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INAMICS DCP 双向直流变换器工作原理

2018-10-22 13:36:43 上海汉标电子科技有限公司 阅读

SINAMICS DCP是西门子全新一代的双向直流-直流变频器,它的功能异常强大,顶级的设计理念为客户提供了全新的直流母线解决方案,被广泛应用于工业领域、能源领域、船舶领域、电力领域等,受到业界客户的高度认可

INAMICS DCP 双向直流变换器工作原理


率西门子的SINAMICS DCP 产品可以广泛应用到充电桩、电动汽车、储能系统、电池仿真、电驱船舶以及峰值功率的吸收等需要进行能量变换的场合。特别适合应用到储能和节能的系统当中。其典型应用如下图所示,可以连接各种储能介质和直流源。其也可以作为传统的驱动系统的一个组成部分,从而提高整个系统的能源利用效

电路原理

降压电路

Boost电路可以实现直流电压的提升,简单来说就是可以将较低的直流电压泵升成一个较高的直流电压,其工作状态如下图所示:这时输入电压低于输出电压

INAMICS DCP 双向直流变换器工作原理

状态1时,如图3所示,两个IGBT导通,输入侧直流电源通过电抗器进行短路,对中间回路的电抗器进行充电储能。

DCP从状态1切换到状态2时,其中导通的下桥臂的IGBT关断,由于电流不能突变,其对应上桥臂IGBT的续流二级管导通。电抗器的电压的极性反向,这是输入侧直流电源与电抗器顺向串联叠加到输出侧,从而给输出侧充电并不断抬高输出的高压。这就是BOOST电路的工作原理,由于是桥式电路,同样的道理,另外两个IGBT工作可以实现从输出侧到输入侧的电压泵升。

升压电路

Buck电路简单来说就是可以实现当输入侧直流电压高于输出侧直流电压时,保证DCP的正常工作,并持续实现对输出侧的充电过程。其工作状态如下图所示:这时输入电压高于输出电压。

INAMICS DCP 双向直流变换器工作原理


状态1时,两个IGBT导通,输入侧直流电源对中间回路的电抗器进行充电储能,这时输入直流电源通过中间回路的电抗器直接向输出侧充电,输出的电压与电抗器两端的电压顺向串联等于输入侧直流电源电压。DCP从状态1切换到状态2时,其中导通的上桥臂的IGBT关断,由于电流不能突变,其对应下桥臂IGBT的续流二极管导通。电抗器的电压的极性反向,这时中间回路的电抗器存储的能量继续向输出进行充电,从而能逐步升高出侧的电压。这就是BUCK电路的工作原理,由于是桥式电路,同样的道理,另外两个IGBT工作可以实现从输出侧到输入侧以BUCK电路的方式对输入侧进行充电。

SINAMICS DCP 双向直流变换器具有六大特性

1、SINAMICS DCP可以实现双向的DC-DC变换,通过BUCK/Boost电路实时实现升压和降压。

2、过载能力可以达到150%,既可以实现恒压控制也可以实现恒流控制。

3、0V-800V的宽电压范围的工作特性是晶振对手所无法企及的。

4、集成的MPPT(最大功率点跟踪)功能,可以方便的集成到太阳能光伏系统中。

5、弱DCP用于电池充电设备还可以使用集成的电池充电特性曲线功能。

6、DCP集成控制单元CUD,并标配了PROFIBUS DP通讯接口,还可以使用附件CBE20扩展为PROFINET接口,通过使用大家都非常熟悉的STARTER软件可以很方便的进行调品

案例

在试验台行业。现在的纯电动汽车的实验,为了能真实再现道路车载状态,就用车载电池组来做实验。可是问题来了,蓄电池组的容量你懂的,没几个小时就没电了。换电池组,充电,这些工作忒不方便了。于是,DCP就派上用场了,它可以真实的模拟直流电池组的伏安特性。所以,用DCP代替电池组给纯电动汽车供电,等同于蓄电池组供电。这样试验数据是真实的,而且不用总换电池了。很方便吧?

再比如,用到直流电压DC/DC变换的场合,这个就是电子变压器,而且是大容量的。像不同电压等级的直流母线,如果想连接在一起,就用这个做变压,实现共直流母线。共直流母线往往都是电动和发电混合的系统,他们可以互相在利用,实现低能耗的指标。


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