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产品规格书

产品名称：

1800W高级工业磁控管驱动电源

产品编号：

GP038

版本：

V1.0

版本

日期

版本更新记录

核准

V1.0

2008-02-26

基本功能

鲍亚军

一、概述

二、产品主要规格

三、引用标准及规范

四、环境条件

五、电气特性

1、输入特性

2、控制特性

3、输出特性

4、保护特性

六、通信协议

七、安规特性

七、环境试验要求

八、机械特性及接插件定义

1、外形尺寸

2、端子定义

一、概述

产品图片

本电源为专为工业应用场合设计的高档智能磁控管驱动电源，采用高压和灯丝分开方案，前级采用PFC设计，高压部分和灯丝部分集成在本电源板上，额定输入电压为200－240Vac，180～264Vac能正常工作。

通过RS-485（RS-232可选）标准接口，能与个人计算机、PLC或同系列的RS-485（RS-232可选）接口相互连接，进行主从式、异步半双工串行通信。

可由通讯端口控制输出功率，在最大功率范围内进行调节，本电源具有多重保护功能，能够适应于不同

规格的磁控管驱动，该电源特别适应于高性能微波炉磁控管驱动，具有高效率，低EMI特性。

本电源为模块式结构，可以作为独立的模块接磁控管运行，也可以多台并机工作，通过通讯端口控制。

产品特点：

1.采用专利技术，软开关特性，高压部分和灯丝部分均为软开关，高效率，低EMI干扰

2.高压和灯丝分开，可以适用于不同磁控管，工频磁控管可以直接应用该电源

3.微波输出功率可以通过RS-485（RS-232可选）命令调节，范围10％～100％

4．灯丝电流可以通过RS-485（RS-232可选）命令调节，范围7-10A

5．启动快，启动时灯丝电流较大，工作时在额定范围

6．多重保护，灯丝电流过小，高压过压，开关管过流，过温保护等

7．输入电压变化时，微波输出功率稳定

8.高功率因数，前级带PFC，额定电压时满载大于0.98

9．高压输出电压平稳，无间歇

10．完整的通讯功能，可多台并机工作，每台电源都有独立的硬件地址

二、产品主要规格

最大输入总功率

输入电压范围

特性

输出功率范围

输出电压

输出电流

功率稳定精度

备注

1８00W

180－264Vac

高压部分

10～100％

－4300dc

≤0.2A

≤±5％

高压部分电压由磁控管决定

灯丝部分

50W

6～10Vac

７～1０A

≤±10％

灯丝电流可通过命令调节

备注：

－5～50℃条件下，输入1８00W可长期工作

三、引用标准及规范

GB/T2423.1-2001电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法/试验A：

低温

GB/T2423.2-2001电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法/试验B：

高温

GB/T2423.3-1993电工电子产品基本环境试验规程—试验Ca:

恒定湿热试验方法

GB/T2423.4.1993电工电子产品基本环境试验规程—试验Db:

