恒流恒压控制模块使用说明书.docx

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恒流恒压控制模块使用说明书

一、产品介绍

晶闸管恒流恒压控制模块是高度集成的反馈控制稳流稳压系统，内置大功率晶闸管芯片、数字移相控制电路、反馈控制电路、保护电路和线性电压、电流传感器，是新一代高科技电力调控产品。

⒈产品特点

①采用进口方形芯片、DCＢ板、高级热绝缘材料，特殊焊结工艺。

②主电路、导热基板、控制电路相互隔离，介电强度≥2500VAC，使用安全。

③热循环负载次数超过国家标准近10倍。

④采用线性控制稳流稳压电路，高控制精度。

⑤过流、过热、缺相保护。

⒉产品用途

广泛应用于电动机、发电机励磁，蓄电池充电，各类电源，及各类大功率整流装置电源的前级调压。

二、产品种类

模块的订货规格、型号：

（详见表1）

表　1

产品

类型

型　　　号

电压规格（V）

三

相

MSZ-HLHY-2000

MSZ-HL-2000

MSZ-HY-2000

450

MSJ-HLHY-1600

MSJ-HL-1600

MSJ-HY-1600

MSZ-HLHY-1500

MSZ-HL-1500

MSZ-HY-1500

MSJ-HLHY-1200

MSJ-HL-1200

MSJ-HY-1200

MSZ-HLHY-1000

MSZ-HL-1000

MSZ-HY-1000

MSJ-HLHY-800

MSJ-HL-800

MSJ-HY-800

MSZ-HLHY-500

MSZ-HL-500

MSZ-HY-500

MSJ-HLHY-350

MSJ-HL-350

MSJ-HY-350

MSZ-HLHY-400

MSZ-HL-400

MSZ-HY-400

MSJ-HLHY-300

MSJ-HL-300

MSJ-HY-300

MSZ-HLHY-320

MSZ-HL-320

MSZ-HY-320

MSJ-HLHY-260

MSJ-HL-260

MSJ-HY-260

MSZ-HLHY-200

MSZ-HL-200

MSZ-HY-200

MSJ-HLHY-150

MSJ-HL-150

MSJ-HY-150

MSZ-HLHY-150

MSZ-HL-150

MSZ-HY-150

MSJ-HLHY-100

MSJ-HL-100

MSJ-HY-100

MSZ-HLHY-100

MSZ-HL-100

MSZ-HY-100

MSJ-HLHY-75

MSJ-HL-75

MSJ-HY-75

MSZ-HLHY-55

MSZ-HL-55

MSZ-HY-55

MSJ-HLHY-40

MSJ-HL-40

MSJ-HY-40

MSZ-HLHY-30

MSZ-HL-30

MSZ-HY-30

MSJ-HLHY-20

MSJ-HL-20

MSJ-HY-20

（续表1）

产品

类型

型　　　　号

电压规格（V）

单

相

MDJ-HLHY-300

MDJ-HL-300

MDJ-HY-300

450

MDZ-HLHY-200

MDZ-HL-200

MDZ-HY-200

MDJ-HLHY-150

MDJ-HL-150

MDJ-HY-150

MDZ-HLHY-150

MDZ-HL-150

MDZ-HY-150

MDJ-HLHY-100

MDJ-HL-100

MDJ-HY-100

MDZ-HLHY-100

MDZ-HL-100

MDZ-HY-100

MDJ-HLHY-75

MDJ-HL-75

MDJ-HY-75

MDZ-HLHY-55

MDZ-HL-55

MDZ-HY-55

MDJ-HLHY-40

MDJ-HL-40

MDJ-HY-40

MDZ-HLHY-30

MDZ-HL-30

MDZ-HY-30

MDJ-HLHY-20

MDJ-HL-20

MDJ-HY-20

注:

1、电流规格为模块正常工作输出最大直流电流平均值或交流电流有效值；电压为模块输入端子间最大输入电压有效值。

2、特殊规格，可按用户要求协议定做。

3、上述表内的型号为常规产品。

当模块需要保护功能时，由用户订货时在模块型号后面加注保护代号。

附：

型号义释

Mxx-xx-xx-x

12345

模块订货型号规格共五项，定义如下：

第1项：

字母M，表示模块。

第2项：

模块的类型，定义如下:

SZ：

三相整流

SJ：

三相交流

DZ：

单相整流

DJ：

单相交流

第3项:

