开关电源模块维修.docx
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开关电源模块维修
开关电源模块维修技术规范书
1整流模块技术要求
1.1维修后电源在温度：
-15～+75℃、湿度：
0～90%（40℃±2℃）环境条件下可正常使用。
1.2结构与外观
要求维修后电源结构设置合理，正、负极有明显标志，便于操作。
电源外观不得有变形、裂纹和污迹，标志清晰。
1.3电压波动范围
维修后开关电源额定输入电压：
AC220V/380V；输入电压允许变动范围：
-50％～+30%；-25％～+30%输出额定容量；-25％～-40%降容20%输出；-40％～-50%降容50%输出，频率:
45～65H。
1.4维修后开关电源工作频率范围50Hz±5%。
1.5直流输出电压可调节范围
维修后开关电源直流电压范围应满足以下范围
电源在稳压工作的基础上，应能与蓄电池并联以浮充工作方式和均充工作方式向通信设备供电。
电源输出电压可调节范围为-43.2～-57.6V。
浮充工作方式时直流输出工作电压的范围应为其标称值的95％～117%。
均衡工作方式时直流输出工作电压的范围上限值应为其标称值的120%。
电源的直流输出电压值在可调节范围内应能做到手动或自动可调的功能。
1.6效率与功率因数
维修后开关电源效率与功率因数应满足以下范围
整流器在单机输出最大功率不小于1500W时，其效率应不小于90%，功率因数应不小于0.92。
整流器在单机输出最大功率小于1500W时，效率应不小于85%，功率因数应不小于0.95。
高频开关组合电源的效率应不小于83%，功率因数应不小于0.92。
1.7稳压精度
维修后开关电源稳压精度应满足以下范围
不同交流输入电压与负载进行组合，各种情况下的直流输出电压与输出电压整定值的差值应不超过输出电压整定值的±0.6%。
1.8源效应（电网调整率）
维修后开关电源源效应应满足
不同交流输入电压情况下的直流输出电压与输出电压整定值的差值应不超过输出电压整定值的±0.1%。
1.9杂音电压
维修后开关电源杂音电压应满足
整流器直流输出端电话加权衡重杂音电压≤2MV。
整流器直流输出端在3.4～150KHZ频带内的宽频杂音电压应≤50MV。
整流器直流输出端在0.15～30MHZ频带内的宽频杂音电压应≤20MV。
整流器直流输出端在3.4～150KHZ频带内的离散频率杂音电压应≤5MV。
整流器直流输出端在150～200KHZ频带内的离散频率杂音电压应≤3MV。
整流器直流输出端在200～500KHZ频带内的离散频率杂音电压应≤2MV。
整流器直流输出端在0.5～30MHZ频带内的离散频率杂音电压应≤1MV。
整流器直流输出端在0～20MHZ频带内的峰－峰值杂音电压应≤200MV。
1.10温度系数（1/℃）
维修后开关电源温度系数应满足
相对于20℃环境温度情况下，温度每变化1℃时的直流输出电压与输出电压整定值的差值应不超过输出电压整定值的±0.02%。
1.11开关机过冲幅度
维修后开关电源开关机过冲幅度应满足
由于开关机引起直流输出电压变化得最大峰值应不超过直流输出电压整流值的±10%。
1.12负载效应（负载调整率）
维修后开关电源负载效应应满足
不同负载情况下的直流输出电压与输出电压整定值的差值应不超过输出电压整定值的±0.5%。
1.13负载效应恢复时间（动态响应）
维修后开关电源负载效应恢复时间应满足
由于负载的阶跃变化（突变）引起的直流输出电压变化后的恢复时间不应大于200us，其超调量不超过输出电压整定值的±5%。
1.14启动冲击电流（浪涌电流）
维修后开关电源启动冲击电流应满足
