中心議題：

• 直流係統基本原理探討

解決方案：

• 防止外部電源倒灌充電機
• 通過對矽鏈的自動控製，調整控製母線的輸出

 1 引言

直zhi流liu充chong電dian機ji係xi統tong根gen據ju其qi整zheng流liu方fang式shi可ke以yi分fen成cheng相xiang控kong式shi充chong電dian機ji和he高gao頻pin模mo塊kuai式shi充chong電dian機ji
，二er者zhe各ge有you千qian秋qiu。相xiang控kong式shi充chong電dian機ji是shi一yi項xiang使shi用yong時shi間jian長chang，技ji術shu非fei常chang成cheng熟shu的de產chan品pin，其qi特te點dian是shi運yun行xing穩wen定ding，輸shu出chu功gong率lv大da
，但dan是shi這zhe類lei充chong電dian機ji輸shu出chu精jing度du低di
，自zi動dong化hua程cheng度du低di
，許xu多duo參can數shu需xu要yao在zai平ping時shi運yun行xing過guo程cheng中zhong調tiao整zheng。高頻模塊組屏是九十年代發展起來的一項新技術，其特點是組屏簡單，輸出精度高，維護方便
，自動化程度高。經過近二十年的發展，各方麵都在不斷完善，現在是一種日趨成熟的產品，而且應用日漸廣泛
，初步取代相控式的地位。下麵就這兩類充電機的基本原理作一詳細介紹。

2 相控式充電機係統原理

相控式充電機係統原理圖如圖1所示。相控式充電機的核心技術包括觸發脈衝形成、可控矽整流、電感電容濾波
、穩壓穩流、限流過流保護
、過壓欠壓告警等。以下介紹相控式充電機係統各部分的工作過程。 2.1交流部分

三相市電380V交流，首先經過隔離變壓器。隔離變壓器有三個作用：首先，對可控矽的交流輸入進行降壓隔離；其次，產生同步電壓；然後，給後級控製回路提供輔助電源。根據脈衝觸發電路的不同，變壓器線圈繞接方式也有差異，有Y/△1
，Y/△11deng。congbianyaqideercishuchudejiaoliudianyuan
，zaijinrukekongguizhiqian
，jingguoyicizurongxishou

，yixishoujiaoliujianfeng，congerjinghuashuru。zaikekongguiqianji，chuanrusangebaohurongduanqi。

2.2可控矽整流部分

隨著現代集成技術的發展
，功率大
、體ti積ji小xiao的de可ke控kong矽gui模mo塊kuai取qu代dai了le原yuan來lai的de單dan元yuan可ke控kong矽gui，一yi般ban一yi個ge橋qiao臂bi是shi一yi個ge可ke控kong矽gui模mo塊kuai，三san個ge可ke控kong矽gui模mo塊kuai組zu成cheng一yi個ge三san相xiang全quan控kong橋qiao，再zai加jia上shang一yi個ge有you續xu流liu二er極ji管guan和he隔ge離li二er極ji管guan組zu成cheng的de二er極ji管guan模mo塊kuai，就jiu組zu成cheng了le充chong電dian機ji的de整zheng流liu部bu分fen（見圖2），虛線框內表示為一個模塊。照下麵的接線方式，可控矽的觸發順序為V1、V2
、V3、V4、V5、V6。
2.3濾波部分

從cong可ke控kong矽gui整zheng流liu出chu來lai的de直zhi流liu，波bo形xing並bing不bu是shi直zhi線xian，還hai有you很hen多duo交jiao流liu成cheng分fen，必bi須xu經jing過guo濾lv波bo。因yin此ci，在zai後hou級ji串chuan入ru一yi個ge電dian感gan，並bing且qie並bing上shang一yi隻zhi電dian容rong和he電dian阻zu，這zhe樣yang
，直zhi流liu紋wen波bo就jiu非fei常chang小xiao了le。

