具有APFC与谐波抑制能力的直流供电系统

该设备具有良好的功率因数校正（功率因数可达0.99）和谐波电流抑制（总谐波电流小于5%）能力，且直流输出电压稳压精度高，纹波小。既可串联在电网与用电设备之间作为有源功率因数校正器（APFC），提高电能利用率解决系统电磁兼容问题，也可直接作为具备高功率因数和谐波抑制能力的非隔离稳压电源使用，目前已具备单模块10kW、30kW、50kW及多模块并联扩展能力，产品多项技术指标处于国内领先水平，具有全数字化控制（可配备后台监控系统）、系统扩展性强(可达MW级)、可并联冗余工作（提高供电可靠性）、应用范围广等特点，在诸如舰载、通信等供电可靠性要求很高且电磁兼容要求严格的场合具有良好的发展前景和应用价值。

一、 应用范围

1、 电源模块的APFC（有源功率因数校正）。可完美解决GJB151A规定的CE101、CE102电磁兼容问题。

2、 高功率因数、低谐波电流的AC/DC非隔离电源。

3、 超大功率（MW级）直流电站解决方案（可兼顾功率因数校正和谐波电流抑制）。

二、 产品特点

1、 功率因数高（可达0.99）。具有电能利用率高，能量可双向流动等特点，能够实现真正的“绿色电能变换”。

2、 谐波电流小。满功率时的谐波电流可根据用户需要控制在3%以内，远远优于国家标准5%的要求。

3、 直流输出电压的稳定度高，负载适应性强。负载为阻性、容性或感性均可，且直流电压稳定度在1%左右，即使满功率负载也不会出现通常开关电源输出电压下降的情况。

4、 整机效率高。50Kw等级的整机效率可达94.4%。

5、 可实现并联冗余工作。根据系统可靠性、重要程度要求可配置为“简单并联”、“N+1冗余”或“N+m冗余”任一种工作模式。

6、 可构建超大功率直流电站。该电站可统一完成功率因数校正、谐波电流抑制、高压直流供电等功能，如果配以蓄电池组，即使交流停电也能实现用电设备的不间断供电，大大提高供电可靠性。

三、 产品规格                                                                                  

序号     功率等级       配置方式

1         5kW           单模块

2         10kW          单模块

3         15kW          单模块

4         30kW          可选单模块或并联扩展

5         60kW          可选单模块或并联扩展

6         30kW*N        并联扩展

四、 典型应用

1、 中大功率电源的PFC校正解决方案（见图1）：

三相输入的中大功率电源因其功率大，谐波电流对公用电网的危害也大，因谐波干扰造成的设备损坏或误动作已屡见不鲜。另一方面，现代复杂、高精度的测控设备对电源的供电品质要求却越来越高，正是基于这种形势，国家电网出台了关于《电能质量及公用电网谐波》的国家标准，对公用电网接入设备的谐波标准实施强制规范。国军标也相应提出GJB151A规定的CE101、CE102电磁兼容要求。

从节能的角度来说，功率因数是个非常重要的技术指标。在提倡节能环保的今天，供用电设备的电能利用率都是我们极为关注的问题。功率因数低意味着更多的无功损耗和较多的电力浪费，无论军品还是民品都需要尽可能高的增加电能利用率，国家和军方也都对该项指标提出了最低要求，这在很多高质量的电源产品中已有体现。

让直流供电系统工作于图1中的工作模式，连接把三相交流的整流输出做为电源输入级的中大功率AC/DC、AC/AC、DC/DC电能变换器，就能能为这些电源提供稳定的直流输出，且兼有功率因数校正和谐波电流治理功能，能够满足现阶段极为严苛的《电能质量及公用电网谐波》国家标准和GJB  

CE101、CE102电磁兼容要求，有效提高设备品质。

2、 大功率直流供电系统解决方案（见图2）：

大功率集成直流供电方案已在三大通信运营商的机房改造中得到推广，相比交流供电具有谐波电流小、功率因数高、节约能源等优势，此外，将直流供电系统辅以合适的供配电结构还可达到以下独特优点：

1、 供电可靠性高

i. 采用双路供电方式。平时只有一路供电网络正常工作，另一路处于维护备用状态，可有效提高系统在紧急情况下的应急供电能力。

ii. 增加蓄电池组作为备份电源。即使在交流电网停电的情况下，也可有效延长系统供电时间，为发电设备抢修争取时间。这在交流供电系统中是不易实现的。

iii. 采用N+1冗余并联工作。可保证即使有一个模块损坏也不影响整个系统的正常运行，进一步增加了系统运行的可靠性，显然，需要考虑同步和相位的交流电源并联运行更为困难。

2、 全数字化监控。

直流供电系统提供数据总线通讯接口，可与后台监控机互连，实时提供系统关键运行状态数据，便于操作人员远程监控。

3、 对通讯的干扰小。

直流电压传输没有交流传输的强干扰特性，对周围工作的电磁干扰敏感型设备影响较小。

4、 传输损耗小。

电源输送同等功率的条件下，由于直流输出电压高，所以流过传输电缆的电流更小，传输损耗也更小。

5、 节约成本。

由于输送同等功率条件下，直流电源传输电流更小，因此可以选用直径更小的线缆，相应降低供配电成本。以交流220V供电为例，直流供电系统的输出电压Udc≈3*220V，电流就只有交流供电的1/3，采用直流供电不仅可减小传输电流，降低线缆的热损耗，也可选用更小线径的电缆，减少成本并为配电布线提供便利。

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