DMA14-4850Ⅱ整流模块.ppt

DMA14-48/50整流模块简介,DMA14-48/50型整流模块是一种采用了高频开关电源技术的整流设备,具有交流输入电压范围宽、效率高、功率因数高、体积小、稳定可靠、维护方便等多种优点；可由计算机通过DK04E型监控模块控制整流模块的工作,适用于对程控交换，移动通信交换局和基站，光纤和微波通信及农村通信等，尤其适用于无人值守，集中监控，集中维护与管理的通信系统,DMA14-48/50整流模块简介,可构成的电源系统容量从50A到600A，目前所构成的典型系统为DUM23型的组合电源系统,DMA14-48/50型整流模块可与监控单元进行数据通信，也可根据需要，通过调制解调器（MODEM）来实现对整流模块的远端监控,安装条件也十分灵活，只由一个维护人员进行操作即可实现整流模块的更换,DMA14-48/50整流模块技术指标,交流输入：,电压：单相三线制 工作电压220V -59%+36%（90V300V）,电流：额定电流15A（输入电压为220V） 最大电流23A（输入电压为150V）,频率：45Hz66Hz,功率因数 ：0.99（额定负载）典型值接近1,冲击电流 ：8A峰值（额定输入电压）,软启动 ：3s,保护性能 ：输入端快速熔断器保护 输入电压超过300V或低于90V，自动关机保护 防止交流过高的浪涌冲击保护,DMA14-48/50整流模块技术指标,直流输出 ：,电压：浮充可调范围4058V 均衡可调范围5061V 充电电压可达65.5V,电流限制 ：10A52A可调,功率限制 ：2800W(AC电压150V300V)； 1400W(AC电压90V150V),静态稳压 ：0.99（额定负载）典型值接近1,精度 ：负载变化稳压精度优于0.5%,负载均分 ：小于2.5%,保护性能 ：输出端熔断器保护 过压关机保护 输出端短路保护：可长时间短路，短路消 除后可自动恢复工作 过热保护：模块温度超过限定值，自动降低 输出功率； 模块的风扇进风量不足，自动减 少输出电流 输出端电压冲击保护,DMA14-48/50整流模块技术指标,工作环境 ：,冷却方式 ：强迫风冷,温度 ：050,相对湿度 ：090%(402),海拔高度 ：每超过海平面1000米降低最高工作温度5,噪音 ：55dB(A),DMA14-48/50整流模块的组成,DMA14整流模块由四块印制板组成 ：,功率主板（PMB25）,数字次级控制板（DSCC）,控制回路板（CLC）,前面板（FP25A）,其中DSCC板和CLC板直接插接在主板上，而前面板则通过10线扁平电缆与DSCC板相连,DMA14-48/50整流模块的框图,功 率 主 板 包括：1.EMI滤波及传导噪音抑制电路 2.AC/DC升压级变换电路 3.DC/DC变换单端正激变换器 4.输出整流及滤波电路 5.光耦隔离等组成,控 制 回 路 板 此板为初级控制电路，产生AC/DC升压级变压器和DC/DC变换级的MOSFET开关管的门驱动信号,数字次级控制板 包含有微处理器，监控整流模块的多项功能并通过数字通信口与DK04系列监控直接通信,数字次级控制板 有次级电压和电流反馈回路用于设置整流模块的输出电压和电流控制,前面显示板 此板在整流模块的塑料罩板中，由三个状态显示LED和可选择的段码管组成,通过10芯扁平电缆经过连接端子与数字次级控制板相连接,模块后板连接器 包括模块的交流输入、直流输出以及模块与监控的通信端口,DMA14整流模块实物图,功 率 主 板,控制回路板,数字次级控制板,前面显示板,背板连接器,DMA14整流模块控制回路板图,DMA14整流模块数字次级控制板图,10芯电缆插座 将前面显示板连接到数字次级控制板上,DMA14整流模块前面显示板图,10 芯 电 缆 前面显示板与数字次级控制板连接的桥梁,DMA14-48/50整流模块的背板,模块的后板连接器（仅为外部连接端子）提供交流、直流及通信连接，另有两个针脚提供给采样电阻，这样整流模块中的微处理器可根据阻值来确定其模块序号,机架中不同的模块位置，在后板连接印制板上的电阻有不同的电阻值,DMA14整流模块背板,交流零线,交流火线,保护地线,负载负极,负载正极,风扇电源,R22电阻,1号 680,2号 1.5K,3号 2.2K,4号 3.3K,5号 4.7K,6号 5.6K,7号 