深度解析雙方向大功率直流電源PXB系列

發(fā)表時(shí)間：2023-04-24 16:50作者：DD

什么是雙方向直流電源

雙方向電源顧名思義，是一種可以雙向交換能量的電源。對(duì)于一般的直流電源，是將商用電源提供的電力轉(zhuǎn)換為直流，從而為試驗(yàn)物提供電力。由于電流只允許單向流動(dòng)，所以當(dāng)電流從試驗(yàn)物返回時(shí)，會(huì)由于無(wú)法吸入電流而導(dǎo)致警報(bào)或損壞。但是，如果使用雙方向電源，由于可以進(jìn)行雙向能量交換，所以電流既可以輸出也可以吸入。

作為試驗(yàn)用的電源裝置其中一個(gè)很重要的要素就是「大功率密度」了。在掛接型的電源為主流的時(shí)代時(shí)，需要大功率的情況相對(duì)比較少，并且對(duì)于功率密度的要求也不是這么嚴(yán)格。

但是，隨著電動(dòng)汽車慢慢開始流行的趨勢(shì)，對(duì)于大功率電池與電機(jī)的試驗(yàn)要求也是越來(lái)越高。在相關(guān)試驗(yàn)中需要使用的電源、電子負(fù)載等設(shè)備也是為了符合評(píng)估對(duì)象而變得更加小型、大功率化。對(duì)于功率，最近更是有數(shù)十kW~數(shù)百kW級(jí)的大功率需求。

另外，隨著汽車的電動(dòng)化，汽車的動(dòng)力來(lái)源也從發(fā)動(dòng)機(jī)變?yōu)榱穗姍C(jī)。由于電機(jī)是將能量進(jìn)行雙方向的轉(zhuǎn)換，所以使用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電子部品(逆變器、電池等)都會(huì)流過雙方向的電流。當(dāng)評(píng)估此類電子部品時(shí)，就會(huì)需要可以處理雙方向電流的電源了。而且電動(dòng)化的趨勢(shì)不止發(fā)生在汽車行業(yè)中，在其他的行業(yè)領(lǐng)域中，最近也開始了電動(dòng)化。所以對(duì)于雙方向電源的需求也會(huì)是越來(lái)越高。

雙方向直流電源的優(yōu)點(diǎn)

剛剛有說到，通常的直流電源是將商用電源提供的電力轉(zhuǎn)換為直流并進(jìn)行輸出。如果從電機(jī)產(chǎn)生了反電動(dòng)勢(shì)，通過逆變器回饋該電力時(shí)，則無(wú)法吸收該電力。

而雙方向電源可以和直流電源一樣，從系統(tǒng)也就是三相200V或400V中獲取電力，向逆變器提供電力。也可以從逆變器中吸收回饋電力。當(dāng)然，使用直流電源與電子負(fù)載裝置也可以進(jìn)行此類試驗(yàn)，但是如果需要準(zhǔn)備20kW級(jí)的大功率直流電源與電子負(fù)載裝置，將很難確保試驗(yàn)空間，而且設(shè)備之間的布線與復(fù)雜的設(shè)定等需要注意的事項(xiàng)會(huì)很多并且費(fèi)用也很高。

所以，在這種情況下使用像PXB系列這樣的電力回饋型的雙方向直流電源，可將所吸收的大部分能量返回系統(tǒng)，并在同一建筑物中再次利用此能量，達(dá)到節(jié)能效果。(例：使用PXB系列進(jìn)行電池的充放電試驗(yàn)時(shí)，電力的損失只需PXB系列的電路損失部分，就可進(jìn)行試驗(yàn)。)

菊水的雙方向直流電源

上圖為菊水此次新發(fā)售的PXB系列。是一款高可靠性、安全設(shè)計(jì)的雙方向大功率直流電源。3U尺寸機(jī)身即可實(shí)現(xiàn)20kW的大功率輸出。使用1臺(tái)不僅可對(duì)應(yīng)1500V的高電壓，還兼具有電源、電子負(fù)載的雙方向功能。