交变湿热试验方法

GB/T2423.5-1995电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法/试验Ea和导则：

冲击

GB/T2423.6-1995电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法/试验Ea和导则：

碰撞

GB/T2423.8-1995电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法/试验Ed：

自由跌落

GB/T2423.10-1995电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法/试验Fc和导则：

振动（正弦）

GB/T2423.11-1997电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法/试验Fd：

宽频带随机振动--一般要求

GB/T2423.22-2002电工电子产品环境试验第2部分：

试验N：

温度变化

GB/T14508-93等级公路货物运输机械环境条件

四、环境条件

序号

项目

技术指标

单位

备注

工作温度

-5－+50

℃

储存温度

-40－+70

℃

相对湿度

20%－90%

散热方式

自然风冷

海拨高度

3000

MTBF

≥50,000

五、电气特性

输入特性

序号

项目

技术要求

单位

备注

1.1

额定输入电压

200－240

Vac

1.2

输入电压范围

180－264

Vac

1.3

交流输入电压频率

47－63

1.4

效率

≥95%

Vin=220Vac，

额定负载

1.5

最大输入电流

≤1５

输出特性

序号

项目

技术要求

单位

备注

高压部分

灯丝部分

3.1

输入功率电压调整率

≤±5%

≤±10%

3.2

输出电流范围

0～1

7～10

3.3

输出电压范围

3．8KV～4.3KVdc

6～10Vac

由磁控管特性决定

3.4

开关机高压过冲

≤6

磁控管特性差异较大

时需调整

3.5

音响噪声

≤50

保护特性

4.1

输入欠压保护

170-180

180V能恢复输出

4.2

输入过压保护

270-280

264V能恢复输出

4.3

灯丝电流小保护

<6－8

关断高压

4.4

高压部分开关管过流保护

≥40A

锁死

4.5

高压过压保护

≥6.5KV

锁死

4.6

过温保护

整流桥引脚≥75℃

℃

锁死

备注

4.2,4.3,4.4,4.6保护后必须关断输入电源，重启才能重新启动电源

六、通信协议

1）通信要求

物理级

EIARS-485

（可选RS232）

传输线

屏蔽双绞线

配线最大长度

100米

50米

连接台数

小于127台

传输速率

2400bps

数据交换方式

异步串行、半双工

全双工

传输协议

点对点或广播

字长

8位

停止位长度

1位

帧长

7字节固定

奇偶校验

无

出错检查方式

无

2）硬件连接

硬件连接如下图所示：

1、RS-485

上图中的主机可以是PLC或者是PC机。

从机（虚线框内）是GPAB-18224KE控制板。

PC作为主机时，只需要将从机的RS-485端子和PC机的RS-232转485接口的同名端相连接即可。

RS-485串行总线接口最多可以连接127台GPAB-18224KE控制板作为从机。

每一个从机都有一个唯一的识别码（ID），主机依靠ID来识别每一个从机。

2、RS-232

上图中的主机可以是PLC或者是PC机。

从机（虚线框内）是GPAB-18224KE控制板。

RS-232串行总线接口每组最多可以连接4台GPAB-18224KE控制板作为从机。

每一个从机都有一个唯一的识别码（ID），主机依靠ID来识别每一个从机。

3）通信协议

1、通信方式

采用USS协议。

主机和从机之间采用轮流查询的方式进行通信。

由主机启动每一次通信，主机向从机发送任务命令，从机接收到主机的任务命令后返回响应命令并执行相应的动作。

除了发送响应命令外，从机只能处于接收状态。

从机的ID号设为0X00000001～0X11111111，从机的ID号均为硬件设置。

主机的每一次查询都是以一帧的数据发送给从机，所有的从机都能接收数据。

