DUM14用户手册武汉洲际电源

1、 DUM14大容量智能高频开关电源系统用户手册武汉洲际通信电源集团有限责任公司1 / 1301 概述本用户手册详细介绍了DUM14大容量智能高频开关电源系统中各设备的基本原理、安装调试和操作维护等内容，以供具备一定电源知识和计算机使用基础知识的人员能够对系统各设备进行正确操作及日常维护。DUM14大容量智能高频开关电源系统由DPJ19、系列交流配电屏、DMA10-48(24)/100型高频开关电源模块(简称:整流模块)、DK04型监控模块、用户接口板、DUM14高频开关电源机架以及DPZ26、系列直流配电屏等构成。每个高频开关电源机架可装配10台DMA10-48(24)/100型高频开关电源模

2、块，整个电源系统最大可配置成48(24)V/10000A。系统扩容方便，操作简单，安装维护容易，保护及告警功能完善，体积小，能耗低，噪音低，可靠性高。电源系统中各设备均采用微机控制，以DK04型监控模块为核心构成设备监控单元,并通过RS232或RS485通信口实现远程集中监控。远程集中监控可监控1100个设备监控单元，对各监控的电源设备运行和告警按时形成文件并存入相应子目录，可随时查阅和打印。该系统有两种电压等级48V和24V，为叙述简便、清楚，一般以48V为例说明。系统各设备在下列条件下可连续使用：·海拔高度不超过1000m。·环境温度为540，相对湿度不超过90。

3、83;无腐蚀性、爆炸性和破坏绝缘的气体及导电尘埃，并远离热源。·没有震动和颠簸，且垂直倾斜度不超过5%。·高频开关电源如在空调环境中(20左右)运行将会提高可靠性并延长其使用寿命。设备到货后，用户必须仔细检查品种、规格和数量是否与订货相符。其中，交流配电屏和直流配电屏为整架包装；整流电源机架与整流模块、监控模块为分箱包装。设备开箱前应仔细检查包装箱外观是否完好，有无破损或遭雨水侵蚀。开箱后，应按装箱单逐项检查箱内设备、附件、备品备件及有关资料等有无损坏、短缺。系统各设备的外形尺寸重量和f12安装地脚孔距如下：表1 系统各设备的型号、外形尺寸、重量及安装地脚孔距说明型号名称外

4、形尺寸高×宽×深(mm)重量(kg)安装地脚孔距 宽×深(mm)DUM14-48/1000型高频开关电源2000×600×600320466×468DPJ19-380/400型交流配电屏2000×600×600210466×468DPJ19-380/400型交流配电屏2000×600×600165466×468DPJ19-380/600型交流配电屏2000×800×600210666×468DPJ19-380/600型交流配电屏2000×

5、;800×600170666×468DPZ26-48/1600、型直流配电屏2000×800×600240666×468DPZ26-48/2500、型直流配电屏2000×800×600240666×468每套系统机架配有两块侧板，与交流配电屏一并包装发运。在交流配电屏安装前，应先卸下两块侧板，以便各机架并排安装时紧固并机螺栓，待安装工作全部结束后(系统各设备的电气安装请见各部分的介绍)，再将两块侧板分别紧固在并排安装的系统机架的两侧。另外，卸下各机架顶部的吊环螺钉，分别安装各机架的眉板。2 DPJ19、系列交流配电

6、屏2.1 概述DPJ19、系列交流配电屏系通信用配电设备，与DPZ26系列直流配电屏和DUM14系列电源系统配套使用，组成交换机的电源设备。DPJ19、系列交流配电屏在下列条件下可连续使用。海拔不超过1000m。环境温度为540，相对温度不超过90%。无腐蚀性、爆炸性和破坏绝缘的气体及导电尘埃的地方。没有震动和颠簸，且垂直倾斜不超过5%。2.2 技术性能DPJ19、系列交流配电屏各有380V/400A和380V/600A两种规格。输入：两路市电输入，三相五线制，50Hz。对应上述两种规格其容量分别为380V，400A；380V，600A。输出：DPJ19-380/400、型 三相160A四路三