8.2K,8号 10K,9号 12K,10号 15K,DMA14整流模块功能框图,EMI滤波及传导噪音抑制电路,单相交流市电输入 滤波电路由共模电感和差模电感串连及电容组成 该电路的作用就是将外界的杂音和噪音过滤掉,在交流输入部分串联有二个保险管，当模块内部发生故障时可以起到保护作用,浪涌限制电路 包括一个限流电阻和一个继电器,开机时继电器断开，冲击电流从限流电阻RS上通过，当电容充满电后，继电器闭合，旁路掉限流电阻，以免在限流电阻上消耗掉一部分功率,整 流 桥 将交流市电整流为直流电,升 压 级 电 路 将整流为直流电转换为调制后的直流420V的电压,同时升压级功率开关受到控制,使得交流电流波形与电压波形基本一致,升 压 级 电 路 由于交流电流和电压的波形一致,这样就可以将整流模块看作为一个线性电阻,升 压 级 电 路 由于电路波形和电压波形一致且相位也相同,尤其是满功率时的功率因数为1,故该电路不会对交流电网产生畸变,是一个非常理想的特性,DC/DC 变换单端正激电路 用几个1000V的MOSFET功率开关管并联来驱动高频主功率变压器的初级绕组,ZVS无损耗吸收电路 保证了初级功率开关管SD的漏-源电压慢速增加且能快速关断电流,从而获得很低的关断损耗,ZVS无损耗吸收电路 吸收电路也组成为快速箝位电路以保证MOSFET功率开关管上的电压不超过二倍的输入升压级电压-直流840V,输出整流滤波电路 次级电压经V01,LO,CO整流、滤波,分 流 器 用于显示和控制模块的输出电流,输出继电器 只有在模块输出电压与机架输出汇流排上的电压之差小于0.5V左右才闭合,输出继电器 正是因为有这一特性才使得整流模块能在工作运行的系统上进行“热插拔”，且不会对系统电压有任何干扰，也不会使直流输出端子有电弧击穿现象发生,输出EMI滤波电路 加在模块后部的输出端子前有输出EMI滤波电路，以满足外界电网的EMI要求,输出EMI滤波电路 同时还有输出保险管，当模块的输出电路发生故障或输出极性接反时，该管可以起到保护作用,光 耦 隔 离 通常输出的正端或负端应与系统的安全地相连,光 耦 隔 离 因为电压和限流回路的反馈信号是从输出电路上获得，这样在输出级（次级）电路与初级控制电路之间必须提供适当的隔离,光 耦 隔 离 在DMA14整流模块中又三个光耦： 1.功率控制为线形光耦，为正激变换器提供电流指令信号,光 耦 隔 离 在DMA14整流模块中又三个光耦： 2.数字化的整流模块开/关控制信号光耦,光 耦 隔 离 在DMA14整流模块中又三个光耦： 3.从CLC板到DSCC板，用于表明初级电路有没有问题的数字光耦,光 耦 隔 离 在模块与监控之间有二个光耦： 1.数字通信 2.PWM电流均分信号,控制回路板 产生AC/DC升压级变换级和DC/DC变换级的MOSFET开关管的门驱动信号,数字次级控制板 监控整流模块的多项功能，并通过数字通信口与DK04C监控模块直接通信,数字次级控制板 有次级电压和电流反馈回路，用于设置整流模块的输出电压和电流限制,数字次级控制板 它包括微处理器及存储器电路、电压控制信号、前面板LED的控制、电压控制电路、数字通信电路及均流PWM信号等功能,前面显示板 它装在整流模块塑料罩板内，由三个状态显示LED和可选择的段码管组成；它通过10芯扁平电缆经连接断子与数字次级控制板相连,无损耗吸收的功率因数校正电路,T0时刻， S关断，D导通； VC1=VOUT，VC2=0,T1时刻， S 上加上触发脉冲开始导通， D尚未关断,VOUT加在L1的二端，L1正的电流线性增加直至大于IL,T2时刻，D 的反向恢复期结束， D被关断,C1、C2与L1通过D、D2构成谐振回路,L1中的电流继续增大，C1放电，C2充电,T3时刻，VC1=0，D1导通；L1、C2通过D1、D2谐振,T4时刻，IL1=IL，D1、D2关断,此时除了S、D1、D2上的微小损耗外，C1上的能量基本上都转移到C2上去了,T4时刻，换流过程结束，L和L1上的电流相等,T5时刻，触发脉冲为0，S关断，L和L1通过D1向C1恒流充电，C1上电压线性增长,T6时刻，VC1与VOUT相等后，D2、D3导通，C1上电压维持不变,T6时刻，L1、C1通过D1、D2形成并联谐振电路，C2向C1放电，IL1下降,经过1/4周期的谐振后到了T7时刻，L1上的电流降为0，D1、D2关断,若VC2尚未放电到0，则IL流经C2、C3至C，使C2恒流放电,T8时刻，VC20，D开始导通，至此关断电流结束，C2上所储存的能量都释放到负载上，然后回到T0状态,由于该电路将主整流二极管D上的反向恢复电流，通过缓冲吸收电路将其回收并释放至负载，从而做到了无损耗能量，使升级斩波电路的效率提高到9798%，从而提高了整个整流器的效率,由于S电流的最大上升率是由L1和VOUT确定，所以其导通损耗和应力均较低（ZCS）,由于S上的电压最大上升率是由C2决定，所以其关断损耗和应力均较低（ZVS）,零 