模块的功能，定义如下:

HL:

只有恒流功能

HY:

只有恒压功能

HLHY:

具备恒流恒压功能

第4项：

（2－4）位阿拉伯数字，标记模块的标称电流数。

第5项：

模块的保护类别

R：

过热保护

L：

过流保护

LR：

过流过热保护

注：

对于三相模块，具备过热过流保护时，同时具有缺相保护。

型号示例:

MSZ-HLHY-200LR

即三相整流200A恒流恒压功能模块，具备过流过热缺相保护功能MSJ-HY-350R

MSJ-HY-350R

即三相交流350A恒压模块，具备过热保护功能

注：

本册为说明方便，在以下图表中将第3项和第5项省略，以表示各种类型模块。

如：

MSZ-350表示350A的恒流、恒压、恒流恒压 、有或无保护的各类整流模块。

三　模块的使用方法：

⒈控制插座引脚功能说明

⑴引脚定义

引脚功能

+12V

GND

GND

CON

ECON

-12V

RES

IVS

引线颜色

红色

黑色

黑白双色

中黄色

橙色

白色

深蓝色

深绿色

引脚号

1

2

3

4

5

6

7

8

引脚功能

IG

UG

OFF

IGL

TGL

引线颜色

棕色

紫色

粉色

灰色

浅蓝色

浅绿色

柠黄色

引脚号

9

10

11

12

13

14

15

⑵引脚说明：

1脚：

+12V，外接+12V电源正极，工作电流＜0.5A。

2脚：

GND，控制电源地线。

3脚：

GND，控制电源地线。

4脚：

CON，触发电路控制信号，（0～10）V信号输入。

恒流或恒压应用时此脚空置。

CON脚输入控制信号时，OFF端必须直接接地。

OFF接地后不具备恒流或恒压功能，只能当作普通移相调压模块，但各种保护正常（具体操作参照OFF脚）。

5脚：

ECON，测试模块引脚。

方便用户检测模块功能使用，此端通过1K电阻同+12V电源连接，可外接大于10K电位器，但不宜作给定信号使用。

此端口一般空置。

6脚：

-12V，外接-12V电源，工作电流＜200mA。

7脚：

RES，手动复位端口。

当电路保护后此端接+12V电源进行复位。

复位前必须把电压电流给定信号降为零，并先排除保护故障。

8脚：

IVS，恒流、恒压控制选择端口。

恒流时接+12V；恒压时接地或悬空。

9脚：

IG，恒流控制给定信号输入，（0～10）V直流电平。

10脚：

UG，恒压控制给定信号输入，（0～10）V直流电平。

UG、IG为直流电平信号，要求稳定无毛刺，一般由基准电压源提供。

11脚：

保留。

12脚：

+5V，用于接保护指示灯正极。

13脚：

OFF，恒流恒压禁止端口。

当OFF接地时失去恒流恒压功能，模块仅有移相控制功能，由CON端输入控制信号。

此端也可作为保护控制端口。

14脚：

IGL，过流保护指示端口。

过流时输出高电平，外接发光二极管。

15脚：

TGL，过热保护指示端口。

当过热时输出高电平，用法与IGL相同。

注：

1、当您所购模块不具备某项功能时，该模块对应引脚也将失效。

例如：

不具备过热保护的模块，过热保护指示端口（TGL）将无效。

2、缺相保护电路检测模块输入端电压，而非输出端电压。

⒉使用方法（各种接线方式见图1-图4）

图1　恒流恒压应用

图2　恒压应用

图3　恒流应用

图4禁止恒流恒压功能

注：

图中的ref为基准电压源，一般为10V。

若没有基准电压源，则改接到5脚，但对稳定程度要求较高的用户最好外接基准电压源。

（1）模块初次使用常见问题

模块使用前可先进行简单功能测试，可以测试恒流功能也可测试恒压功能，但选用恒压功能测试比较方便。