7、相100A四路三相63A二路三相32A三路单相32A三路 DPJ19-380/600、型 三相160A五路三相100A三路三相63A三路三相32A二路单相32A三路下面分别介绍DPJ19和DPJ19系列交流配电屏的技术性能。2.2.1 DPJ19系列交流配电屏的技术性能本屏在使用时，输入端接有压敏电阻做避雷器用。由二路市电输入，或一路市电一路油机。路市电为主用，路为备用。当路市电停电时，应自动倒换到路市电(或油机)；当路市电来电时，应自动由路市电(或油机)倒换到路市电。输出有十六个分路，由空气开关QF3(3)QF18(18)输出。两路市电倒换均有可靠的电气与机械联锁。当两路交流电停电时，有事故

8、照明输出：48V，60A，DC。DPJ19系列交流配电屏具有交流电压和交流电流传感器，其测量信号除了送往本屏的数字电压表和数字电流表显示外，还经输出端子送往DUM14型电源上的DK04监控单元，供集中监控使用。市电(市电)供电及160A分路开关合闸均能送出一对动合接点供监控采样。2.2.2 DPJ19系列交流配电屏的技术性能本屏在使用时，输入端接有压敏电阻做避雷器用。由二路市电输入，或一路市电一路油机。两路输入人工切换。输出有十六个分路，由空气开关QF3(3)QF18(18)输出。当两路交流电停电时，有事故照明输出：48V，60A，DC。DPJ19系列交流配电屏具有交流电压和交流电流传感器，其

9、测量信号除了送往本屏的数字电压表和数字电流表显示外，还经输出端子送往DUM14型电源上的DK04监控单元，供集中监控使用。输出分路开关分合均能送出一对动合接点供监控采样。2.3 结构本屏采用焊接式通用机架、前后开门、外形尺寸mm：DPJ19-380/400、型交流配电屏均为：2000×600×600(高×宽×深)；DPJ19-380/600、型交流配电屏均为：2000×800×600(高×宽×深)。详见外形图1和2。2.4 工作原理2.4.1 DPJ19系列交流配电屏的工作原理市电、市电分别经空气开关QF1(1)、

10、QF2(2)输入、当市电有电时，继电器K1(49)吸合而切断接触器KM2(34)的线圈回路，同时接通接触器KM1(33)线圈回路，使接触器KM1(33)吸合，市电经接触器KM1(33)至负载分路开关QF3(3)QF18(18)输出。同理，当市电停电时，继电器K1(49)失电释放接通接触器KM2(34)线圈回路，当市电(或油机)有电时，接触器KM2(34)吸合，市电(或油机)经接触器KM2(34)至负载分路开关供电。在负载端W相装有电流互感器，用于测量W相总电流，电流信号送至印制板AP67。另在负载端装有三相线电压转换开关，转换后的电压信号送至印制板AP671。印制板AP671为测量交流电压和电

11、流的传感器板。在AP671上装有电流传感器N4、电压传感器N5及其辅助电源。交流电压取样经三相线电压转换开关SA1(27)输入，交流电流由互感器TA(26)取样输入。辅助电源由变压器TC(24)的四组次级电压输入。AP671的端子4输出是交流电压传感器隔离变换为(0-5)V直流信号，端子16输出是交流电流感器隔离变换为(0-5)V直流信号，端子18为信号公共端。端子16、4、18分别与端子XS3(48)的2、4、1端相连，作为信号输出端。DK04监控模块接收上述信号后，将在显示屏上显示交流电压、电流值。AP671的端子22、24输出数字电压表的+5V工作电源，端子20、2输出数字电流表的+5V

12、工作电源。接通主电路后，辅助电源接通，在印制电路板AP671上，一个红色发光二极管会亮，表示测量电路的辅助电源已经工作。观察数字电压表和数字电流表，应有显示。当输入交流电压为380V时，测量端子XS3(48)的3、4端，应有经交流电压传感器隔离变换的+3.8V左右的直流信号电压。交流电压传感器的变比为：500V(AC)/5V(DC)。用户可用外接仪表进行校对。测量端子XS3(48)的1、2端，应有经交流电流传感器隔离变换的直流信号电压(若此时未接负载，则直流信号电压为零)。交流配电屏采用的交流电流互感器的变比按交流屏的型号而异：DPJ19-380/400型为400A/5A，DPJ19-380/