纹 波 滤 波 电 路,在高频滤波电路中，无源器件为电感L、电容C，电感的感抗Z=L。故如果在设计电感中，将电感值设计较小，则其感抗小，信号的交流成分在此电感器中经过的成分就为多；反之，如果将电感值变大，其感抗大，信号的直流成分在此电感器中经过的成分就多 根据上述原理,我们设计了零纹波滤波电路,Vin为含有高频成分的直流输入,得到较为纯净无高频成分的直流输出信号Vout,在设计时,我们让L2L1,这样Vin的高频成分基本上通过L2、C2组成的滤波电路过滤出去,L1、C1为直流成分滤波电路,L1、L2在设计中务必将其电感值设计合理，则可使90%的高频成分在经过L之前则可滤去，从而实现了零纹波的目的,此电路为整流器输出滤波电路，在通常设计中均无控制继电器，为直接的LC滤波电路，当Vout直接接通负载时，在加电过程中，势必在负载端上会有一个电压瞬间爬升过程，而在这一过程中，导致滤波器的大容量的电容器的快速放电，其结果就会是在整流器与负载间的连接端子上发生火花电弧现象，从而造成连接端子接触面的损坏，另外，由于电压的快速变化，也使得整流器内部器件和外接设备的器件的电应力加大，可能导致其损坏，所以设计了一个解决这一问题的电路,控 制 继 电 器 K 电路中同时检测Vin和Vout的电压,当Vin和Vout的值相差不大时，我们在继电器K上施加触发电压V1，此时K的触点吸合,控 制 继 电 器 K 由于Vin、Vout之间电压差小于0.5V，因此负载连接器上就不可能产生电压快速变化过程，从而避免了火花电弧现象，实现了“热插拔”功能,热 插 拔 电 路,考 究 的 气 流 导 热 设 计,在DMA14系列整流模块中的散热设计中，采用了自然冷却或强制风冷二种模式，无论何种方式，均采用了散热效果较为显著的“烟囱”模式,在模块内部也将主要散热部件分布合理，做到均匀，在空气对流通道中，无重叠。并加入纵向导热槽，使流入流出的对流空气分成几组，从而提高冷却效果,DMA14-48/50整流模块操作与调整,模块的操作与调整均通过监控模块进行,利用监控面板上的整流模块菜单，按下整流模块菜单按钮利用“增加”和“减小”键上下翻动菜单，当选择的参数显示出来，按下“确认”键参数值会一闪一闪，用“增加”或“减小”键可改变参数值，直到获得所需的值，再次按下“确认”键，新的参数值就会执行,还可利用连接到监控的PC机来改变参数,注意：它不能改变单个整流模块的参数，任何参数的改变将加到被监控的所有整流模块上,当用PC机进行修改参数时，有一个“adjv”的参数是可以修改到每一个整流模块,DMA14-48/50整流模块安装与更换,整流模块的设计是热插拔式,当机架带电时，整流模块可插入或拔出，只有当汇流排的电压与模块之间的压差小于0.5V时，整流模块的输出才连接到直流输出汇流排上，确保了当整流模块插入机架时，不会对直流汇流排产生干扰，同时防止整流模块因弧光击穿而损坏,DMA14-48/50整流模块安装,DMA14-48/50型整流模块的安装请遵循以下步骤：,(1)确认交流配电开关处于关的位置，尽管系统连接器 设计成热插拔式，仍然建议在插入整流模块之前切 断电源,(2)一手抓住整流模块的手柄，一手托住其下部，轻轻将 其滑进机架，并推进机架，直到其与机架平齐，将手 柄下移，此时它与前面板平行,(3)合上交流配电单元上的交流输入开关，整流模块将自 动启动,DMA14-48/50整流模块更换,模块故障时，需更换模块,DMA14-48/50型整流模块的更换应按以下步骤进行：,(1)将交流配电单元上的输入开关断开,(2)模块有一手柄，该手柄可直接向前拔将整流模块 从机架上拔出，当手柄抬起时，插销将松动,(3)保持模块平稳，慢慢将其从机架上拖出,(