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YXPHM-SP205b-II單相DC-DC-AC兩級變流模塊
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產品名稱

YXPHM-SP205b-II單相DC-DC-AC兩級變流模塊

YXPHM系列采用基于模型設計的理念,脫胎于研旭成熟產品光伏并網逆變器與風機變流器等成熟產品,又結合了研旭多年的模塊化組件與開放式平臺研發經驗,對該拓撲結構與驅動電路、傳感器電路、信號處理電路進一步集成,同時提供實際控制器接口、快速原型控制器結構與實際控制器模塊,為用戶提供性價比更好的模塊化產品。
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產品描述

一、YXPHM系列簡介

 

YXPHM系列采用基于模型設計的理念,脫胎于研旭成熟產品光伏并網逆變器與風機變流器等成熟產品,又結合了研旭多年的模塊化組件與開放式平臺研發經驗,對該拓撲結構與驅動電路、傳感器電路、信號處理電路進一步集成,同時提供實際控制器接口、快速原型控制器結構與實際控制器模塊,為用戶提供性價比更好的模塊化產品。

 

 

YXPHM系列產品主要型號參考如圖1所示:

 

圖1 YXPHM-SP型號說明

 

多功能桌面型電力電子功率轉換平臺,采用積木式搭建形式,將功率轉換電路中的電感,電容,功率開關等器件方便的組合在一起,形成電力電子積木PEBB(Power Electronics Building Block)。 

 

YXPHM-SP205b-II采用Boost/BUCK+單相全橋兩級拓撲,因為此類拓撲除了包含了常用的標準拓撲外,還具有工作條件易滿足,操作更加安全等特點。圖2為PEBB的拓撲示意圖:從圖中可以清晰的看到拓撲的組成情況。這樣就可以在同一個PEBB上面單獨研究Boost,BUCK,Boost/BUCK,單相全橋電路,兩級DCDC+DCAC電路。

 

二、YXPHM-SP205b-II功率硬件

 

圖2為YXPHM-SP205b-II的主電路拓撲示意圖:

 

 

圖2 YXPHM-SP205b-II主電路拓撲示意

 

上圖顯示主電路拓撲為三相兩電平橋式架構,功率開關器件采用智能功率模塊IPM。表1為其主要參數。

 

 

表1  YXPHM-SP205b-II主要參數表

 

圖3為YXPHM-SP205b-II的接線面板:主控CPU采用目前流行的DSP,型號為TI公司的TMS320F28335,其32位浮點處理能力,非常適用于變流器控制場合。通過傳感器分別采集三相交流電流、三相交流電壓、直流側電壓、電流以及溫度等信息送給DSP,然后DSP經過特定的算法,輸出PWM調制波控制開關器件,從而可以實現直流變交流或者交流變直流能量雙向流動。除此之外,信號處理電路還預留的外部控制器接口,方便對接RCP控制器,如DSPACE、RT-LAB、SPEEDGOAT、PLEX、YXSPACE等。

 

圖3 YXPHM-SP205b-II型變流器內部功能框圖

 

圖4為實物圖片,采用亞格力材料封裝。尺寸為:43*31*27cm,可以平放在桌子上面,故稱作桌面型功率模塊。

 

圖4  YXPHM-SP205b-II實物圖

 

三、YXPHM-SP205b-II組成

 

3.1 主控單元

  • DSP:TI公司TMS320F28335,32位浮點型,150MHz主頻。
  • 電流采集:8通道,支持霍爾電流傳感器;
  • 電壓采集:8通道,支持交流、直流電壓采集;
  • PWM:12通道,最多可以控制兩組三相兩電平全橋;
  • RS485:2通道,支持MODBUS通信協議;
  • LAN:1路100M網口,用于調試輸入輸出信息;
  • 過流保護電路:1組;
  • 過壓保護電路:1組;
  • 繼電器:3個,用于控制功率級別接觸器等;
  • 外擴模擬接口:1個,用于與RCP控制器連接;
  • 外擴數字接口:1個,用于與RCP控制器連接;
  • LCD:1個,用于查看運行信息;

 

3.2 功率單元

  • IPM:三菱公司PM50RLA120、PM75RLA120、PM150RLA120,根據功率等級進行選擇,電流等級分別為50A,75A,150A,直流側電壓等級為1200V;
  • 濾波電路:可以根據用戶需求定制,默認為LC濾波電路;
  • 母線電容:采用串并式組合,默認為1500uF/630V,也可以配置為1020uF/900V;
  • 散熱器:采用高導熱鋁材料;

 

3.3 采集調理單元

  • 電流采集:8通道,用電流霍爾傳感器,其輸出為電流型,經過調理電路增大或者跟隨進入ADC單元;
  • 電壓采集:8通道,采用差分電路形式采集,交流、直流電壓均可進行調理采集;
  • 溫度采集:選擇PT100鉑電阻,主要監測散熱器溫度,目的式時刻監測開關器件的工作溫度。

 

3.4 RCP控制器接口單元

 

當前,RCP控制器備受大家關注,由于其支持模型下載功能,非??旖?、方便的驗證控制算法。因此為了提高功率模塊的使用場合,特將功率模塊的模擬采集部分以及數字控制部分通過DB25接口外擴出來,直接與RCP控制器對接,便于RCP直接控制。

 

3.5 YXPHM-SP205b-II接口

  • YXPHM-SP205b-II共有3類接口,分別為輔助220V供電端子,直流側端子,交流測端子;
  • 輔助220V端子用于為模塊內部控制器電路供電;
  • 直流側端子為直流母線端子正負極;
  • 交流側端子為交流母線端子A、B、C。

 

四、YXPHM-SP205b-II開放性

 

研旭研發的YXPHM系列產品最大的特點就是開放性,目的是全面支撐用戶二次開發。所能提供的資料為:

  • 所有硬件圖紙,包含原理圖和PCB圖(PDF格式);
  • 內部布線圖;
  • DSP運行源代碼,包含但不限于程序主框架、硬件驅動功能、硬件配置功能、通訊功能、保護功能、編碼器功能、采樣功能、濾波函數、SVPWM算法等。;
  • 設備操作說明書;
  • 硬件開發設計說明;
  • 軟件開發設計說明(需選配軟件資源開放);
  • 用戶獲取以上資料后,可以從硬件、軟件兩個方面進行深度研究,硬件方面可以了解這類變流器的設計思路,以及一些特定成熟的電路。軟件方面不僅可以從編程技巧等基礎方面獲取經驗,而且更可以從探究、驗證自己的控制算法等理論方面獲得成果。

五、YXPHM-SP205b-II出廠狀態

 

YXPHM-TP2xb-II默認出廠程序為直流側300V以內,交流側通過調壓器連接電網,實現逆變或者整流功能。

 

所以,在采購前用戶一定要給出自己的需求。

 

YXPHM-TP2xb-II交流側可以連接變壓器或者調壓器,因此出廠時研旭會根據用戶的需求進行程序更改。

 

 

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