13、600型为630A/5A，交流电流传感器的变比为：5A(AC)/5V(DC)。故测量交流电流的总变比为：DPJ19-380/400型为400A(AC)/5V(DC)，DPJ19-380/600型为630A(AC)/5V(DC)。当接入负载后，用户可用外接仪表进行校对。在交流电压传感器和交流电流传感器上均有两个调整孔，左孔内电位器可调整输出信号幅值，右孔内电位器可调整输出信号零点。必要时，可用外接仪表同时测量交流输入和直流输出信号电压，对交流电压传感器和交流电流传感器的零点和变比进行调整。变压器TC(24)为印制板AP671、电压表PV(30)和电流表PA(31)提供辅助电源。DPJ19系列交流

14、配电屏装有事故照明装置、XT4(43)是直流照明接线端子，43-3接48V的正极，43-1接48V的负极。当两路市电都停电时，KM3(42)直流接触器线圈接通，其接点1、3闭合。当市电来电时，KM3(42)释放，自动切断事故照明电源。电阻R1(35)和R2(36)分别是信号灯HL1(28)和HL2(29)的降压电阻。2.4.2 DPJ19系列交流配电屏的工作原理市电、市电经刀形转换开关QS(1)输入。在负载端W相装有电流互感器，用于测量W相总电流，电流信号送至印制板AP(25)。另在负载端装有三相线电压转换开关，转换后的电压信号送至印制板AP671。印制板AP671为测量交流电压和电流的传感器

15、板。在AP671上装有电流传感器N4、电压传感器N5及其辅助电源。交流电压取样经三相线电压转换开关SA1(27)输入，交流电流由互感器TA(26)取样输入。辅助电源由变压器TC(24)的四组次级电压输入。AP671的端子4输出是交流电压传感器隔离变换的(0-5)V直流信号，端子16输出是交流电流传感器隔离变换的(0-5)V直流信号，端子18为信号公共端。端子16、4、18分别与端子XS4(48)的2、4、1端相连，作为信号输出端。DK04监控模块接收上述信号后，将在显示屏上显示交流电压、电流值。AP671的端子22、24输出数字电压表的+5V工作电源，端子20、2输出数字电流表的+5V工作电源

16、。接通主电路后，辅助电源接通，在印制电路板AP671上，一个红色发光二极管会亮，表示测量电路的辅助电源已经工作。观察数字电压表和数字电流表，应有显示。当输入交流电压为380V时，测量端子XS4(48)的3、4端，应有经交流电压传感器隔离变换的+3.8V左右的直流信号电压。交流电压传感器的变比为：500V(AC)/5V(DC)。用户可用外接仪表进行校对。测量端子XS4(48)的1、2端，应有经交流电流传感器隔离变换的直流信号电压(若此时未接负载，则直流信号电压为零)。交流配电屏采用的交流电流互感器的变比按交流屏的型号而异：DPJ19-380/400型为400A/5A，DPJ19-380/600型

17、为630A/5A，交流电流传感器的变比为：5A(AC)/5V(DC)。故测量交流电流的总变比为：DPJ19-380/400型为400A(AC)/5V(DC)，DPJ19-380/600型为630A(AC)/5V(DC)。当接入负载后，用户可用外接仪表进行校对。在交流电压传感器和交流电流传感器上均有两个调整孔，左孔内电位器可调整输出信号幅值，右孔内电位器可调整输出信号零点。必要时，可用外接仪表同时测量交流输入和直流输出信号电压，对交流电压传感器和交流电流传感器的零点和变比进行调整。变压器TC(24)为印制板AP671、电压表PV(30)和电流表PA(31)提供辅助电源。DPJ19系列交流配电屏装

18、有事故照明装置，XT4(43)是直流照明接线端子，43-3接48V的正极，43-1接48V的负极。当两路市电都停电时，KM3(42)直流接触器线圈接通，其接点1、3闭合。当市电来电时，KM3(42)释放，自动切断事故照明电源。电阻R1(35)和R2(36)分别是信号灯HL1(28)和HL2(29)的降压电阻。2.5 操作规程与调整规范2.5.1 DPJ19系列交流配电屏的操作规程与调整规范本屏前后为门，前门上装有交流电压表、交流电流表、信号灯及电压表转换开关，进线开关及负荷开关均开门操作。XT2(39)为市电、进线端子，XT2(39)的1、2、3为市电进线，4、5、6为市电进线，所有输出的负载

