H型充电模块额定输入为交流市电三相三线制，输出为DC220V/10A(110V/20A)，是目前电力操作电源市场上最为主流的规格，下面将做系统的介绍：
2．1 结构及接口
2．1．1 模块外观
充电模块的外观如下图：
2．1．2 前面板
充电模块前面板如下图所求：
图2-2 充电模块前面板
1） LED显示面板
可显示模块电压、电流、告警、地址、分组号、运行方式等信息。若按键无操作超过一分钟，将自动显示模块电压和电流，此时如果存在告警，则显示告警信息。电压显示精度为±0.5V，电流显示精度为±0.2A。
2） 指示灯
模块面板上有3个指示灯，分别为电源指示灯（绿色）、保护指示灯（黄色）和故障指示灯（红色），见下表。
|
指示灯 |
正常状态 |
异常状态 |
异常原因 |
|
|
亮 |
灭 |
无输入电压以至模块内部的辅助电源不工作 |
|
|
灭 |
亮 |
交流输入过欠压：E33； 交流缺相：E34； 过温：E32； 模块输出过压：E31 |
|
|
灭 |
闪烁 |
通信中断： 手动模式：模块与模块之间通信故障 自动模式：监控与模块之间通信故障 |
|
|
灭 |
亮 |
输出过压：E36； 模块地址重复：E37； 风扇故障：E38 |
|
注：模块于处于手动方式时，黄灯闪烁。 |
|||
表2-1 面板指示灯说明
2．1．3 后面板
充电模块的后面板如下图所示：
充电模块采用输入输出一体化插座，可热插拔，因此模块安装维护极为方便。
充电模块配有金手指转接插座，方便系统接线，其外部接线如下表。
|
名称 |
文字 |
特性说明 |
|
|
交流输入 |
U |
整流模块的交流电源输入端，输入方式为三相三线制 |
|
|
V |
|||
|
W |
|||
|
直流输出 |
OUT+ |
输出正极 |
|
|
OUT- |
输出负极 |
||
|
保护地 |
PE |
整流模块的保护地引出端，内部已经和整流模块外壳连接 |
|
|
通讯接口 |
485A |
485通讯总线正极 |
485通信总线 |
|
485B |
485通讯总线负极 |
||
|
均流接口 |
+ |
均流正 |
实现整流模块之间的均流（保留一个匹配电阻，其余的整流模块电阻要扣掉） |
|
- |
均流负 |
||
2.2 充电模块工作原理
充电模块工作原理如下：
三相交流电源经过EMI滤波器输入到整流电路，将交流整流为脉动的直流输出，通过无源功率因数校正（PFC）电路，将脉动的直流转换为平直的直流电源。
DC/DC变换器由DSP产生PWM波控制功率器件，经高频变压器隔离输出后再由高频整流；LC滤波及输出EMI电路输出系统所要求的稳压的直流电压。
整个充电模块在微机系统的监控下工作，包括模块的保护、电压调整等，同时微机实现将充电模块的运行数据上报到监控模块和接受监控模块的控制命令。
2.3 充电模块主要功能
2.3.1 保护功能
1）输入过/欠压保护
模块具有输入过/欠压保护功能。当输入交流电压小于313±10V或者大于485±10V，模块保护，无直流输出，保护指示灯（黄色）亮。电压恢复到335±10Vac～460±15Vac之间后，模块自动恢复工作。
2）输出过压保护/欠压告警
模块具有输出过压保护欠压告警功能。当输出直流电压大于293±6V(220V系统)或145±3V(110V系统)时，模块保护，无直流输出，保护指示灯（黄色）亮。模块不能自动恢复，必须将模块断电后重新上电。
当输出电压小于150±1V(220V系统) 或75±1V(110V系统)时，模块告警，有直流输出，保护指示灯（黄色）亮。电压恢复后，模块输出欠压告警消息。
3）短路回缩
模块具有短路回缩功能。当模块输出短路时，输出电流不大于40%额定电流。短路因素排除后，模块自动恢复正常输出。
4）缺相保护
模块具有缺相保护功能。当输入缺相时，模块半功率输出。
5） 过温保护
模块的进风口被堵住或环境温度过高导致模块内部的温度超过设定值时，模块会过温保护，模块面板的保护指示灯（黄色）亮，模块无电压输出。当异常条件清除、模块内部的温度恢复正常后，模块将自动恢复为正常工作。