以下几点是初次使用常见问题，对您或许有指导意义。

✧±12V电源极性反接，将烧坏模块。

调整给定信号时模块没有电流或电压输出，但给定信号和外加±12V电源正常。

处理：

你需要对模块进行复位。

恒压应用时，用电压表测输出电压不准确或不连续。

原因：

你的负载太小，换大于100W的负载。

恒流应用时，给定信号很小，模块即全电压输出。

处理：

你需要工作在较大电流下，比如20A。

模块的恒流精度或恒压精度达不到规定指标。

原因：

电源指标达不到要求或给定信号不稳定。

恒流恒压功能能否同时使用？

答案：

不能，只能单独工作在恒流或者恒压某一方式，或按顺序进行切换。

模块能否在任何输出电压下都能达到最大标称电流值？

答案：

不能，模块的标称电流为全电压输出时最大输出电流，具体能输出多大电流还取决于输出电压的高低和稳定精度等指标。

模块最佳工作区间如何选取？

答案：

模块应用在20%～60%标称值最佳；小于20%或大于70%时效果较差。

电池充电应用时，如何对电池放电？

方法1：

把模块正负输出极性调整成与充电时相反。

方法2：

模块输出正极接一电感，模块极性同充电时一样，先把模块电压调到高于电池组，然后交换电池极性和改变控制角的大小使模块工作于逆变状态，用逆变方法完成电池的放电。

该方法适于专业用户使用。

模块用于电感负载时指标下降。

原因：

模块的电压、电流传感器处理电路对感应的信号电压处理方式同普通仪表可能不同。

晶闸管在换向时会产生反向尖脉冲，模块处理电路会把尖脉冲抑制掉；而普通仪表则对该尖峰照常处理，所以它属于正常现象，而非指标下降。

如何寻找散热器温度测试点？

方法：

测试点选择靠近模块中心点、紧贴模块外壳的散热器表面处。

（2）电流选取规则

①模块电流的选取

模块的标称电流为模块正常工作允许流过的最大电流，考虑到晶闸管抗电流冲击能力较差，选取模块时建议您应留出裕量。

阻性负载：

模块标称电流应为负载额定电流的2倍。

感性负载：

模块标称电流应为负载额定电流的3倍。

②导通角要求：

在非正弦波状态下用普通仪表测出的电流值不是有效值，仪表显示较小的电流值就有可能超过模块额定值的几倍，因此，要求模块尽量工作在较大导通角下（100度以上）。

模块在较小导通角（即模块高输入电压、低输出电压）下输出较大电流，这样会使模块严重发热而烧毁。

具体使用时可参见下表：

模块在不同输出电压下最大输出电流对照表

U实/U标

1

0.75

0.5

0.25

0.15

I实/I标

1

0.85

0.6

0.45

0.3

注：

U实：

模块实际输出电压；

U标：

模块能最大输出的电压；

I实：

模块实际能输出的电流；

I标：

模块标称电流。

示例：

100A的三相交流模块，电网为380V，对应不同输出电压下最大输出电流见下表。

输出电压

380V

285V

190V

100V

50V

最大输出电流

100A

85A

60A

40A

25A

整流模块输出滤波问题

如对输出电压（电流）的平滑度有要求时，可加平滑滤波电路。

如果对电流的纹波有要求，可采用平波电抗器滤波。

如果对输出电压的纹波有要求，可以采用LC滤波，但电容值不可取的太高（取值时应使负载呈感性为原则，即L＞＞C），否则会影响模块的安全。

一般不推荐单独电容滤波。

（3）平滑滤波器L、C值计算

单相整流模块未加滤波器时脉动系数为Υ=0.667（控制角α=0时），若您的设备对滤波器输出脉动系数的要求为Υ1，LC的计算如下：

LC=1.70/Υ1