19、线均由用户直接从负载分路开关上引出。DPJ19系列交流配电屏事故照明进线由接线端子XT4(43)的(1、3)输入，(2、4)输出。2.5.2 DPJ19系列交流配电屏的操作规程与调整规范本屏前后为门，前门上装有交流电压表、交流电流表、信号灯及电压表转换开关，进线开关及负荷开关均开门操作。QS(1)的1、2、3为市电进线，QS(1)的4、5、6为市电进线，所有输出的负载线均由用户直接从负载分路开关上引出。DPJ19系列交流配电屏事故照明进线由接线端子XT4(43)的(1、3)输入，(2、4)输出。2.6 维护与检修主电路及空气开关电接触处经常保持清洁，以保证良好电接触。交流接触器运行时应低噪声和

20、线圈低温升，当出现不正常噪声、线圈温度升高时应及时检修。2.7 备附件表DPJ19、系列交流配电屏的备附件见下表。表2 DPJ19-380/400、型和DPJ19-380/600、型交流配电屏备附件代号名称数量备注压敏电阻MY31- 560V 20kA3信号灯 DF1-2C 24V DC(绿，红)双灯1熔断器 NT00C-63A1熔管 5×20 2A5三端稳压器 LM7815CT1三端稳压器 LM7805CT1二极管 IN40042手柄 NT1WHD6180031眉板二粘接2WHD6609027DB9接线图1WHD8048970眉板一1400A后眉板WHD8048970SY3眉板一丝

21、印1400A前眉板WHD8048971眉板一1600A后眉板WHD8048971SY1眉板一丝印1600A前眉板GB67-85开槽盘头螺钉 M4×1212装眉板用紧固件,见机架GB93-87弹簧垫圈 412装眉板用紧固件,见机架GB95-85平垫圈 412装眉板用紧固件,见机架2.8 附图DPJ19、系列交流配电屏的附图如下。(1) 图1 DPJ19-380/400、DPJ19-380/400型交流配电屏外形图(2) 图2 DPJ19-380/600、DPJ19-380/600型交流配电屏外形图(3) 图3 DPJ19-380/400型交流配电屏电路原理图(4) 图4 DPJ19-3

22、80/600型交流配电屏电路原理图(5) 图5 DPJ19-380/400型交流配电屏电路原理图(6) 图6 DPJ19-380/600型交流配电屏电路原理图图1 DPJ19-380/400、DPJ19-380/400型交流配电屏外形图图2 DPJ19-380/600、DPJ19-380/600型交流配电屏外形图图3 DPJ19-380/400型交流配电屏电路原理图图4 DPJ19-380/600型交流配电屏电路原理图图5 DPJ19-380/400型交流配电屏电路原理图图6 DPJ19-380/600型交流配电屏电路原理图3 DUM14高频开关电源3.1 基本原理及技术参数3.1.1 DUM

23、14高频开关电源构成DUM14高频开关电源由交流配电模块、DMA10-48(24)/100型高频开关电源模块(简称:整流模块)以及电源机架等构成。每台机架可装入10台整流模块，根据需要可多架并联运行，并联容量最大至10000A。每套系统的第一台电源机架中还装有DK04型监控模块和用户接口板，请参见图7 DUM14高频开关电源内部连接图。3.1.2 DMA10-48(24)/100型整流模块DMA10-48(24)/100型整流模块是一种高频开关整流器，它既可以独立工作，也可以多台安装在机架中，统一接受DK04型监控模块的控制。通过监控模块统一的控制，系统可以获得良好的工作性能。例如强迫均流、精

24、确的电池电压调整、电池充电电流限制、电池自动均衡和电池温度补偿等。DMA10-48(24)/100型整流模块内部包括一块带微处理器的前显示板，它具有所有的控制、监视和显示功能，从而保证了整流模块与监控模块之间的数字通信，同时通过监控模块与外界建立了通信，因而可以从远端监控站或通过调制解调器从远程集中监控中心对工作参数进行监视，如果需要的话，还可以更改工作参数以适应特殊应用的要求。DMA10-48(24)/100型整流模块面板布局见图8。图7 DUM14高频开关电源内部连接图图8 DMA10-48/100型整流模块面板布局图(1)DMA10-48(24)/100型整流模块的基本工作原理DMA10