2.4充電機輸出采樣部分

采(cai)用(yong)可(ke)控(kong)矽(gui)作(zuo)為(wei)整(zheng)流(liu)器(qi)件(jian)的(de)直(zhi)流(liu)係(xi)統(tong)，對(dui)輸(shu)出(chu)的(de)控(kong)製(zhi)是(shi)通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)可(ke)控(kong)矽(gui)的(de)移(yi)相(xiang)角(jiao)來(lai)實(shi)現(xian)的(de)
，因(yin)而(er)需(xu)要(yao)有(you)采(cai)樣(yang)作(zuo)為(wei)反(fan)饋(kui)，因(yin)此(ci)，在(zai)濾(lv)波(bo)回(hui)路(lu)的(de)後(hou)麵(mian)，串(chuan)入(ru)一(yi)個(ge)電(dian)流(liu)傳感器，獲huo取qu輸shu出chu電dian流liu采cai樣yang，並bing入ru一yi個ge電dian壓ya傳chuan感gan器qi，獲huo取qu電dian壓ya采cai樣yang。在zai控kong製zhi電dian路lu中zhong，主zhu要yao的de輸shu出chu調tiao節jie電dian路lu是shi一yi個ge比bi例li積ji分fen電dian路lu，電dian壓ya采cai樣yang和he電dian流liu采cai樣yang可ke以yi分fen別bie作zuo為wei它ta的de一yi個ge輸shu入ru分fen支zhi，比bi例li積ji分fen電dian路lu的de輸shu出chu端duan直zhi接jie與yu脈mai衝chong觸chu發fa電dian路lu的de一yi個ge控kong製zhi管guan腳jiao相xiang連lian，這zhe樣yang，通tong過guo內nei部bu邏luo輯ji回hui路lu的de切qie換huan，輕qing鬆song實shi現xian充chong電dian機ji輸shu出chu的de穩wen壓ya或huo穩wen流liu。從cong而er在zai電dian流liu傳chuan感gan器qi後hou端duan，輸shu出chu的de已yi經jing是shi穩wen定ding的de直zhi流liu。
 
2.5輸出負荷部分

圖中VD3的作用是一個逆阻二極管，防止外部電源倒灌充電機。二極管後邊的開關就是充電機輸出開關。從這裏出去的直流分為三路：一路去電池，一路去動力合閘母線，另一路為控製母線提供前級電源。

2.6調壓及母線采樣部分

通常
，比如DC220V直流係統，所配備的蓄電池組，浮充電壓在243Vyishang，duiyudaduoshukongbaohuyuanqijian，zhegedianyayijingchaochuqiedingdianyafanwei。yinci，zaihuiluzhongchuanruyigetiaoyazhuangzhi。tongguoduiguiliandezidongkongzhi

，tiaozhengkongzhimuxiandeshuchu，shiqiwendingzai220V輸(shu)出(chu)。給(gei)控(kong)製(zhi)負(fu)荷(he)提(ti)供(gong)安(an)全(quan)電(dian)源(yuan)。在(zai)控(kong)製(zhi)母(mu)線(xian)上(shang)也(ye)有(you)一(yi)個(ge)電(dian)壓(ya)采(cai)樣(yang)，用(yong)來(lai)采(cai)集(ji)控(kong)製(zhi)母(mu)線(xian)電(dian)壓(ya)。一(yi)方(fang)麵(mian)給(gei)調(tiao)壓(ya)裝(zhuang)置(zhi)提(ti)供(gong)電(dian)壓(ya)反(fan)饋(kui)
，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)為(wei)控(kong)製(zhi)母(mu)線(xian)的(de)電(dian)壓(ya)狀(zhuang)態(tai)監(jian)視(shi)提(ti)供(gong)比(bi)較(jiao)電(dian)位(wei)。
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2.7電池采樣部分

在zai電dian池chi充chong電dian回hui路lu，串chuan有you一yi個ge電dian流liu傳chuan感gan器qi，並bing有you一yi個ge電dian壓ya傳chuan感gan器qi，電dian流liu傳chuan感gan器qi為wei電dian池chi的de充chong電dian電dian流liu控kong製zhi提ti供gong反fan饋kui，電dian壓ya傳chuan感gan器qi為wei電dian池chi的de充chong電dian電dian壓ya控kong製zhi提ti供gong反fan饋kui。

