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备用不间断电源怎么实现

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dywhys02
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-2 16:10:04
10问答币
各位老师:现在有个使用场景是给3KW逆变器供电。平常是AC220V经一个大功率整流器整流为DC54V后给逆变器输入供电。现在考虑外部AC220V会有断电的因素。因此要加一个电池。平时由整流器通过一个充电模块给48V锂电池组充电。当外部断电时,由电池输出给逆变器供电。
   请大家指点一下,这个系统用啥方案来实现。电路部分方案咋实现?
要求:(1)整流器输出正常时,由整流器对负载逆变器供电;同时整流器负责给电池的充电模块供电,给电池充电。
(2)整流器电压低或者断电,由电池组对负载逆变器供电。
(3)系统要考虑安全性,散热性。不允许使用接触器等大功率电气元件。
ZHIYIyunmeng163
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-2 16:26:36
 
不知道你是使用的具体什么规格锂电池组。
ZHIYIyunmeng163
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-2 16:27:26
 
输出DC-54V的电源模块支持电压调整吗
dywhys02
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-2 16:30:00
 
电池组是15串的铁锂电池,充满最高DC54V。电源模块支持电压调整。调整范围是DC40-DC58V,用的明伟的DCDC模块。给电池充电,我打算买一个限流的降压板。
对整个系统的方案,请给些建议。
ZHIYIyunmeng163
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-2 16:39:07
 
锂电池组容量多少,允许最大充电电流多少
还有重要的地方需要提醒你锂电池组作为长期在线的电源必须降压使用方可确保安全
15串铁锂电池长期在线电压不能超过52.5V
还有你铁锂电池满足充电要求,可以把调压模块直接调整到52.5V直接并联铁锂电池组即可
还有你的输入整流模块可以换成华为4850S1 效率实打实98%
dywhys02
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-2 18:22:52
 
你好。输入整流模块可以参考您的建议选华为那个。目前选择的是明伟的一个3KW的ACDC模块。电池目前容量是50AH。建议的充电电流是0.1C,即5A。最大不超过10A。充电是额外加一个限流降压的模块。相当于对电池充电是有专门的模块来管理的。这样电池充电可以确保安全。现在的关键有两点:(1)对整流器的输出,要不要控制它?需要加一道开关来控制整流器对负载的输出吗?
如果加,那就涉及到加NMOS还是PMOS了。(不考虑接触器和固态继电器)用NMOS,驱动的问题,用专用芯片方案还是搭建模拟驱动电路?
用PMOS,稳定否?
(2)隔离和阻断问题:整流器去负载,去电池充电肯定要加阻断隔离了。电流比较大的条件下,用肖特基二极管来做,发热,散热是个大事。
这又回到我之前的帖子了,用LTC4359的方案来实现理想二极管,减少二极管的热损耗。








ZHIYIyunmeng163
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-2 21:21:40
 
3000瓦 额定电压48V电流68A左右15*3=45V低压电流 除去效率电流至少70A了。
            15*3.5=52.5V高压电流除去效率电流至少60A了。
5A电流充电考虑切换汇入逆变器不是明智选择啊

NMOS是首选
70A选择英飞凌023N10 7并联持续可以搞定,2组MOS构成一个单刀双掷开关控制切换
QQ图片20200202212100.png

dywhys02
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-2 22:04:57
 
你好。看您的回复,也是业内人士。感谢支持。NMOS如果放在正极,可以不?控制负极,感觉不太好
如果NOMS放在正极,驱动部分,有啥好的方案不?自己搭建模拟驱动还是用芯片方案?
dywhys02
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-2 22:44:23
 
你好。麻烦看一下这个原理图,ADI论坛上有几个人遇到类似问题,在这个控制方案里,在芯片使能脚关闭瞬间,前面那个MOS很容易烧。有好几个人都遇到类似的问题。ADI技术支持也没给出明确答复。
LTC4359YL.jpg
ZHIYIyunmeng163
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-2 23:38:29
 
高端驱动可以的,就是得2路独立的驱动电源
dywhys02
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-3 21:14:24
  • 倒数10
 
是的。单独做隔离的驱动电源。
另外,我在ADI官网看到一个芯片方案,是用LTC7000和LTC4359结合来做。请分析一下可行性。
dywhys02
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-5 20:25:35
  • 倒数7
 
你好。请看这个论坛发帖。很类似我的疑问。
LTC4359论坛.png
wangdongchun
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LV10
总工程师
  • 2020-2-2 22:09:11
 