25、-48(24)/100型整流模块作为整流器，可向直流48V的额定负载提供高稳定的、低杂音的、具有限流功能的直流电压，特别适用于对大容量程控交换机进行供电，同时适合众多通信设备的实际应用。 一般工作原理以下将介绍整流模块功率变换级的构成和整个模块的控制电路。如图9所示，整流模块由4块印刷电路板部件组成：功率母板PMB、功率控制板PCC(该板直接插在功率母板PMB上)、功率输出板PDB(与模块的输出插头构成一个部件)和前板显示板FPB。FPB通过26线扁平电缆与功率控制板PCC相连，通过4芯通信线与安装在机壳上的插座相连以实现与监控模块的通信。另外，风扇的直流电源由安装在该板上的一个插座提供，然而

26、风扇的电源控制器实际位于功率母板PMB上。整流模块一般工作原理分成两个部分描述如下。第一部分为功率控制部分，它将输入的交流电源转换为54V 100A的直流输出，这一部分包括所有的高频反馈回路。第二部分包括实现监视、显示和控制功能的带微处理器的前板显示板FPB，它通过大量的低频模拟和数字信号与第一部分构成一个有机的整体。如果需要对整流模块的参数进行修改，只需对前板显示板FPB进行修改就可以实现，同时这样的修改丝毫不会影响功率控制部分，因为功率控制部分是完全独立的，特别是其中的高频控制回路对电路的布局非常敏感。三相输入电路和电磁兼容滤波器交流电源通过一个断路器输入到电磁兼容滤波器部分。这一部分由三

27、个交流滤波线圈(差模抑制)和一个共模电感组成，同时电感上分别接有X型(差模)和Y型(共模)连接的电容器组。此部分后接一个三相整流桥。从整流桥输出的直流电压由两个电容C1、C2分压，然后通过一个差分直流线圈LD送至两个串联的半桥式直流直流变换器。该差分直流线圈LD的作用是将满载时模块的功率因数提高到约0.94的水平。半桥式直流直流变换器差分直流线圈LD与两个独立的半桥式开关电路相连，这两个开关电路分别由分压电容 C1a、C1b、功率开关 S1a、S1b和电容C2a、C2b、功率开关S2a、S2b组成。每个开关电路分别驱动主高频功率变压器两个初级绕组之一。每个功率开关实际由一个MOSFET开关管和

28、一个IGBT开关管并联组成。这种组合利用了IGBT开关管的低导通损失和MOSFET开关管的高的开关速度，因而构成了一个高效的开关组合。IGBT开关管的关断损耗高的问题，通过将其在关断MOSFET开关管之前关断IGBT开关管的方法，使得流经IGBT开关管的电流在其两端的电压上升至最高值之前下降至零来解决。输出端的整流和滤波电路中心抽头的次级电压由输出电感Lo和输出电容Co的组合整流和滤波，然后通过一个输出电磁兼容滤波器送至安装在机壳后部的输出接头。次级电路的一个电流分流器为功率控制板PCC上的控制回路提供电流反馈信号，当发生输出电路故障的时候，由输出开关CBo提供保护。电路构成电路构成如下所述，

29、请参见图9整流模块构成框图。交流输入电源通过输入插头和交流输入开关送至功率母板PMB。一个主要用于检测交流输入电源是否存在的电路，提供一个状态信号以指示交流输入开关是合上还是断开。三相交流输入电源直接送至功率母板PMB上的辅助电源变压器，以及功率控制板PCC上的交流电压检测电路。功率母板PMB包括大多数功率器件和交流变直流、直流变直流的连接电路，其中有门驱动电路和隔离脉冲变压器。半桥式直流直流变换器电路的直流电压输出通过一个共模线圈连接到功率输出板PDB，然后送到机壳后部的输出接头。 电路直流电压输出的负端通过输出断路器连接到输出的负端。功率控制板PCC和前板显示板FPB的控制和告警信号功率控

30、制板PCC包括交流电压和直流电压检测电路，提供功率开关门极信号的初级功率开关控制电路，同时还包括次级电压、电流限制的控制回路和相应的电压、电流反馈信号。值得注意的是，前板显示板FPB通过输出电压需求信号VDEM和电流限流的需求信号IDEM来控制输出电压和输出限流。数字告警信号和两个模拟信号IOUT、VOUT从功率控制板PCC送至前板显示板FPB。这些信号在前板显示板FPB上处理，用于监控和告警显示。图9 整流模块构成框图.(2)DMA10-48(24)/100型整流模块技术参数表3 DMA10-48(24)/100型整流模块的技术参数交流输入电压三相+地线额定工作电压 380V AC，工作电压