由于启动引起的输入冲击电流应不大于额定输入电压条件下最大稳态输入电流峰值的150%。
1.15软启动时间
维修后开关电源软启动时间应满足
软启动时间（从启动至直流输出电压爬升到标称值所用的时间）为3～10秒。
1.16可靠性指标
维修后开关电源软启动可靠性指标应满足
整流板件MTBF不小于150000小时，厂家应提供可靠性预计报告或MTBF验证试验报告。
1.17绝缘电阻
维修后开关电源绝缘电阻应满足
试验电压为直流500V时，整流器主回路的交流部分和直流部分对地以及交流部分对直流部分的绝缘电阻均不低于2MΩ。
在环境温度为15℃～35℃，相对湿度为90％，试验电压为直流500V时，交流电路和直流电路对地、交流部分对直流部分的绝缘电阻均不低于2MΩ。
1.18绝缘强度
维修后开关电源绝缘强度应满足
交流电路对地、交流电路对直流电路应能承受50HZ、有效值为1500V的交流电压（漏电流≤30MA）或等效其峰值的2120V直流电压1分钟，且无击穿与飞弧现象。
直流电路对地能承受50HZ、有效值为500V的交流电压（漏电流≤30MA）或者等效其峰值的710V直流电压1分钟，且无击穿与飞弧现象。
电源引入EMI部分的保险管，氧化锌压敏器件和EMI滤波和传导噪声浪抑制器为主要测试对象。
一些传输抑制器件（压敏电阻和气体放电管的组合）也装配在印制板上，以保护整流板件免遭高压的侵扰。
在板件启动时，电路中的RC浪涌抑制器动作，电阻RS能限制电流冲击，储能电容C充电，一旦达到交流电压峰值，继电器将启动旁路，此块电路故障率较高，因为压敏电阻和放电管为短路性保护器件，当遇到电压越上限，大的浪涌现象时会击穿保护，造成传输抑制器件和保险管的共同损坏。
更换合格器件后同时要求处理好PCB的污迹，以免PCB炭化，导致绝缘下降。
1.19音响噪音及PFC
维修后开关电源音响杂音应不大于55DB；A/D升压转换PFC交流经输入滤波后，连接到浪涌限制继电器、、通过整流桥进行整流。
整流后的电压加到升压级电感L，快恢复二极管和升压级电容上，当交流电源接通以后，升压级的电解电容会通过限流电阻慢慢充电，当达到输入交流峰值继电器吸合，升压级电路启动，将电解电容两端的电平校正调制在420V，并将其取样后反馈给CLC控制系统。
升压级的作用是将输入的交流电压转换为调制后的直流420V，同时升压级功率开关受控，使得交流电流波形与电压波形基本一致，从交流电流方面检测，整流板件相当于一个线性电阻，电路波形要与电压形状相同，而且相位也相同，尤其是满功率时，其功率因数接近为1，不能对交流电网产生畸变。
升压级电路的中心器件由升压线圈，升压开关管和快恢复二级管组成，功率驱动处理一般由CLC完成，此块电路工作在大电流高电压的环境中，受环境影响很大，电路损坏也较多，要求更换VFB和VD时必须使用原厂原型号器件，并详细检查功率驱动部分以及CLC阻容时间常数器件。
1.20抗扰性
维修后开关电源抗扰性应满足
针对整流器外壳表面的抗扰性有：
电磁场辐射抗扰性、静电放电抗扰性。
针对整流器直流端口的抗扰性有：
射频场传导抗扰性、电快速瞬变脉冲群抗扰性。
针对整流器交流端口的抗扰性有：
射频场传导抗扰性、电快速瞬变脉冲群抗扰性、浪涌（冲击电压波与冲击电流波）、电压暂降、电压短时中断。
电磁干扰和电磁敏感度应符合ＧＢ6833.10-87Ｂ级或ＶＤＥ0871Ａ级、ＣＩＳＰＲ－22Ｂ级的要求。
1.21均分负载（并机工作）性能
维修后开关电源均分负载性能应满足
整流器应能采用多台同型号整流器并机工作。
并机工作时整流器自主工作或受控于系统监控单元时应做到均分负载，在单机50%～100%额定输出电流范围内其均分负载的不平衡值应不超过直流输出电流额定值的±5%。