2.3.2其它功能
1）风扇温度控制
风扇无级调速，模块通过对环境温度和输出电流综合考虑进行风扇调速控制。
2）故障显示
模块告警信息以故障代码的形式在LED上实时的闪烁显示。故障代码如表2-2所示。
|
故障代码 |
代码含义 |
|
E31 |
输出欠压 |
|
E32 |
模块过温 |
|
E33 |
交流过欠压 |
|
E34 |
交流缺相 |
|
E36 |
输出过压 |
|
E37 |
地址重复 |
|
E38 |
风扇故障 |
表2-2 故障代码显示含义
3）通信功能
模块可以RS485方式与上位机通信。将模块输出电压和电流、模块保护和告警信息发送给上位机，接受并执行上位机下发的控制命令。见下表。
|
序号 |
项目 |
指标 |
备注 |
|
1 |
遥信 |
将模块的保护信号（交流过、欠压，缺相，输出过、欠压，模块过温等信号）和故障信号传递给监控单元 |
|
|
2 |
遥测 |
测量充电模块的输出电压、电流，送模块表头显示并上报监控单元 |
|
|
3 |
遥控 |
根据监控单元的命令，控制充电模块的开/关机，均/浮充转换 |
|
|
4 |
遥调 |
根据监控单元的命令，调节模块的输出电压 |
|
|
根据监控单元的命令，在10%～100%范围内调节充电模块的输出电流限流点 |
表2-3 充电模块通信功能
2.4 充电模块性能参数
2.4.1 环境要求
充电模块环境要求见下表：
|
项目 |
指标 |
|
工作温度 |
－10℃～50℃ |
|
储存温度 |
－25℃～55℃ |
|
相对湿度 |
≤95% |
|
大气压力 |
70～106KPa |
|
冷却方式 |
智能风冷 |
表2-4 充电模块环境要求
2.4.2 输入特性
充电模块输入特性见下表：
|
项目 |
指标 |
|
输入电压 |
323V～475V（三相三线制） |
|
输入电流 |
≤10A |
|
交流输入频率 |
45～65Hz |
|
效率 |
≥93% |
|
功率因素 |
≥0.94 |
表2-5 充电模块输入特性
2.4.3输出特性
充电模块输出特性见下表：
|
项目 |
指标 |
|
输出电压范围 |
176V～285V或88V～142V |
|
额定输出电流 |
10A或20A |
|
电压上升时间 |
3～8秒（软启动时间） |
|
输出恒流范围 |
10%～100% |
|
稳流精度 |
≤±0.5%（20%限流测试） |
|
负载电压纹波系数 |
≤0.5%（有效值） ≤1%（峰值） |
|
稳压精度 |
≤±0.5% |
|
温度系数（1/℃） |
≤0.2‰ |
|
均流不平衡度 |
≤±3%（30%～100%额定负载） |
2.4.4其他特性
1）机械参数
模块外形尺寸（长*高*宽）：316mm*176mm*88mm
模块重量：＜5Kg
2) 音响噪音：＜55dB
3）绝缘电阻：输入端、输出端对外壳相互之间以及输入对输出之间的绝缘电阻＞10MΩ（试验电压500Vdc）。
4) 绝缘强度：输入端、输出端短接后，在输入/输出端与外壳之间施加 50Hz、有效值为2000V的交流电压1分钟，无击穿或飞弧现象。
5）安规及EMC标准等级及判定
|
序号 |
项目 |
标准 |
标准等级 |
|
1 |
静电放电搞扰性要求 |
GB/T 17626.2-1998表2 |
Level3 判据B |
|
2 |
振荡波抗扰性要求 |
GB/T 17626.12-1998 表2 |
Level3 判据B |
|
3 |
传导辐射干扰 |
EN55022 |
Class A |
|
4 |
快速瞬变电脉冲群抗扰性要求 |
EB/T17626.4-1998 |
Level3 判据B |
|
5 |
浪涌搞扰性要求 |
GB/T17616.5-1998 |
Level3 判据B |
|
6 |
由射频场感应引起的传 |
GB/T17616.5-1998 |
Level3 判据B |
|
7 |
工频磁场抗扰性要求 |
GB/T17616.8-1998 |