31、范围 304456V AC电流最大电流13Arms(48V) 6.5Arms(24V)(当输入电压为304V时)额定电流9Arms(48V) 5Arms(24V)(当输入电压为380V时)频率4565Hz功率因数0.93(48V) 0.90(24V)保护输入断路器限流保护效率91(48V) 87%(24V)浪涌保护符合ANSIC 62.41-19916kV/3kA 复合波0.5s/100kHz 衰减波绝缘1900V AC，输入对机壳 1 分钟2200V DC，100测试电磁兼容CISPR22 B级冲击电流8A，输入为 380V AC 时的峰值电流软 启 动输出电流上升时间最小值为 5s直流输出

32、电压浮充可调：43.256.4V(48V) 21.628.2V(24V)均衡电压：5057.6V(48V) 2528.8V(24V) 电流限制10110A 可调功率限制5600W(48V) 3000W(24V)开关频率40kHz静态调整率源效应:±0.1负载效应:±0.5(48V) ±0.9%(24V)动态调整率超调量±5恢复时间200s输出杂音衡重杂音2mVrms宽频杂音10mVrms(3.4kHz30MHz)峰峰杂音100mV均流±5,负载大于50时±2.5,满载时保护断路器过压保护故障整流模块关断过流保护可承受输出端长时间的短路

33、过热保护散热器温度超过设置值时，限流点将逐步下降绝缘试验500V AC 维持 1 min. 输出对机壳700V DC 进行 100的测试，监控电流在字母数字显示器上显示；满载时精度为 ±0.5电压在字母数字显示器上显示；满载时精度为 ±0.5告警和状态指示市电 绿色关机 红色告警 黄色告警和状态指示的显示码Vh 输出电压过高Vl 输出电压过低Vs 输出电压过高关断Vd 内部直流直流变换电路电压过高或过低Li 电压回路放大器超出正常工作范围Th 散热器温度过高Eq 模块处于均衡工作方式Ac 输入交流电压超出极限Il 模块处于限流的状态Ff 风扇工作不正常Lo输出负载电流低于

34、2AMi 微处理器故障远端告警以上告警和状态显示码通过数据通信线传送至监控模块远端输出电流监控输出电流通过数据通信线传送至监控模块前板监控按键“增加” 增加参数值或向后翻动菜单“减小” 减小参数值或向前翻动菜单“确认” 执行参数值、进入或退出编辑方式“菜单”进入模块设置菜单模块设置菜单工作参数的设置当按下“菜单”键，进入模块设置编辑方式，可以修改以下参数：Vfloat浮充电压Vequal均衡电压Ilimit限流点Vhvsd 高压关断电压Vhigh 过压告警点Vlow欠压告警点Adj V输出电压微调值Reset HVSD告警复位，重新启动整流模块Sys V系统电压，48V 或 24V 任选SMR

35、 #整流模块的地址Sec'ty密码功能启动或取消Mode选择浮充或均衡工作方式Test启动自检程序MtAlrm启动或取消该告警功能测试功能当该功能启动后，微处理器执行自检程序模块地址按照模块在机架的具体位置确定其地址密码功能可以启动或取消密码功能，可以有效地禁止误操作远端监控模块禁止监控模块通过数据通信线可以禁止整流模块的工作均衡方式监控模块通过数据通信线可以启动整流模块的均衡方式外部电压控制PWM光耦脉宽调制信号用于控制浮充电压和均衡电压的工作范围；根据电池温度和线路压降调整电池电压；限制电池的充电电流；保证良好的均流效果通信方式通信方式监控模块与整流模块间的串行通信4 芯数据通信线

36、连接所有的整流模块和监控模块;其中两根用于串行通信，另外两根用于监控模块控制整流模块的输出电压，以保证均流、电池温度补偿和电池充电电流限制环境条件冷却强迫风冷；易拆卸的风扇过滤网温度工作温度：050湿度90，无冷凝噪声60dB(A) 其它外形尺寸高×宽×深：132.5×434×400(mm)重量25kg3.1.3 DK04型监控模块DK04型监控模块，由带微处理器的印制板MPC及其配套的前显示板CFD组成，可提供最大的灵活性以适应各种不同应用场合的要求。它所有的按键开关、数字字母液晶显示器包括电压、电流两个数字液晶显示器分布在前显示板CFD上(参见图10