1.22直流配电部分电压降
维修后开关电源直流配电部分压将应满足
直流配电部分电压降不超过500MV（环境温度20℃）。
整流器的DC/DC转换器须采用1000V的MOSFET复合驱动高频主功率变压器的一次绕组，零电压开关（ZVS）吸收电路是用于保证初级功率开关管的VFD的漏—源极电压慢慢增加，并实现快速关断电流，以获得很低的关断损耗。
由吸收电路组成快速箝位电路保证MOSFET上的电压不超过两倍的输入电压—直流840V。
该部分电路各厂家的产品可能有些差异，但一般为推挽正激，全桥式和半桥式几种，器件大致相同，由于该部分器件工作在交互的开关状态，一般很少损坏。
高频主功率变压器的二次绕组输出的二次电压经整流桥，电感，电容整流滤波后经输出断路器或输出继电器输出，同时电压电流取样电路将信号提供给CLC系统，用于控制或显示；输出端一般有热插拔电路，比如有输出继电器的整流板件只有在板件输出电压与机架输出汇流排上的电压之差小于0.5V时才吸合。
这一特性使整流板件能在工作运行的系统上进行热插拔，且不会对系统造成任何影响，也不会使直流输出端子有电弧现象。
这部分电路成熟典型，故障率较低，如输出端有短路时，设计有输出熔断器的板件可能损坏。
要求更换时注意工艺，保证焊接质量。
1.23中线电流
维修后开关电源中线电流应满足电源的中线电流应小于相线电流的10%
1.24遥测、遥信、遥控性能
维修后开关电源应满足
监控装置必须具有遥测、遥信、遥控等功能并具有操作保护功能，可以通过后台监控中心快速查询板件的状态，设置报警。
监控操作简便，全汉化图形、菜单显示及故障显示。
设备必须提供多种组网接口，具有RS232、RS485、RS422和电话插口等接口，可进行本地及远端集中监控。
接口兼容性要好，并能提供接口的最基层通信协议，在买方进行网管设计、安装调试时卖方应提供无偿协助，完成网管开通工作。
监控单元与系统配电的通讯应采取抗干扰能力强的数字连接。
遥测：
交流输入直流输出电压、电流及整流板件的输出电流、蓄电池充放电电流。
遥信：
交流配电主要开关的状态、交流输入直流输出过、欠压告警，熔断器告警，整流板件的浮充/充状态，故障告警。
遥控：
开/关机状态转换、均充/浮充/测试工作状态转换。
1.25防雷要求
维修后开关电源防雷应满足
交流输入端须有（可靠的）雷击浪涌吸收装置。
泄流能力40KA，响应时间25nS，残压500V。
监控板件、整流板件与直流输出侧亦应有防雷装置，保证直流侧对雷击的有效防护。
系统监控板件应该具有防雷器故障远端告警功能。
1.26电池自动管理功能
维修后开关电源电池自动管理功能应满足
系统应有两路熔断器，接入两组电池。
可根据电池的特性、只数及系统电压要求设定浮充电压、均充电压及放电终止电压、最大充电电流等数值。
能进行浮充／均充的自动转换和手动转换以及均充过程的自动控制，具有温度自动补偿功能、时间均充、容量均充、设定放电。
1.27保护功能
维修后开关电源保护功能应满足
包括交流输入缺相、交流输入过欠压、直流输出高低压、输出短路、过流，蓄电池和整流板件超温等保护。
过温保护和交流输入过欠压保护应可自动恢复。
1.28告警功能
维修后开关电源告警功能应满足
具有交流输入过欠压、直流输出高低压、防雷元件告警、监控系统故障告、空开/熔断器故障、板件故障、蓄电池和整流板件温度过高和总告警功能。
电源在各种保护性能动作的同时，应能够自动发出相应的可闻可见告警信号，即铃（或蜂鸣器）响、灯亮。
同时，应能通过通信接口或相应端子将所需告警信号送至机外告警设备，告警信号应能区分故障的类别。
2．4.29试运行
维修后开关电源板件应进行加载24小时高温老化运行并进行测试。