从机如果检测到一帧数据中的ID号和本机的ID号相同，则对发送过来的命令做出相应的处理，并在规定的时间内发送响应数据给主机。

从机如果检测到发送帧数据中的ID号和本机ID号不同，则不做任何响应，维持原来的工作状态。

2、数据格式

（1）帧格式

主机和从机之间的一次通信数据称为一帧。

主机发给从机的命令或控制数据包称为任务帧。

从机对主机的响应数据包称为响应帧。

响应延时时间定义为当从机收到主机给本机的任务帧后，必须做出响应的时间，包含了从机对主机命令的处理时间和响应帧的起始间隔。

本系统响应延时时间为4个字节传送时间，但最小要大于20ms。

不同的波特率下可能有不同的时间。

起始间隔定义为总线上任意2帧之间的时间间隔，即前一帧结束到下一帧开始的时间。

帧的起始字节（STX）为十六进制的0x0FH，而数据中也有可能出现0x0FH，因此，STX必须有一个起始间隔才能和数据有所区别。

本系统采用2字节传送时间，不同的波特率下有不同的时间。

起始时间任务帧响应延时响应帧

主机STXCMD

CMDSTXCMD

从机

一帧数据由起始字节、帧长、地址、和发送命令组成，其结构如下图所示。

（2）发送帧格式说明（master→slave）

STXADDRLETHCMD

单字节单字节单字节四字节

●STX（起始字节）

STX是一个单字节数据，其值固定为0x00001111（0FH），表示发送一帧数据的开始。

●ADDR（地址）

ADDR是一个单字节数据，其值为0X00000001～0X11111111，表示从机地址。

如果地址为0X00000000，则表示广播地址，命令同时发给所有的从机，所有从机都响应主机命令执行动作。

●LETH（长度）

LETH是一个单字节数据，其值固定为0X04，表示后面要发送的CMD命令是一个4字节长的数据命令。

●CMD（命令）

CMD是一个4字节数据，表示主机对从机所要进行的操作，具体的命令如下表所示。

主机对从机进行操作的发送命令

命令类型（CMD）

发送数据（Data）

备注（Remark）

输出500W

0F00041008324A

主机下达输出500W的命令：

0F00041008324A,

（1）0F表示起始字节（STX）；

（2）00表示地址（ADDR），地址可以是01～FF，00则表示广播地址，表明主机对所有从机进行操作；

（3）04表示命令长度（LETH），表明后面要发送的命令长度是4个字节；最后4个字节

（4）1008324A表示输出500W功率。

其中：

byte0＝10，byte1＝08，byte2＝32，byte3＝4A。

（a）.byte0值固定为0x10。

（b）.byte1值固定为0x08。

（c）.byte2＝输出功率/10,比如输出500W，则byte2＝500/10＝50＝0x32。

（d）.byte3是校验位，byte3＝byte0＋byte1＋byte2。

（5）、如果byte2大于180的话,从机将限制PWM占空比的最大输出为80％。

（6）、输出功率调整的范围为500W～1800W，可以每隔10W进行设定输出功率。

主机下达电流输出10A的命令：

0F00041007647B，

（1）0F表示起始字节（STX）；

（2）00表示地址（ADDR），地址可以是01～FF，00则表示广播地址，表明主机对所有从机进行操作；

（3）04表示命令长度（LETH），表明后面要发送的命令长度是4个字节；最后4个字节

（4）1007647B表示输出10A电流。

其中：

byte0＝10，byte1＝07，byte2＝64，byte3＝7B。

（a）.byte0值固定为0x10。

（b）.byte1值固定为0x07。

（c）.byte2＝输出电流×10,比如输出10A，则byte2＝10×10＝100＝0x64。

（d）.byte3是校验位，byte3＝byte0＋byte1＋byte2。

（5）输出电流的调整范围为7A～10A，可以每隔0.1A进行灯丝电流调节。

主机下达读取运行时间的命令：

0F000400060006

1）0F表示起始字节（STX）；

（2）00表示地址（ADDR），地址可以是01～FF，00则表示广播地址，表明主机对所有从机进行操作；

（3）04表示命令长度（LETH），表明后面要发送的命令长度是4个字节；最后4个字节

（4）00060006表示读取电源的运行时间。

其中：

