48V 50Ah便携式UPS电源锂电池设计方案

来源:钜大LARGE    2017-03-14    点击量: 420
引:(关键词:便携式UPS电源)便携UPS储能电源产品应用到我们日常户外生活中,在市电不稳定地方,可满足瞬间切换电池电源UPS,不影响你工作和生活需求;这款便携UPS电源,集锂电池、市电充电、逆变交流输出、等功能。四大优势:体积小,重量轻,寿命长,便携带。工作噪音小,转换效率高,带载能力极强,为您的设备提供可靠、优质的交流电源。现本产品应用于自动柜员机(ATM),存缴款机(ADM),24小时无人机房,应急通信,医疗仪器设备,监控安保系统,户外活动,野外活动,办公,个人电脑配备等。
 
一、UPS电源电池设计要求: 
户外便携UPS电源具有高工作电压、长时间及特殊环境温度的要求,在锂电池电芯方面采用安全性能高、循环寿命长的磷酸铁锂电芯,用15串16并组合实现客户相关参数需求。在锂电池保护电路保护方面,采用15串硬件保护电路+15串充电平衡电路,以实现成品锂电池的最大过流160A,持续放电电流50A,充电平衡电流45mA的要求。
具有逆变保护,短路保护,过功率保护,输入欠压保护,锂电保护,过充保护,过放保护,过流保护及温度过高控制风扇转动等功能,组合后的成品电池具体参数如下:
 
1)锂电池组型号设计要求:IFR26650-15S16P/51.2Ah/48V。
 
2)电路部分设计要求:
▪ 单节过充保护电压:3.85±0.05V
▪ 单节过充恢复电压:3.65±0.10V
▪ 单节过放保护电压:2.30±0.10V
▪ 单节过放恢复电压:2.5±0.080V
▪ 组合电池过流保护值(10ms):150~170A
▪ 充电平衡电流:38-50mA
▪ 充电平衡电压:3.6±50mV
▪ 成品电池还具备短路、反充保护。

3)电池循环寿命设计要求:1000~2000次
 
4)便携UPS电源设计方案方框图:



二、便携UPS电源设计方案:
1)保护板(PCM):主要是对可充电锂电池组进行设计的保护线路,由于锂电池本身的化学特性,需要提供过充、过放、短路、过流等保护功能。
2) 充电平衡模块:充电过程中平衡各电芯电压差,增强各电芯电压的一致性以延长组合电池的使用寿命。
3)电芯:IFR26650/3200mAh/3.2V(长寿命电芯)。
4)逆变模块:当电网电压超限或者停电时,UPS立即切换到电池逆变供电且无停电转换时间,不会影响计算机和精密电子仪器的正常运行,不会导致未存盘的数据或文件丢失。电池逆变为交流220V稳定输出,输出频率50HZ,市电电池转换时间0mS,转换效率≥84%,输出有功功率≥800W。
5)旁路模块:能够将电网实时的转换成稳压稳频的交流电源,为计算机类负载提供纯净的电源供应。在轻载情况下,最宽输入电压范围可达108V-300V,100%负载也可达到155V-300V,可满足极其恶劣的电网工作环境,减少电池放电频率,延长电池寿命。
6)状态指示:产品LED屏可以指示市电或电池供电工作状态、电池容量、负载状态等。
7)电脑屏幕显示:可以通过上位机软件指示UPS的工作状态,市电或电池供电工作状态、电池容量百分百、负载状态、电池电压等。
 
三、便携UPS电源产品实现图:


四、UPS电源产品主要特点: 
▪ 高频半桥逆变工作模式,无输出隔离变压器,体积小,重量轻,安装运输方便。
▪ 在轻载情况下,最宽输入电压范围可达108V-300V,100%负载也可达到155V-300V,可满足极其恶劣的电网工作环境,减少电池放电频率,延长电池寿命。
▪ 输入采用PFC功率因素校正技术,输入功率因素最高可达0.99以上,提高了市电利用率,减少输入线损。
▪ UPS采用在线工作模式,交流输出稳压稳频,市电停电输出无转换时间,保证设备不受停电影响,保证通信设备用电安全,超强的交流适应能力,适合发电机工作。
▪ 具有各种保护功能,过载、短路、雷击、过温等保护功能,即使在极限条件下也不会产生损坏现象,且各种因外部条件导致的保护均可以自动恢复并尝试重启。
▪ UPS可设置成正常工作模式与无人值守工作模式,在无人值守模式下,具有来电自动启动,故障侦测自判断,自动排除故障等功能,自动保护与检测,可完全实现无人值守工作模式,避免增加对设备维护的工作量。
▪ 输出电压可设定成200/208/220V/230V/240V五种电压规格,可满足不同设备对额定电压的要求,特别是一些进口非标的设备。
▪ 输出交流为正弦波,能适合所有负载类型,适量的感性负载、容性负载、非线性负载均可以使用UPS,且具有各种严格的保护功能,能保证用电安全。
▪ UPS交流输入侧具有D级防雷部件,可满足一般感应雷电的冲击,满足设备不受雷击而遭受损坏。
▪ 当UPS放电到电池低压保护后,此状态下,UPS具有极低的电池泄漏电流,可避免市电停电条件下,长期不恢复时而造成电池的损伤。
▪ 在设备对切换时间要求不严格的情况下,通过设定可使UPS处于ECO工作模式,节省电能提高系统转换效率。
▪ 根据室外工作环境,UPS增加温度补偿功能,能够根据环境温度自动调节浮充电压,达到保证电池容量以及电池寿命的要求。