此次，我們先推出了Max電壓為500V、Max電流±120A的500V機(jī)型，Max電壓100V、Max電流±60A的1000V機(jī)型，以及Max電壓1500V、Max電流±30A的1500V機(jī)型。并且輸入電源可以從三相200V或三相400V中選擇。后續(xù)我們還將繼續(xù)發(fā)售低電壓機(jī)型的雙方向直流電源，敬請(qǐng)期待。

PXB系列的7大特點(diǎn)

小巧機(jī)身實(shí)現(xiàn)大大能量

僅僅只有3U尺寸就有20kW的大功率。還同時(shí)擁有了直流電源與電子負(fù)載裝置的功能。但是體積卻減少了約80%、重量約78%。

高溫下也可令人放心、信賴的性能

在0°C~50°C的動(dòng)作溫度下也能安心使用的性能。如設(shè)備集成等周圍溫度很高的環(huán)境下，也能充分發(fā)揮其性能。

可應(yīng)對(duì)容性負(fù)載的高穩(wěn)定性

通常工業(yè)電源總是連接著各種負(fù)載。特別是最近的開關(guān)電源與逆變器，很多情況下都在輸入端配備了大電池包，容易發(fā)生振蕩。所以在連接了大功率成分的負(fù)載時(shí)，電源要保持高度穩(wěn)定。另外，即使在并聯(lián)運(yùn)行中增加了單元數(shù)量，也需要像單體電源一樣穩(wěn)定。下圖為連接了400μF容性負(fù)載時(shí)的輸出波形。對(duì)于易受容性負(fù)載影響的電源，可以看出在電壓上升時(shí)容易受到容性負(fù)載的影響，而使輸出波形變得不受控制。但是相對(duì)比PXB系列的電壓上升波形則是非常理想的。另外，PXB系列還可根據(jù)所連接的負(fù)載特性，通過改變其響應(yīng)速度從而抑制振蕩與過沖。還安裝了轉(zhuǎn)換速率與響應(yīng)的可變功能。

Max10臺(tái)并聯(lián)實(shí)現(xiàn)200kW

PXB系列Max可進(jìn)行10臺(tái)、200kW為止的并聯(lián)運(yùn)行。因?yàn)椴捎昧酥鲝臋C(jī)并聯(lián)運(yùn)行的方式，所以只需操作主機(jī)，其他從機(jī)就可以聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。另外無(wú)需設(shè)備之間的地址設(shè)定等繁瑣的設(shè)定，只需連接電纜并啟動(dòng)，自動(dòng)識(shí)別功能就可構(gòu)建并聯(lián)系統(tǒng)。同時(shí)PXB系列還具備了同步運(yùn)行功能，所以PXB系列之間只需通過LAN電纜連接，則處于連接中的任意一臺(tái)PXB系列都可以進(jìn)行輸出ON/OFF，以及測(cè)量的同步。在并聯(lián)運(yùn)行的狀態(tài)下也可進(jìn)行同步運(yùn)行。

脈沖功能/信號(hào)功能

PXB系列配備了可用于蓄電池瞬態(tài)響應(yīng)特性試驗(yàn)的脈沖功能?？赏ㄟ^輸入High的輸出值、Low的輸出值、頻率、占空比來(lái)設(shè)定脈沖波形。另外，PXB系列還具備了信號(hào)功能，可以在正弦波上改變電流波形。

可通過輸入振幅、振幅的中值、頻率，在CC、CV模式下分別設(shè)置正弦波波形。

搭載了時(shí)序功能

PXB系列可連續(xù)執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的動(dòng)作。可合計(jì)創(chuàng)建30組程序，所有程序總共可創(chuàng)建Max10,000個(gè)Step。另外，存儲(chǔ)在設(shè)備中的程序可以從前面板導(dǎo)出至USB儲(chǔ)存器中。