byte0＝00，byte1＝06，byte2＝00，byte3＝06。

（a）.byte0值固定为0x00。

（b）.byte1值固定为0x06。

（c）.byte2值固定为0x00。

（d）.byte3是校验位，byte3＝byte0＋byte1＋byte2。

输出600W

0F000410083C54

输出700W

0F00041008465E

输出800W

0F000410085068

输出900W

0F000410085A72

输出1000W

0F00041008647C

输出1100W

0F000410086E86

输出1200W

0F000410087890

输出1300W

0F00041008829A

输出1400W

0F000410088CA4

输出1500W

0F0004100896AE

输出1600W

0F00041008A0B8

输出1700W

0F00041008AAC2

输出1800W

0F00041008B4CC

灯丝电流输出7A

0F00041007465D

灯丝电流输出8A

0F000410075067

灯丝电流输出9A

0F000410075A71

灯丝电流输出10A

0F00041007647B

读取系统温度

0F000400010001

读取告警状态

0F000400020002

读取采样电压

0F000400030003

读取阳极输出电流

0F000400040004

读取运行时间

0F000400060006

读取输出功率

0F000400080008

（3）响应帧格式（slave→master）：

STXADDRLETHCMD

单字节单字节单字节四字节

●STX（起始字节）

STX是一个单字节数据，其值固定为0x00001111（0FH），表示接收一帧数据的开始。

●ADR（地址）

ADR是一个单字节数据，表示从机的地址，其值为0X00000001～0X11111111。

如果地址为0X00000000，则表示广播地址，所有从机都响应主机命令执行动作。

●LETH（长度）

LETH是一个单字节数据，其值固定为0X04，表示后面要发送的CMD命令是一个4字节长的数据命令。

●CMD（命令）

CMD是4字节数据，用来表示从机对主机命令的响应，具体的含义如下表所示。

MCU响应主机的命令

备注（Remark）

响应命令类型（CMD）

发送数据（Data）

输出500W

0F00040008323A

（1）、对于主机发送过来的输出功率设定500W命令，从机对应响应的命令为：

0F000408323A，其中0F表示起始字节（STX）；00表示广播地址（ADDR），01～FF表示各个从机的地址；04表示命令长度（LETH），表明后面要发送的数据是4个byte；最后4个字节0008323A，其中byte0＝00，byte1＝08，byte0和byte1组合在一起，表示响应的命令类型，byte2＝Power/10＝500/10＝50＝0x32，表示设定功率为500W；byte3是校验位，byte3＝byte0＋byte1＋byte2。

（2）、对于主机发送过来的读取输出功率命令，从机的响应命令为：

byte0＝0x08，表示读取功率，byte1＝HI，表示输出功率的高8位数据，byte2＝LO，表示输出功率的低8位数据。

比如输出功率是1600W，则1600＝0x0640，HI＝0x06，LO＝0x40。

ZZ＝byte3＝byte0＋byte1＋byte2。

（3）、读取采样电压和采样电流的格式与读取输出功率的命令一样。

（4）、对于读取系统温度命令，byte0＝0x01，byte1＝0x00，byte2＝XX为系统温度的16进制数值，该数值是带符号位，XX的最高位为1则表示负数。

YY＝byte3＝byte0＋byte1＋byte2。

（5）、对于读取告警状态，byte0＝0x02，表示是读取告警命令，byte1＝XX和byte2＝YY是各个告警状态标志位，具体的各个比特含义如下表所示。

ZZ＝byte3＝byte0＋byte1＋byte2。

（6）、对于读取运行时间，byte0、byte1、byte2和byte3都是读取的时间值，其中byte0到byte3由低到高的顺序进行排列，比如byte0＝0x45，byte1＝0xE2，byte2＝0x21，byte3＝0x73，则表示读取的运行时间为0x7321E245＝1931600453秒＝61年91天11小时40分53秒。