合he閘zha母mu線xian為wei動dong力li負fu荷he提ti供gong電dian源yuan。因yin此ci
，負fu荷he大da，工gong作zuo時shi瞬shun間jian輸shu出chu電dian流liu大da，需xu要yao直zhi接jie從cong蓄xu電dian池chi提ti供gong能neng量liang
，因yin此ci，動dong力li負fu荷he一yi般ban直zhi接jie和he蓄xu電dian池chi組zu相xiang連lian。

3 高頻模塊式充電機係統基本原理

高頻模塊式充電機係統基本原理如圖3所示。
   由高頻模塊組成的充電係統，在係統原理上和相控充電機一樣。但是，他們還有以下幾方麵的區別。

⑴　由(you)於(yu)高(gao)頻(pin)模(mo)塊(kuai)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)輸(shu)入(ru)過(guo)欠(qian)壓(ya)和(he)輸(shu)出(chu)過(guo)欠(qian)壓(ya)保(bao)護(hu)，而(er)且(qie)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)限(xian)流(liu)功(gong)能(neng)，因(yin)此(ci)，在(zai)輸(shu)入(ru)側(ce)和(he)輸(shu)出(chu)側(ce)不(bu)需(xu)另(ling)加(jia)熔(rong)斷(duan)器(qi)保(bao)護(hu)。由(you)於(yu)高(gao)頻(pin)模(mo)塊(kuai)本(ben)身(shen)具(ju)有(you)電(dian)壓(ya)電(dian)流(liu)顯(xian)示(shi)功(gong)能(neng)，而(er)且(qie)監(jian)控(kong)器(qi)也(ye)可(ke)以(yi)顯(xian)示(shi)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)其(qi)他(ta)參(can)數(shu)
，因(yin)此(ci)
，在(zai)高(gao)頻(pin)係(xi)統(tong)中(zhong)
，相(xiang)控(kong)係(xi)統(tong)中(zhong)常(chang)用(yong)的(de)表(biao)記(ji)也(ye)可(ke)以(yi)省(sheng)略(lve)。

⑵　zaiyougaopinmokuaizuchengdexitongzhong

，yibanhaixuyaopeitaojiankongqi，yifangmiankongzhigaopinmokuaideshuchu
，lingyifangmian，kongzhiduogemokuaidebingjigongzuo，tongshijiancezhenggexitongdeqitashuju。jiankongqiyifangmianyaohegaopinmokuaitongxun，lingyifangmianyekeyiheqitashebeijinxingtongxun。

⑶　gaopinmokuaixitongkeyiyouduogemokuaibingjigongzuo，rongyizuchengdaxingxitong。tongshi，juyoudaidianchabagongneng
，weihufeichangfangbian。erqie，dangemokuaishijishangjiushiyigewanzhengdezhiliuxitong。

⑷　高頻模塊的內部原理框圖如圖4所示。單個高頻模塊本身就是一個完整的直流係統。模塊輸出精度高，穩壓精度
、穩流精度、紋波係數都能達到0.5%以下。而且，轉換效率高。高頻模塊內部采用高頻變壓器
，體積非常小巧
，省去了相控係統中笨重的隔離變壓器。 4 結論

隨sui著zhe數shu字zi化hua改gai革ge的de不bu斷duan深shen入ru，數shu字zi化hua產chan品pin越yue來lai越yue推tui廣guang普pu及ji，數shu字zi花hua產chan品pin會hui越yue來lai越yue受shou到dao歡huan迎ying。而er且qie，隨sui著zhe大da功gong率lv高gao頻pin模mo塊kuai的de問wen世shi，高gao頻pin充chong電dian機ji將jiang以yi其qi無wu與yu比bi擬ni的de優you勢shi，成cheng為wei直zhi流liu電dian源yuan係xi統tong的de主zhu流liu產chan品pin。