燃料电池模拟电源​产品特点

• 四象限工作，能量可双向流动，可模拟电池输出特性(输出源)，也可模拟电池输入特性(电池储能)；

• 具有恒流、脉冲、斜坡充放电、恒压限流、恒流限压/*、变流充电、恒功率、恒电阻等充放电工作方式；

• 配备上位机软件，可实现远程操控。可远程设置电池模拟电源各项参数，控制电源运行、关闭，实时监控输入输出各参数状态。

• 电池类型可自定义编辑；电压、电流、功率以及内阻均可编程设定，可通过这些参数设定模拟各种电池特性，方便用户模拟各种电池测试需求；

• 可设置不同类型、不同端电压、不同内阻、不同安时数的电池组，不同SOC下电池的充放电特性；

• 100%能量回馈,馈网电流污染小，额定工作时谐波＜3%;

• 输入功率因数高: ＞0.99

• 采用高频双向DC-DC变换技术，输出直流稳定度高，连续性好；

• 数据设定存储：多组测试数据存储，可以将常用的参数（电压V、电流A、内阻Ω、运行时间等）存储，方便用户构建标准化测试流程；

• 具有RS232、RS485、CAN、GPIB（可选）可供选择的通讯接口；

• 友好的人机界面：电压、电流、内阻、功率、时间触摸屏设定，精确度高。

燃料电池模拟电源DC-DC高频变换功率单元是直流电源系统PWM逆变输出核心部分，我司采用高频BUCK DC-DC变换实现，主要由功率器件以及驱动电路组成，功率器件选用英飞凌、三菱等产品。驱动模块选择与之配套模块，保证了逆变系统稳定、可靠输出。LC滤波模块由滤波电感和电容组成，考虑到高频电感发热比较大，滤波电感采用铁氧体或非晶材料，体积小高频特性好，发热小。选用公司定制产品。直流滤波电容选用EACO或EPCOS滤波电容。

        系统输入输出测量单元是控制数据来源和测量的接口单元，主要由电压、电流互感器以及调理电路组成。电压互感器采用四方电压互感器实现，电流互感器采用LEM或四方的电流互感器实现。

       DSP+FPGA主控单元是控制系统核心，整流逆变控制、32bit DDS波形发生、高精度测量显示、PWM发波控制等均由此单元实现。DSP采用TI公司32bit 28XX系列产品，FPGA采用XILINX芯片。DSP+FPGA实现高精度电压、频率控制，快速的故障保护以及精准的测量显示，16通道AD保证了用户关心的所有参数都能精准测量显示出来。

7寸高分辨率的触摸屏显示系统提供了用户良好的用户操控体验和详尽的参数显示，具体见下述。

同时我司产品按照质量体系规范遵循下列设计原则：

 可靠性设计：

在电源系统的研制过程中通过对生产工艺控制，关键工序、关键件的质量控制，使得产品能够满足任务书的可靠性指标。主要从以下几个方面进行保证： 

1）采用高频全桥开关逆变技术，减小功率器件的开关损耗，降低电源模块的损耗，减小整机的发热量，提高电源模块的可靠性。

2）设计时充分考虑降额设计方法。

3）电源系统具有可测试性，有良好的软、硬件测试环境。

4）滤波设计：电源模块输入端在接口处采用EMI滤波设计，有效减小 外部信号对电源模块的干扰；电源模块内部采样信号运用RC滤波设 计，确保采样信号的准确性，提高整机控制的稳定性。

5）隔离技术的应用：为了减少外界其他设备对电源模块的干扰，采用独立电源和光耦隔离技术。

6）整机、单板进行三防处理。

7）进行各种要求的环境试验及交收试验。

 安全性设计

采取以下安全性设计措施：

1)机械结构部件避免尖利边沿；

2)PCB布局注意空间距离以及爬电距离、电气间距，结构件导电属性间的距离;

3)保险丝、光耦取得安规认证器件；

4)PCB、绝缘材料等符合防火等级94-V0，并取得安规认证；

5)X、Y电容取得安规认证；

6)不使用有毒或禁止的材料；

7)机械结构设计符合安全规范，如倒圆尖锐的拐角等；

8)异常产生的高能量位置隔离、屏蔽等保护措施；

9)五金件以及外壳可靠接地；

10)高压、高温产品位置有明显的警告标识；

11)电源符合初级-次级加强绝缘，初级-外壳基本绝缘、次级功能绝缘等级；

 维修性设计

采用模块化结构化设计，使各模块功能相对独立，模块间逻辑关系明确，充分考虑测试方案和故障定位方法，根据故障现象快速进行故障的诊断和定位，通过更换故障模块实现快速维修。在设计中充分考虑了维修的简便性，各功能模块部件易拆卸、易安装和易调试。

电源模块化维修性设计，具体按照下述设计准则进行：

1) 所有PCB板的固定考虑安装、拆卸的方便性；

2) 电源模块内部采用模板化结构设计，各功能模块逻辑功能相对独立，功能模块间逻辑关系明确，从而能够方便地对各个功能模块进行维修；

3) 合理有效地使用标准件，通用件。在保证电源模块机箱结构应力裕度要求的前提下，通过减少螺钉数量与种类来提高维修性；

4) 通过辅助的外测试设备，能够检测出故障模块并进行更换；

5) 功率模块可以通过打开机箱前面板，对有问题的部件进行快速更换;

 测试性设计

  采取以下测试性设计措施：

能进行模块划分，更容易准确确定故障位置；

主要信号、关键信号都要引出测试点，以简化故障隔离和维修；

尽量选用集成有ROM、RAM、各种通信外设的微处理器，以减少固有严重故障发生源；

电源部分发生故障会产生严重后果，会引起相关的一系列故障现象，为更准确定位故障位置，在每一模块中，每路电源都要实现实时检测；

故障报警显示尽量清晰、细化，梳理出系统的故障树，从根到叶进行优先级排序，多个故障同时出现时，显示优先级zui高的故障。

电磁兼容性设计

电磁兼容设计就是要充分从器件选择、板级设计、机箱设计及涂覆工艺等方面进行考虑和设计，以满足电磁兼容方面的设计要求，设计中主要采取了以下措施：

密封的机箱对外部干扰起到很大的抑制作用，采用密封机箱缝隙的结构设计：机箱接缝处均用复合型屏蔽密封材料把机箱与面板连接起来，构成导电连续体。

在电源模块中增加EMI滤波电路，安装在电源模块的输入端附近，并予以屏蔽。

3）  机箱的搭接、屏蔽、螺钉的间距安全符合EMC要求。

4） 传输不同电平信号的导线应分组捆扎，并保持适当的距离，以减少导线间的相互干扰。

5）对电源线和敏感线路均使用屏蔽线。

6）同一电缆内只应传递同一电平等级的信号。

7）建立完善的工艺规范，电源模块内功率地和信号地有效地隔开，减少地之间的干扰。

元器件选用设计

 元器件质量等级均为工业级及以上。不选用禁用、淘汰、废型、落后、即将停产及新研制的元器件，所选的元器件已成功应用于多种型号产品中并尽量产品。

对所订产品进行下厂验收、复验及筛选；国外元器件，通过可靠的代理商进行订货，入厂后进行复验及筛选。