输出600W

0F000400083C44

输出700W

0F00040008464E

输出800W

0F000400085058

输出900W

0F000400085A62

输出1000W

0F00040008646C

输出1100W

0F000400086E76

输出1200W

0F000400087880

输出1300W

0F00040008828A

输出1400W

0F000400088C94

输出1500W

0F00040008969E

输出1600W

0F00040008A0A8

输出1700W

0F00040008AAB2

输出1800W

0F00040008B4BC

读取输出功率

0F000408HILOZZ

读取系统温度

0F00040100XXYY

读取告警状态

0F000402XXYYZZ

读取采样电压

0F000403HILOZZ

读取采样电流

0F000404HILOZZ

读取运行时间

0F0004LOLOHIHI

对于告警状态byte1，XX寄存器的定义为：

Bit0

输入欠压告警（Vin_Low_OK）

0：

欠压1：

正常

Bit1

灯丝正常信号（F_OK）

0：

灯丝不正常1：

灯丝正常

Bit2

高压启动信号（VH_OK）

0：

高压不正常1：

正常

Bit3

灯丝启动信号（VF_OK）

0：

灯丝启动失败1：

正常

Bit4

功率调整失败（Power_Adj_Failed）

0：

正常1：

功率调整失败

Bit5

通信失败（Communication_Error）

0：

正常1：

通信失败

Bit6

系统温度正常（System_Temp_OK）

0：

温度不正常1：

温度正常

Bit7

系统告警（Alarm）

0：

正常1：

告警

对于告警状态byte2，YY寄存器的定义为：

Bit0

外部使能信号（Enable）

0：

无使能信号1：

有使能信号

Bit1

PFC正常信号（PFC_OK）

0：

不正常1：

正常

Bit2

系统保护信号（Protect_OK）

0：

系统保护1：

正常工作

Bit3

磁控管温度正常信号（Tube_Temp_OK）

0：

温度正常1：

温度过热

Bit4

风扇正常工作（Fan_OK）

0：

风扇关断1：

风扇正常

Bit5

系统温度预过热（System_Temp_PreAlarm）

0：

正常1：

温度预过热

Bit6

系统温度过热（System_Temp_Over）

0：

正常1：

温度过热

Bit7

输入过压告警（Vin_Over_OK）

0：

过压1：

正常

3、单字节数据格式

每一个字节都是标准的异步帧格式，包括1位起始位（startbit＝“0”）、8位数据位、1位停止位（stopbit＝“1”），如下图所示：

Startbit01234567Stopbit

开始位数据位（8位）停止位

4、故障处理

当主机在连续3次轮流查询中都没有收到从机的响应命令，则认为从机出现通信故障，此时主机输出报警信号Alarm。

如果主机要停机，则以广播的形式向系统的所有从机发出停机命令，能正常通信的从机接收到命令后立即按照命令中设定的停机方式停机。

如果从机在1秒时间内你没有收到任何帧数据，则认为通信系统出现故障，此时从机将自动按照本机对通信故障处理的设置来做出工作状态的变化。

如果从机发生故障停机，系统的工作状态取决于主机。

4）应用范例

（1）功率调整

当用户需要输出800W的功率时，可以下达0F000410085068的命令，此时第6个字节为0x50＝80＝输出功率/10。

（2）查询系统温度

当用户下达0F000400010004命令时，则可以查询系统的温度，此时MCU返回采样所得的温度，比如0F660401001C1D，此时第1个字节0x0F表示帧传输的起始字节。

第2个字节0x66则表示器件地址，第3个字节0x04表示后面要传输的数据是4个字节。

第4个字节0x01表示MCU是执行温度查询命令。

第6个字节为0x1C＝28℃，表示采样到温度为28℃。

第7个字节为校验位，byte7＝byte4＋byte5＋byte6。

（3）查询系统工作状态

当用户下达0F000400020005命令时，则可以查询系统的工作状态。

此时MCU返回系统的各个工作状态标志位，比如返回0F6604024F9FF0，则各个告警状态位具体含义如下：

第5个字节0x4F＝（01001111），表示bit7：

Alarm＝0，bit6：

System_Temp_OK＝1，bit5：

Communication_Error＝0，bit4：

Power_ADJ_Failed＝0，bit3：

VF_OK＝1，bit2：

VH_OK＝1，bit1：

F_OK＝1，bit0：

Vin_Low_OK＝1。

第6个字节0x9F＝（1001111），表示bit7：

Vin_Over_OK＝1，bit6：

System_Temp_Over＝0，bit5：

System_Temp_PreAlarm＝0，bit4：

FAN_OK＝1，bit3：

Tube_Temp_OK＝1，bit2：

Protect_OK＝1，bit1：

PFC_OK＝1，bit0：

Enable＝1。

（4）查询输出功率

当用户下达0F000400080008命令时，则查询输出功率。

此时MCU根

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