三相整流模块未加滤波器时脉动系数为Υ=0.057（控制角α=0时），若您的设备对滤波器输出的脉动系数的要求为Υ1，LC的计算如下：

LC=0.016/Υ1

计算示例：

若设备要求的脉动系数为Υ1=0.01，采用三相整流模块：

LC=1.6

考虑到在控制角α>0时，脉动系数要增大，取LC=8，则

L=0.04H，C=200μF

满足L>>C的要求。

注：

示例中L的单位为亨（H），C的单位为微法（μF），电网频率为50HZ。

3.　模块使用要求

（1）±12V稳压电源要求

电压范围

+12±0.5V，纹波电压小于10mv；

-12±0.5V，纹波电压小于10mv；

+12V、-12V电源对称误差不大于0.5V。

电流能力

±12V电源的电流必须大于实际工作电流2倍以上。

若采用变压器整流式稳压电源，滤波电容必须大于1000μf/25V。

（2）环境要求

环境适应温度：

-25℃～+45℃。

工作场所要求干燥、通风、无尘、无腐蚀性气体。

⒋　其它事项

（1）因模块主电路引出极弯曲90°，小电流规格类极易掀起折断，所以接线时应防止外力或电缆重力将电极拉起折断。

（2）严禁不用接线端头而直接将铜线压接在模块电极上。

四　模块参数

⒈模块主要参数（见表2）

表2

参数名称

数值

型号

触发电源电流

结壳

热阻

输出

电压

工作

壳温

IE

RJC

VOUT（AV）或

VOUT（RMS）

TC

mA

℃/W

V

℃

三

相

MSZ-2000

1000

0.03

1.35VIN

<80

MSZ-1500

MSZ-1000

800

0.04

MSZ-500

400

0.04

MSZ-400

0.05

MSZ-320

0.06

MSZ-200

0.15

MSZ-150

0.20

MSZ-100

0.30

MSZ-55

0.55

MSZ-30

300

0.60

（续表2）

参数名称

数值

型号

触发电源电流

结壳

热阻

输出

电压

工作

壳温

IE

RJC

VOUT（AV）或

VOUT（RMS）

TC

mA

℃/W

V

℃

三

相

MSJ-1600

1000

0.03

1.0VIN

<80

MSJ-1200

MSJ-800

800

0.04

MSJ-350

400

0.04

MSJ-300

0.05

MSJ-260

0.06

MSJ-150

0.15

MSJ-100

0.20

MSJ-75

0.30

MSJ-40

0.40

MSJ-20

300

0.50

单

相

MDZ-200

300

0.20

0.9VIN

MDZ-150

0.25

MDZ-100

0.40

MDZ-55

0.55

MDZ-30

0.60

（续表2）

参数名称

数值

型号

触发电源电流

结壳

热阻

输出

电压

工作

壳温

IE

RJC

VOUT（AV）或

VOUT（RMS）

TC

mA

℃/W

V

℃

单

相

MDJ-300

300

0.20

1.0VIN

<80

MDJ-150

0.40

MDJ-100

0.45

MDJ-75

0.50

MDJ-40

0.60

MDJ-20

0.65

模块通用参数：

（1）电网频率f：

50HZ。

（2）输入电压范围：

单相：

220±20%；三相：

380V±20%（线电压）。

（3）恒流恒压范围：

模块标称电流电压的（10～85）%。

（4）恒流精度≤（1～3）%；恒压精度≤（1～3）%（相对于负载变化60%，电网变化20%）。

（5）给定信号电压:

