开关电源模块维修

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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: 45~65Hz。

1.4 维修后开关电源工作频率范围 50 Hz±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 2 MΩ。

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 2 MΩ。

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 55 DB;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。