数字电源方案在光伏逆变和工厂自动化场景中的应用案例

发布时间：2024-08-16 阅读量：1893 来源: 我爱方案网作者: bebop

导读：数字电源以数字信号处理器(DSP)或微控制器(MCU)为核心，将数字电源驱动器、PWM控制器等作为控制对象，能实现控制、管理和监测功能的电源产品。它是通过设定开关电源的内部参数来改变其外在特性，并在“电源控制”的基础上增加了“电源管理”。

相比传统电源技术，数字电源解决方案的优越性在于能够实现更高的效率、更精确的电源控制和监测以及更高的功率密度，同时数字电源还能够提供更简便的控制系统、更灵活的应用，并且易于实现模块化管理。这也使得数字电源解决方案在工业控制、高端商业照明、通信设备、航空航天、服务器、新能源等领域得到了广泛应用。

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下面我爱方案网将推荐国内外性能领先的即插即用数字电源方案PCBA及其技术实现方式，以作参考。

1000W 数字电源方案

方案简介：

方案为基于NXP MC56F82748VLH 开发的高集成度数字电源解决方案，实现全数字化电源供应器。NXP MC56F82748VLH是一款数字电源控制器，它提供了很强的适应性与灵活性，具备直接监视、处理并适应系统条件的能力，能够满足几乎任何电源要求。

方案优势：

①电源应用 : 1000W 伺服电源供应器 ( 全数字控制 )

②电源一次侧 ( AC to DC ) : Inter-Leave PFC ( 控制芯片: NXP MC56F82748VLH )

③电源二次侧 ( DC to DC ) : Full-Bridge LLC ( 控制芯片: NXP MC56F82748VLH )

④外观尺寸: 300mm × 105mm × 40mm (1U)

方案规格：

①输入电压 : 交流电 90V to 264V

②输入交流电频率 : 47 Hz to 63 Hz

③最大输出功率 : 1000W

④输出电压 : 单组 DC 12V

⑤PFC 切换频率 : 100 kHz

⑥DC-DC 切换频率 : 50 kHz to 250 kHz

⑦符合 80+ 金牌效率

⑧保护：OVP / OCP / CBC

⑨PF > 0.99 (400W～1000W)

移动电源控制板应用方案

方案简介：

该方案为3.6KW移动电源控制板，电池电芯为磷酸铁锂，采用内置双向逆变器模块，在小体积、高功率密度情况下，实现220V输入/输出、充电/用电双工作模式，主控IC为极海APM32F411，主频120MHz，可满足同时与BMS系统、双向逆变器模块以及显示模块通信的需求。

方案特点：

电池最大容量2048Wh，循环次数4000次；

充电模式：支持220-240V交流电、500W车载充电、1000W（Max）太阳能板充电；

输出模式：220V/2400W，AC输出220-240V，最大10A；

支持USB输出，USB-A口最高18W，Type-C最高100W；

支持车充输出12.6V/126W，DC5521最高12.6V/38W。

3kW 两相交错全桥LLC方案（参考设计）

方案简介：

交错式LLC电源拓扑能大幅度降低LLC输出电流纹波，可以减少输出侧滤波电容，从而减少系统体积；扩大单相LLC变换器的输出功率容量，相比直接并联，多相交错后相间易于均流；轻负载时还可以以单相全桥模式工作。所以已经广泛应用在中大功率工业领域。小华HC32F334专用数字电源控制器结合了交错LLC的发波时序和保护需求，完全自主开发设计，支持12路130ps高精度HRPWM。

方案特色：

输入电压：DC 380-420V

输出电压：DC 48V

功率：3000W

峰值效率：97%

谐振频率：132K

两相均流度：＞95%

输出纹波：＜1%

应用场景：

AC/DC、DC/DC数字电源应用，如通信与服务器电源、砖块电源、微逆、充电桩DC/DC等。

上述方案可应用到的场景：

1.光伏逆变器

在光伏逆变器应用中，数字电源的应用可减小整体组件的尺寸，同时还能提高效率。本质上就是在从太阳能到网电的转换过程中可减少电力损失。数字电源非常显著的优势在于，当太阳能逆变器连接到电网时，可对监管者制定的各种适用规则进行管理。例如，在紧急状况或危险状况下需要快速切断太阳能电池板和电网之间的连接，然后当电网能安全地接收电力时再重新连通太阳能。

2.信号塔

对手机信号塔电源系统而言，数字电源一直被认为是一个绝佳的选择，可确保向复杂系统持续供电，让移动网络保持正常运行。这些电源系统可从电网或电池备份系统汲取电能。这些系统还必须使电池保持充电状态，以便在电网出现故障时电池能满足最大运行量的需求。数字电源可提供许多选项，旨在优化功率转换效果并管理电源使用情况。

3.工厂自动化

在工厂自动化（特别是测试自动化）应用中，有大量不同的电源。为精心设计这些不同的电源，复杂的电源管理必须到位，而数字电源便可轻松解决此类情况。例如，必须先给系统接受测试的一些部分供电，之后才能为该系统的另一部分供电。

4.大型数据中心

大型数据中心需要多个服务器和存储器机架。这些系统必须能在维修保养过程中维持正常运转。而采用数字电源技术，可实现热插拔（在连接器仍处于通电状态时插拔服务器）组件的管理。

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