南樺 電子報 358 出刊日期 | 2021.09.13

介紹充電器與逆變器應用實務


簡介
自 AC 交流電被發明以來就一直在日常生活中扮演著不可或缺的角色;但在沒有交流電的場所若需要用電,通常只能採用燃料發電機產生交流電以滿足需求,然而這類發電機有噪音大且污染多等缺點。隨著全球氣候不斷變暖,碳排放與生態環保已成為全球關注的重點,未來太陽能與風力等綠能應用將更加廣泛,在這類應用中,DC - AC 逆變器扮演著十分重要的角色。


明緯新推出的 NTS/NTU 系列逆變器與 NPB 系列充電器搭配客戶端電池系統,不僅可以解決各種無 AC 電場所的電力供應問題,也可以作為以電池為基礎的UPS備用電源,提升整體系統工作的穩定性。

NTS/NTU 系列產品是一款純正弦波輸出的逆變器,可通過面板上的指撥開關選擇交流輸出電壓、頻率及設定省電模式,且有各種AC插座可供選擇搭配,可滿足全球大多數系統的使用。產品提供輸入欠壓、過壓報警與關機保護功能,可防止電池過放,提高電池壽命。外置的 RJ-11 通訊埠可即時讀取逆變器內部電池電壓、輸出電壓等資料,可擴充系統相關功能。

相關重點規格與應用概述如下:
【輸出電壓、頻率、省電模式設定】
透過指撥開關設定輸出電壓、頻率與省電模式,指撥開關設定選擇請參閱表1,省電模式於極輕負載狀態下關閉輸出電源,以減低電池損耗,如醫療相關等緊急電源應用,建議採用非省電模式,以確保系統可持續工作。出廠設定為 110Vac/60Hz或230Vac/50Hz,以及非省電模式。


HEP-1000-W 系列一樣具備電源及充電機型,輸出可程式控制電壓和電流功能 (PV/PC),透過外加直流電壓即可寬範圍調整輸出電壓 50%~125% 及電流 20%~100%,滿足設備連接各式負載和控制需求,適合應用於各種電解及通訊設備、充電設備和雷射應用裝置等。
HEP-1000 系列具備標準通訊協定 PMBus 及 CANBus 供選購,可讓電源無縫整合至高階系統,使其成為受控制的周邊裝置,帶來省電、易於監控、系統與電源供應之間快速通訊整合等效益,適合用在具有數位電源管理需求的設備。


指撥開關示意圖

表 1 指撥開關設定表


【AC 輸出插座】
表2顯示不同的AC輸出插座以及相對應的合適國家與認證;使用者可以根據其需求選擇合適的型號。


表 2 AC 輸出插座


【RS-232通訊】
如圖2所示,可透過RS-232/RJ11的傳輸線連接PC與逆變器,讀取逆變器的內部資料。


圖 2 RS-232 通訊的配置圖


NPB 系列產品是一款寬範圍輸出的充電器,可選擇 2 或 3 段充電曲線,滿足各類鋰電池和鉛酸蓄電池充電。其外置 VR 可調節充電電壓和電流,滿足多種充電需求。

【充電曲線、充電電壓和充電電流設定】
如圖 3 與圖 4 所示,可透過指撥開關設定 2 或 3 段充電曲線,出廠設定為 3 段。另外也可透過 Vo Adj 調設充電電壓,Io Adj 調設充電電流。


圖3 充電器結構圖



圖 4 2 或 3 段充電曲線


NPB+NTS/NTU+ 儲能電池構成的供電系統可廣泛應用於各種沒有 AC 電的場所,或是提供醫療安防設備供電。

以下提供幾個應用案例說明。

應用案例一:家庭供電系統
系統配置: NPB-360-48 + NTS-1200-148+ 電池組+太陽能充電器
如圖5所示,應用於家用智慧供電系統為例,當市電供電正常時,所有家用電器使用市電運轉,同時NPB充電器可對儲能蓄電池充電;一旦出現短暫停電狀況,儲能蓄電池與 NTS-1200 可轉換產生交流電,在一定時間內維持家用電器運轉。若房屋搭配太陽能板,這套供電系統白天可透過屋頂的太陽能板將太陽能轉換為直流電,用於對儲能蓄電池充電並同時透過 NTS 逆變器轉換的交流電滿足部分家用電器用電。在夜間失去太陽能來源後,儲能蓄電池可透過逆變器轉換交流電以滿足家用電器夜間使用,整套智慧供電系統既節能又環保。


圖 5 智慧家庭供電系統


應用案例二:智慧安防系統UPS供電配置
系統配置: NPB-360-12+NTU-1200-112+電池組
如圖 6 所示應用於智慧安防系統為例,以電池為基礎的 UPS 系統常被用於小型電信與監控系統備用電源使用,系統通常由電池、逆變器、充電器…等組件構成。當市電供電正常時,NTU-1200 檢測到輸入交流電,就會直接對後端安防設備供電;同時 NPB-360 充電器可以對內置的備用電池組進行充電,一旦市電中斷或者出現故障時,備用電池組+NTU-1200 組成的供電系統可在 10ms 內輸出交流電,以確保整個安防系統的正常運作,提升安防系統整體的可靠性。


圖 6 智慧安防系統


應用案例三:露營車逆變器應用
系統配置: NPB-360-12+NTU-1200-112+電池組
如圖7所示,以NPB-360+電池姐+NTU-1200配置於露營車上並配置有 AC 輸入插頭,AC 輸入插頭可進行AC 直接供電(bypass)與提供充電器電源對電池充電,當露營車停在有設置AC插座的營地,使用者可以直接把露營車AC插頭插上,此時露營車上連接 NTU-1200 輸出的設備電力會由市電供電;當露營車開到沒有AC插座的營地或是車輛移動中,則露營車上的設備電力轉由電池與 NTU-1200 轉換提供。


圖7 露營車逆變器應用



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