（0～10）VDC，电流：

≤0.1mA。

（6）模块绝缘电压VISO（RMS）≥2500V。

⒉晶闸管芯片主要参数（表3）

五　模块的保护

⒈过流保护

（1）无论是否内置过流过热保护，模块必须外接快速熔断器。

熔断器接法见图5-图6。

图5　三相整流式模块　　　图6　单相交流式模块

表3　晶闸管芯片参数

模块

型号

IT（AV）

ITSM

ID

IR

VDRM

VRRM

Tj

di/dt

dv/dt

Tj=125℃

45℃

10ms

125℃

max

A

A

MA

V

℃

A/μs

V/μs

MSZ-2000

250

8000

20

1200

～

2200

125

100

500

MSJ-1600

MSZ-1500

MSJ-1200

MSZ-1000

MSJ-800

MSZ-500

MSJ-350

MSZ-400

220

7000

15

MSJ-300

MSZ-320

180

5000

MSJ-260

MSZ-200

100

2300

10

MSJ-150

MDZ-200

（续表3）

模块

型号

IT（AV）

ITSM

ID

IR

VDRM

VRRM

TJ

di/dt

dv/dt

Tj=125℃

45℃

10ms

125℃

max

A

A

mA

V

℃

A/μs

V/μs

MDJ-300

180

5000

15

1200

～

2200

125

100

500

MSZ-150

74

1500

10

MSJ-100

MDJ-150

MDZ-150

MDJ-100

MSZ-100

57

1150

10

1200

～

1800

MSJ-75

MDZ-100

MDJ-75

MSZ-55

35

600

3

1200

～

1600

MSJ-40

MDZ-55

MDJ-40

MSZ-30

24

400

2

MSJ-20

MDZ-30

19

300

1

800

～

1000

MDJ-20

（2）快速熔断器的选择：

①熔断器的额定电压大于电路上正常工作电压。

②熔断器额定电流的选取参考表4。

2.　过压保护

模块的过压保护，推荐使用阻容吸收和压敏电阻两种方式并用。

⑴阻容吸收保护

阻容吸收回路能抑制晶闸管由导通到截止时产生的过电压，有效避免晶闸管被击穿。

接线方法见图7-图10，R和C值根据表5选取。

表5中R、C值适用于阻性或感性负载。

当用户用于容性负载时，R、C值按下列原则选取：

电容C：

容量不变，耐压值提高1.5倍。

电阻R：

阻值不变，功率提高1倍或阻值提高1倍，功率不变。

图7　三相整流式模块　　　　图8　三相交流式模块

图9　单相整流式模块　　　图10　单相交流式模块

表4快速熔断器对应表

模块型号

熔断器

额定电流（A）

数量（只）

额定电压（～V）

MSZ-2000

1000

3

500

MSJ-1600

MSZ-1500

750

3

MSJ-1200

MSZ-1000

500

3

MSJ-800

　MSZ-500

250

3

　MSJ-350

　MSZ-400

160

3

　MSJ-300

　MDJ-300

1

　MSZ-320

125

3

　MSJ-260

　MSZ-200

80

3

　MSJ-150

　MDZ-200

1

　MDJ-150

　MSZ-150

60

3

　MSJ-100

　MDZ-150

1

　MDJ-100

　MSZ-100

40

3

　MSJ-75

　MDZ-100

1

　MDJ-75

　MSZ-55

25

3

　MSJ-40

　MDZ-55

1

　MDJ-40

MSZ-30

16

3

MSJ-20

MDZ-30

1

MDJ-20

表5

名称

模块型号

R（Ω/w）

C（μF）630VAC

数量

三

相

MSZ-2000

2/40

2.2

各6

MSZ-1500

3/30

1.5

MSZ-1000

4/20

1.0

MSZ-500

8.2/15

0.68

MSZ-400

MSZ-320

MSZ-200

20/10

0.33

MSZ-150

MSZ-100

33/5

0.22

MSZ-55

62/5

MSZ-30

MSJ-1600

2/40

2.2

各3

MSJ-1200

3/30

1.5

MSJ-800

4/20

1.0

MSJ-350

8.2/15

0.68

MSJ-300

MSJ-260

MSJ-150

20/10

0.33

MSJ-100

MSJ-75

33/5

0.22

MSJ-40

62/5

MSJ-20

单

相

MDZ-200

20/10

0.33

各4

MDZ-150

MDZ-100

33/5

0.22

MDZ-55

62/5

MDZ-30

MDJ-300

8.2/15

0.68

各1

MDJ-150

20/10

0.33

MDJ-100

MDJ-75

33/5

0.22

MDJ-40

62/5

MDJ-20

⑵压敏电阻过电压保护

压敏电阻吸收由于雷击等原因产生能量较大、持续时间较长的过电压。

对于380V供电系统，压敏电阻电压V1mA一般选取为：

710V≤V1mA≤1000Ｖ。

注：

V1mA是指压敏电阻流过1mA电流时它两端的电压。

接法见图11-图12：

　　　　　图11　三相模块

　　　　　图12　单相模块

3散热器的选择

散热条件直接影响模块的可靠性和安全。

不同型号模块在其最大电流工作状态下，环境温度为40℃时所需散热器、风机的规格参考表6。

表6　模块用散热器一览表

模块型号

散热器

型号

散热器长度（mm）

轴流风机规格

及数量

强迫风冷

自然冷却

MSZ-2000

006

800

AC220V/50HZ/44w

220×220×60

（2台）

MSJ-1600

MSZ-1500

700

MSJ-1200

MSZ-1000

600

MSJ-800

MSZ-500

DXC-573

350

AC220V/50HZ/44w

220×220×60

（1台）

MSJ-350

MSZ-400

300

MSJ-300

MSZ-320

DXC-578

260

AC220V/50HZ/38w

172×150×51

（1台）

MSJ-260

MSZ-200

300

MSJ-150

MSZ-150

260

MSJ-100

MSZ-100

200

MSJ-75

MDZ-200

MDJ-300

MSZ-55

160（恒流或恒压）、

200（恒流恒压）

AC220V/50HZ/10w

120×120×38