC故障码

    7

    6

    5

    4

    3

    2

    1

    0

     

    与燃料电池通信异常

    过流

    DCDC输入欠压

    DCDC输入过压

    DCDC输出欠压

    DCDC输出过压

    DCDC过温报警

     

     

    3名称:燃料电池定时下发指令ID:0x1C009664源地址:100目的地址:150  参数:0优先级:7111

    OUT

    IN

    ID

    轮训周期

     

    数据

     

    燃料电池

    DCDC

    P

    R

    DP

    PF

    PS

    SA

    500mS

    1Byte

    DCDC 启动1/停止0

     

    7

    0

    0

    0

    150

    100

    2Byte

    DCDC输出电压设置 低字节

     

    3Byte

    DCDC输出电压设置 高字节

     

    4Byte

    DCDC输出电流设置 低字节

     

    5Byte

    DCDC输出电流设置 高字节

     

    6Byte

    DCDC输入电流设置 低字节

     

    7Byte

    DCDC输入电流设置 高字节

     

    8Byte

     

     

    1、参数可以扩展,以增加通信量。

    2、数据通讯需在1S内传输完毕,如长时间未发送数据或通讯异常,DCDC必须断开负载并报警停机。

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