2监控模块技术要求
整流模块有内置CPU，监测和控制模块的运行状态，并负责与监控模块通讯。
整流模块通过RS485接受监控模块发送来的开/关机、限流点、电压设定等参数设定命令，并将模块的电压、电流、温度、限流点、开/关机状态和告警量等实时地发送给监控模块，要求投标方可以对监控模块进行完整测试，以保证各项检测、控制功能正常。
监控板件包括监控模块、监控板、各种侦测板及有关监控功能的板件，监控附属板件测试要求同监控单元协同测试，不单独进行测试要求；
2.1外观检查
要求外观完整、清洁、无变形
2.2按键测试
检查监控模块的物理按键，要求按键灵活，功能正常，如有功能异常需更换；所有按键必须保证多次按实验后功能正常；（按键异常需填写下表）
按键标识
按键名称
功能
ESC
返回键
返回上级菜单
ENT
确认键
“下一级菜单”或者“确认”操作。
任一设置被修改后，需按“ENT”键进行确认才能生效。
▲
上翻页键
按上或下翻页键可翻阅另页的平级菜单界面；当界面选项的值为字符串时，按上或下翻页键可改变其选值。
▼
下翻页键
◄
左键
在设置数值界面，按左或右键可改变数值大小；只有在要求输入字符串的显示屏，左右键移动光标。
►
右键
2.3显示屏检测
要求监控器的显示屏字体清晰醒目，坏点不得超过5个（不影响使用为准），液晶显示器要求对比度清晰，LCD显示器要求亮度适中，显示正常；
2.4通迅接口测试
用专用软件（各厂家有区别）连接监控模块，查看各种参数、告警等信息，设置各个参数确定通讯是否被正确识别；读取整流模块信息，设置各项参数，查看告警上传显示是否正确，，机柜监控模块可以实现与整流模块的通讯；
标准：
参数读取正常、设置命令有效、告警信息正常；
通信
RS232方式
1、用于本地通信
2、接MODEM可供PC机远程监控使用，可自动故障回叫和定时回报，自动循环拨出3个电话号码。
监控模块备有9V或12V直流电源给MODEM
监控模块与整
流模块之间的通信
四芯信号线：
两根用于数据发送、接收；
一根用于传送整流模块的电压控制信号（PWM）；
一根为公共端
其他通信方式
根据具体模块进行测试
带有短息性功能的监控单元需进行短信息收发解调实验；带有干节点功能的模块需进行干节点模拟量测量；
2.5指示灯检查
要求通过仿真实验，测试指示灯（LED）指示功能是否正常；颜色与状态符合设备当前的运行状态；下表为样表，要求测试报告中包含下表信息；
指示标识
正常状态
异常状态
异常原因
运行指示灯（x色）
亮
灭
无工作电源
告警指示灯（x色）
灭
亮
电源系统有有一般告警
紧急告警指示灯（x色）
灭
亮
电源系统有严重告警或紧急告警出现
2.6菜单检查
查看监控模块的各个菜单，要求菜单显示完整，各个子菜单进入正常，退出正常；
2.7参数读取功能测试
要求对系统状态、直流、交流电、电池状态及告警信息等参数的读取正常，显示正常；与实际参数一致，如有异常需对参数进行校准等维修措施，保证监控显示参数符合实际参数；
状态及参数显示
监控模块
系统电压、负载电流及系统工作状态一浮充或均衡；环境温度；单相交流电压、电流和频率、三相交流电压、电流和频率。
整流模块
各整流模块的输出电流、电压
整流模块的浮充电压
整流模块的均衡电压
电池信息
充、放电电流（两组电池分别显示）
电池温度
电池近似安时数（两组电池分别显示）
告警记录
监控模块可记录各种告警记录
环境温度
电池温度
温度传感器测试
可以显示温度的范围：
-10℃~90℃；精度±2℃
2.8参数设置功能检查
电源系统参数分六类，包括告警参数、电池参数、交流参数、直流参数、模块参数以及系统参数。
实际使用中，用户需要根据系统配置的电池实际情况对电池组数和电池容量进行设置，其它参数建议保留出厂设置