Level4 判据B |
|
8 |
阻尼电磁场辐射抗扰度 |
GB/T17616.10-1998 |
Level4 判据B |
|
9 |
射频电磁场辐射抗扰度 |
GB/T17616.3-1998 |
Level3 判据B |
|
10 |
电压暂降、短时中断和电 |
IEC61000-4-11 |
95% 0.5Period 判据B |
|
＞30% 25Period 判据B |
|||
|
＞90% 250Period 判据B |
表2-7 安规及EMC标准
5） MTBF＞300,000小时。
2.6 包装维护
! 注意
未经许可，严禁擅自打开模块外壳。否则，由此造成的设备损坏以及人身伤害润海通公司概不负责。同时，由此造成的技术秘密的泄漏，润海通公司保留追究相关法律责任的权利。
2.6.1 运输包装
因模块在系统上是靠一个M4的面板螺钉固定以防止模块滑脱，没有与机柜紧固连接。在运输时，模块必须取下，单独包装发运。严禁模块安装于机柜上运输，否则将造成系统机柜和模块损坏。
输出金手指部分尤其需要小心包装，以免运输途中损坏。
2.6.2 维护
模块风扇不需要做特别维护，损坏后，联系售后服务人员及时更换即可。更换方法如下：
1）取下模块前面板（前面板中部，标签下有一颗固定螺钉）。
2）取出连接风扇于机壳的两颗长螺钉，拔下3芯电源插头。
3）更换风扇，安装风扇及前面板。
2.7 使用注意事项及处理
2.7.1 模块均流
均流指的是连接到同一母线上的模块输出相同电流以均分负载。模块出厂前已经经过严格的均流调试，任何模块设置为相同输出电压时，不需要作任何均流调整，模块也不提供外部调整的器件。
2.7.4 模块告警现象及处理
模块常见故障表现有：电源指示灯（绿色）灭、保护指示灯（黄色）亮、故障指示灯（红色）亮，同时数码管闪烁，指示故障代码（原电流显示）。各指示灯状态所指示常见故障及处理措施见下表。
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异常现象 |
异常原因 |
处理建议 |
|
电源指示灯（绿色）灭 |
输入交流断电 |
检查输入是否正确 |
|
模块内部故障 |
返回维修 |
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|
保护指示灯亮（黄色） |
输出欠压 E31 |
检查输出电压是否正常 |
|
模块过温 E32 |
环境温度过高。系统热设计不合理 |
|
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交流过欠压 E33 |
检查交流输入电压是否正常 |
|
|
交流缺相 E34 |
检查交流输入电压是否缺相 |
|
|
保护指示灯闪烁（黄色） |
|
检查模块485通信总线连接是否正常 |
|
|
手动模式下模块之间连接是否正常，在自动模式下，是否处于监控控制下 |
|
|
故障指示灯亮（红色） |
输出过压 E36 |
断开交流电，重新上电 |
|
地址重复 E37 |
检查模块条码是否相同 |
|
|
故障指示灯闪烁（红色） |
风扇故障 E38 |
检查风扇是否损坏或堵转 |
|
故障指示灯快烁（红色） |
|
短路保护 |
表2-8 模块告警及处理措施
注意事项：
①系统设计和安装时，模块一体化插座必须安装接触可靠；
②禁止在易燃环境中对模块进行热插拔；
③严禁将输出的直流母线正负极接反；
④每个模块输入端都要经空开（建议≥16A 3P开关）后接到模块输入端；
⑤系统交流配电单元建议安装防雷单元；
⑥模块进风口在前面，出风在后面，保证模块前后通风良好；
⑦为保证模块均流功能的一致，同一母线上最大整流模块并联数为16+1台；
⑧模块如用于控母模块，应设置为手动方式，并调整好输出电压值，模块为独立工作方式，不与其它模块均流，只给监控上传模块的数据，如：控母电压、电流。
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