这个跟UPS电源的原理几乎没有多大区别
dywhys02
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-2 22:39:09
 
是的。但是具体实现还是有一些差异的。有一些细节。
wangdongchun
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LV10
总工程师
  • 2020-2-2 22:47:57
 
具体讲一下
dywhys02
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-3 21:17:02
  • 倒数9
 
现在的商业UPS都是交流输出的,我这个是要求直流输出的,这是第一个差异。
另外,我这个里面的电池是锂电池,需要独立的充电管理模块。第二个差异。同时,在外部电源和电池之间的隔离,不建议使用常规的二极管。最好用理想二极管方案。
dywhys02
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-3 21:20:39
  • 倒数8
 
这样来说吧,目前市场上的UPS都是交流UPS。输出都是交流的。我这个是直流输出,是没有现成的商业化的产品可用的。需要定向开发。
而且要规避使用体积较大的普通二极管和接触器,固态继电器等元件。就是通断控制要用NMOS管。隔离阻断也要用NMOS管。
埃_维_针1
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LV8
副总工程师
  • 2020-2-10 10:03:32
  • 倒数6
 
设计目标是逆变器不能断电。
请参考在线式(online)UPS架构。
无标题.png
54V母线的母线电容可能会有点大……

dywhys02
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-12 00:46:30
  • 倒数5
 
感谢回复。有几个问题还麻烦给点意见.(1)我这个充电是选了一个DCDC模块(限流5A,限压最高54.6V)。计划把这个充电模块装在ACD之后;是否合适?
(2)54V的母线电容是比较大。有啥好的解决方式呢?(3)ACDC到负载和电池到负载。这中间要加隔离二极管吧?(4)电池是否存在既充电,又放电的可能?
埃_维_针1
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LV8
副总工程师
  • 2020-2-12 08:56:00
  • 倒数4
 
1.这里的输入ACDC部分其实就是PFC之类的,把充电的DCDC放在母线,没什么好处,不建议这样做。
2.这里的54V母线电容相对300V 400V母线电容确实是要大一些,按需选择容值吧,把不良影响降到最小。
3.输入ACDC到负载和升压DCDC到负载(这里的负载是指逆变器DCAC)是否要加二极管?一般情况下选用的拓扑本身具有二极管,电路特性上具有隔离性,故不再加二极管。
4.电池是否存在既充电,又放电的可能?————这跟系统硬件和软件控制有关,或者是特殊需求…我们做UPS不会让电池充电的同时又给负载放电。
ZHIYIyunmeng163
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-13 22:05:56
  • 倒数3
 
充电的同时不给负载放电,你的电源提供得足够大才行啊。
通信基站我知道就是电源模块输出给蓄电池充电,然后48V直流负载全部和电池并联
dywhys02
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LV6
高级工程师
  • 2020-2-13 22:30:15
  • 倒数2
 
你好.以下几点是针对性的解释,请分析是否合适:(1)因为ACDC输出功率是最大3KW,主要用来带后面的伺服电机驱动器的。在启动和带载的过程,ACDC输出的电流比较大。所以给电池充电要限流,比如我这次要限制最大充电电流5A.所以在ACDC的后面加一个DCDC模块(具备升降压的功能),DCDC的主要功能是限流,同时也限制最高电压(充满最高DC54.6V);(2)54V的母线电容,意思就是要在母线并联适当的电解电容,是吧。这个在考虑范围内。因为在启动的瞬间和关闭的瞬间,冲击浪涌比较大。所以要并联适当的电解电容。这个是要有计算依据,并留足够的裕量的。(3)加隔离二极管应该是有必要的吧。请看附件的图片。假如图片所示的连接方式,能否正常运行?A.当ACDC输出电压56V,高于电池的最高电压时,只要ACDC正常。都是ACDC对负载提供电源供应;B.当ACDC输出电压是52V时,电池电压53V时,52V经DCDC升压后给电池充电,电池又会对负载供电。是这样不?有问题吗?

UPSKT

UPSKT
埃_维_针1
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LV8
副总工程师
最新回复
  • 2020-2-14 08:52:58
  • 倒数1
 
我觉得你可能是需要一个低成本的解决方案。
这个图,电池可能存在市电正常时也放电的状态,因为电池和负载并联且内阻小,这个请评估。
DCDC也存在为负载放电的状态,能否长时间处于限流状态,请评估。

有很多种方法实现不间断这一需求。我上面发的图是online UPS成熟的架构,其他方案我就不做过多评价了。
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