要求投标方对维修后的监控模块对如下参数进行设置实验，参数调整有效，且对实际项目的监控、读取准确；（包含不限与如下）当参数发生变化超出设定范围监控显示相应告警信息；
（1）浮充、均充电压 :
浮充电压54.3（27.3）V
均充电压56.4（28.2）V
（2）限电流值 :
100A（150A）
（3）输出电压 :
过压停机告警58（30）V
高电压告警57.5（29）V
低电压告警44（22）V
（4）风扇控制与温度保护 :
35℃50℃65℃70℃
（5）蓄电池温度补偿基准温度 :
25℃
（6）蓄电池、环境温度及熔断器温度告警 :
40℃45℃60℃
（7）定期均充电时间 :
10h
（8）交流输入过电压告警 :
480V
（9）交流输入低电压告警 :
300V
（10）充电完成判定电流 :
10%
（11）蓄电池馈线电阻 :
0μΩ
（12）蓄电池回充容量倍数 :
0
（13）蓄电池目前容量 :
2000Ah（改实际容量）
（14）蓄电池总额定容量 :
2000Ah（改实际容量）
（15）浮充/均充切换判定电流 :
50mA/Ah
（16）扩充配电分路电流扫描启动/停止 :
0（停止）
（17）直流总输出分流器额定值 :
2000A
（18）执行均充之最小放电容量百分率 :
10%
（19）蓄电池分流器额定值设定 :
1500A
（20）机械式或电子式蓄电池熔断器熔断侦测 :
00（电子式）
（21）交流输入电流表头校正值设定 :
00
（22）软件自动均流设定 :
OFF0203
（23）继续均充时间设定 :
1
（24）蓄电池温度电压补偿设定 :
0
2.9告警功能测试
如果系统出现告警，在监控模块无按键操作2分钟的情况下，其液晶屏上将自动弹出当前告警屏。
可以查阅系统所有当前告警的详细信息，告警测试项目（包含但不限于）包括：
序号
告警名称
告警说明
告警级别
关联参数
1
防雷器故障
防雷电路有故障
紧急告警
2
自定义开关量
告警名称为用户自己定义，最大不超过10个字符。
不告警
3
其他设备故障
包括DC/DC模块故障
紧急告警
4
交流过压
交流输入电压大于交流过压告警值
紧急告警
过压告警
5
交流欠压
交流输入电压小于交流欠压告警值
紧急告警
欠压告警
6
交流停电
所有整流模块的交流输入电压小于80V
严重告警
7
直流过压
直流输出电压大于直流过压告警值
紧急告警
过压告警
8
直流欠压
直流输出电压小于直流欠压告警值
紧急告警
欠压告警
9
直流电压低
直流输出电压小于低压告警值
一般告警
低压告警
10
电池过温
电池温度大于过温告警值
严重告警
过温告警点
11
电池温度高
电池温度大于高温告警值
一般告警
高温告警点
12
电池温度低
电池温度小于低温告警值
一般告警
低温告警点
13
环境温度高
环境温度高于设置告警点
一般告警
高温告警点
14
环境温度低
环境温度低于告警点
一般告警
低温告警点
15
温度传感器1未接
设置有温度传感器1，但是没有连接传感器
紧急告警
16
温度传感器2未接
设置有温度传感器2，但是没有连接传感器
紧急告警
17
温度传感器1故障
温度传感器1测量到不合理的温度
紧急告警
18
温度传感器2故障
温度传感器2测量到不合理的温度
紧急告警
19
负载下电
负载脱离或手动控制负载下电
紧急告警
负载下电允许
20
电池保护
电池脱离或手动控制电池保护
紧急告警
电池保护允许
21
负载支路1～9断
过载、短路、手动切断或告警电路故障
紧急告警
22
负载辅助支路断
最后一路支路故障
紧急告警
23
电池支路1～4断
过载、短路、手动切断或告警电路故障
紧急告警
