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第八届电源科技奖获奖展示 | 优秀产品创新奖:S7000H系列回馈型直流源载系统

发布日期:2022/12/2 16:02:40 浏览量:868 分享:

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完成单位:科威尔技术股份有限公司

创新亮点:

科威尔技术股份有限公司研发生产的S7000H回馈型直流源载系在额定范围内输出电压范围达2000v,3U体积内输出功率达到30kW,功率密度已是行业领先水平。

产品介绍

S7000H系列回馈型直流源载系统是一款带回馈功能的源载两用高精度直流电源,它成功的将双向电源及回馈式负载集成到仅3U高度的一台设备内,不仅能作为双向电源使用,还可以作为回馈式电子负载使用,吸收功率的同时还能将消耗的能量回馈至电网,实现双象限操作。S7000H系列广泛应用于新能源电池测试,储能逆变器测试,汽车电子测试等多个领域,为不同类型的产品提供全面丰富,高效可靠的测试需求。

在器件选型上,采用碳化硅宽禁带功率器件,同时优化了多个碳化硅开关管并联的驱动电路和主功率回路设计,在保证可靠性的基础上,实现了在高压、高频率、大电流工作时,对比传统硅器件有更高的效率,更少的热量耗散,实现体积小,功率密度高。

在系统架构上,全采用双向变换器并多级级联,其中中间级采用LLC软开关技术降低开关损耗来提高开关频率减小体积,实现了高功率密度和高效率,在3U高度下实现了中高压产品最高30kW的输出功率,最优效率达到94.5%以上。

在控制策略上,采用16位AD的高精度采样和DSP的高精度PWM,实现了输出电压测量精度达到0.05%F.S.以内,输出电流测量精度达到0.1%F.S.以内。在传统的控制方法上叠加应用了特殊的预测、变斜率、动态前馈等多种非线性数字控制算法,使得产品的输出特性显著提高,50%-100%负载跳变时的电压波形恢复时间小于1ms,+/-27kW输出功率双向切换的完成时间小于2ms。

在电路设计上,整体分层为交流转直流变换器模块和直流转直流变换器模块,两者之间串联连接,交流转直流变换器模块中可以通过减配功率器件数量或型号等级来实现不同功率等级的母线输出,直流转直流变换器模块则可以通过灵活的减配模块数量或者功率器件数量及型号来实现不同功率等级对外输出,也可通过模块之间的串联和并联方式改变来实现各输出电压等级的不同。这样的分层设计,在功率密度上实现了3U/30kW,也缩短了产品的系列化开发周期。

拥有高可靠性的多机并联方案,支持多达30台机器的并联使用,选用LVDS高速信号替代普通的CAN,RS485传输,将主机的环路控制参数快速下发每台从机,每台从机接收信号的同时,传输链路上的模拟器件快速同步转发控参到下一台从机,并且在信号校验机制上增加了多重纠错处理机制,在高速、高频率数据传输过程中提高了并机可靠性。

多功能,采用智能模拟算法设计,除了实现双向恒压、恒流功能、还内嵌了IV模拟器、电池充放电、电池模拟、电子负载等功能,让电源对外表现出不一样的外特性曲线,从而适配不同行业应用的功能模拟。

产品图片

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完成单位

科威尔技术股份有限公司于2011年6月成立,注册资金8000万元,是一家以测试电源为基础产品,为多行业提供测试系统及智能制造设备的综合性测试装备公司。

经过多年技术积累、升级和迭代与市场深耕积累了大量的行业应用经验相结合,公司实现了前沿理论技术与实际工业场景的融合,有针对性的为下游行业领域客户提供所需的测试装备。公司多款产品实现了进口替代,产品远销欧洲、日韩及多个东南亚国家,是为数不多跻身国际测试设备供应商体系的中国本土品牌,并已成长为一家国内领先、业界知名的综合性测试装备公司。

科威尔于2019年在南京设立分公司,主要用于小功率测试电源的研究开发。充分发挥南京科技、人才资源优势,增强研发中心科技创新能力。经过多年积累和研发的 C3000 高频直流电源单品和S7000H回馈型直流源载系统的核心性能指标已达到国际知名品牌的水平,基于原有客户群体对于公司品牌及品质的认可,已经迅速打开局面,产品已经销往阳光电源、固德威、正泰、株洲中车等行业内知名企业。 

第一完成人简介

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蔡振鸿

科威尔技术股份有限公司电源事业部副总经理

蔡振鸿 男,汉族,1982年12月生,2007年毕业于南京航空航天大学自动化学院,获电力电子与电力传动专业硕士学位,专注于高效功率电子变换技术及新能源方向电力电子技术。在科威尔技术股份有限公司任电源事业部副总经理,全面负责小功率电源的开发。期间,从组建研发团队到建设研究中心,坚持以创新能力为先导,不断引进和吸收新技术,构建了一系列核心技术,实现了小功率测试电源产品在多功率段、多行业应用的覆盖,改变了产品应用行业客户以往对国外进口品牌供应商依赖的行业状况。

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