24
电池1充电过流
电池组1充电电流大于充电过流点设定值
一般告警
过流点
25
电池2充电过流
电池组2充电电流大于充电过流点设定值
一般告警
过流点
26
模块交流停电
所有交流电压低于欠压点
严重告警
27
模块温度过高
整流模块内温度高于90度
一般告警
28
模块故障
整流模块过压，高于模块上限电压
紧急告警
29
模块保护
整流模块保护，无输出
一般告警
30
模块风扇故障
整流模块中风扇故障
严重告警
31
模块限功率
整流模块限制输出功率
一般告警
32
模块通信中断
整流模块和监控模块通信中断
严重告警
33
多模块告警
两个以上整流模块告警
紧急告警
34
监控模块故障
监控模块硬件自检错误
不告警
35
模块手动管理
监控模块中管理方式设为了“手动”
不告警
36
电池非浮充状态
电池不在浮充状态下
不告警
37
电池放电
电池在放电
不告警
38
系统电流不平衡
在有负载分流器系统中，采集的负载电流加上电池电流和模块输出电流差别大
不告警
39
电池测试异常
电池放电比预计时间短
一般告警
40
快速测试异常
在快速测试时间内，电池放电容量大于设置值
一般告警
41
输出电压异常
控制输出电压和回采的母排电压不同，而且和模块通信上报数据也不同，误差大于1V
一般告警
42
系统保养时间到
超过系统运行设定的保养时间
一般告警
43
模块丢失
监控检测到上电运行的模块比上次运行的模块数量少
紧急告警
44
节能状态运行
系统运行在节能状态下
不告警
告警测试参数设置符合一方要求，包括交流参数设置与直流测试参数；
参数名称
设置范围
出厂值
设置说明
过压告警
50V～300V
280V
当系统交流输入电压大于该设定值时，监控模块发出交流过压告警
欠压告警
50V～300V
180V
当系统交流输入电压小于该设定值时，监控模块发出交流欠压告警。
必须小于过压告警设置值
缺相告警
50V～300V
80V
本系统中缺相告警值为80V
交流输入
三相、单相、无
三相
本系统应设置为“三相”。
用户不得随意改动
参数名称
设置范围
出厂值
设置说明
过压告警
40V～60V
58.5V
当系统直流电压大于该设定值时，系统发出直流过压告警
低压告警
45.0V
当系统直流电压低于该设定值时，系统发出直流低压告警，须小于过压告警值
欠压告警
45.0V
当系统直流电压低于该设定值时，系统发出直流欠压告警，须小于低压告警值
环境高温告警点
10℃～100℃
40℃
当环境温度大于该设定值时，系统发出环境温度高告警
环境低温告警点
-40℃～10℃
-5℃
当环境温度低于该设定值时，系统产生环境温度低告警，须小于环境高温告警值
负载分流器
有、无
无
根据系统实际情况设置
负载分流器系数
本系统中该项参数无效
监控模块将告警类型分为四个级别：
严重告警，紧急告警，一般告警，不告警。
严重告警、紧急告警：
该类型告警发生后，严重影响电源系统的工作性能，无论在任何时间发生，都要求用户立刻采取措施进行处理。
系统点亮告警显示灯，同时产生声音告警。
一般告警：
该类型告警发生后，电源系统能暂时维持正常的直流输出，若是在值班时间发生则要求立刻采取措施进行处理，倘若不是在值班时间发生，则要求值班时间开始时处理。
系统仅点亮告警指示灯。
不告警：
此类告警条目被用户设置成不告警，则允许在产生此类条目描述状态下，系统正常运行，不产生任何声光指示。
乙方应具备常见告警识别与处理方案，提供技术支持时的指导能力；
序号
告警名称
处理方法
1
交流停电
2
交流过压
3
交流欠压
4
防雷器故障
5
直流过压告警
6
直流欠压告警
7
负载支路断、电池支路断
8
电池保护
升级会员 