37、)。所有与监控模块的电气连接，除了它与整流模块的通信连接线和本地RS232接口外，其余的均通过用户接口板上三个扁平电缆插座由三根扁平电缆线来连接，参见图7和3.2.1节后所附的表5。监控模块通过其与整流模块之间的4芯数字通信信号线来实现系统相应的控制功能，包括均流、输出电压的精确调整、电池浮充电压温度补偿、电池自动均衡和电池充电电流限制等。监控系统中DK04型监控模块前面板布局请参见图10。其技术参数见表4。图10 DK04型监控模块面板布局图表4 DK04型监控模块的技术参数工作电压输入电压范围 2065V DC，将 DIP 开关和跳线设置为24V或48V系统显示电压4位12 mm 液晶显示

38、器，精度为±0.5电流4 位 12 mm 液晶显示器，精度为±0.5按下“B1”至“B4”键分别显示四组电池电流按下“总和”键显示四组电池的总电流参数预置16 字符双行字母数字液晶显示器按下“增加”、“减小”和“确认”键可以修改工作参数传感器输入电流可接入 5 个霍尔传感器满量程输出电压4V 或 10V 任选传感器的量程通过按键可调传感器的工作电源为±15V DC电池温度可接温度传感器 4 个灵敏度 1A/K最大显示值90；精度±2按下“显示温度”键即可显示全部四组电池的温度环境温度接温度传感器按下“显示温度”键即可显示环境温度告警指示和状态显示告警指示

39、通过 4芯数据通信线与所有的整流模块相连接整流模块故障整流模块关断整流模块告警任何整流模块告警市电故障两台或两台以上整流模块产生市电告警信号微处理器故障熔丝故障任何熔丝、熔断器或开关断开电池开关断开四组电池开关中的任一个断开系统温度过高环境温度过高电池温度过高四组电池温度中的最大值超出设置值输出电压过高输出电压高出设置值输出电压过低输出电压低于设置值系统状态显示电池温度补偿开按照所测的最高电池温度对浮充及均衡电压补偿充电限流开任一组电池的充电电流均限制在设置值以内浮充系统处于浮充工作方式均衡开系统处于均衡工作方式低压断路开关开低压断路开关处于断开的状态低压断路开关关低压断路开关处于闭合的状态电

40、池放电电池处于放电的状态控制功能内部印制板DIP 1DIP开关用于启动和取消以下功能：电池温度补偿均衡功能电池充电电流限制低压断路控制：人工，自动参数修改密码功能24V、48V系统转换功能正接地或负接地系统DIP 25 个电流传感器的工作电压 4V、10V 的选择拨动开关声音告警开、关均衡自动、手动低压断路开关自动、手动参数设置按键设定温度按下此键即显示电池温度过高告警点可以通过“增加”、“减小”、 “确认”键进行修改范围 2090输出电压过高显示和设置输出电压过高告警点范围5058V(48V) 2529V(24V)参数设置按键输出电压过低显示和设置输出电压过低告警点范围4052V(48V)

41、2026V(24V)充电限流显示和设置电池充电电流限制点范围 19900A均衡充电周期显示和设置自动均衡周期，单位为星期，范围 199 星期均衡充电时间显示和设置均衡时间，单位为小时，范围 199 小时均衡启动电压显示和设置电池深放电后自动均衡的启动阈值电压范围36.065.0V(48V) 18.032.0V(24V)均衡工作电压显示和设置均衡工作电压范围 36.065.0V(48V) 18.032.0V(24V)浮充工作电压显示和设置浮充工作电压范围 36.065.0V(48V) 18.032.0V(24V)低压断路启动电压显示和设置低压断路开关的启动阈值电压范围 40.048.0V (48

42、V) 20.024.0V(24V)显示按键B1显示第一组电池的充、放电电流；最大读数为 9999A黄色指示灯表示电池放电B2显示第二组电池的充、放电电流；最大读数为 9999AB3显示第三组电池的充、放电电流；最大读数为 9999AB4显示第四组电池的充、放电电流；最大读数为 9999A总和显示四组电池充、放电电流的总和；最大读数为 9999A显示温度同时显示四组电池及环境的温度；最大读数为90显示告警历史过程在字母数字显示器上显示共 100 条告警信息，包括发生的时间，一次显示一条；使用“增加”、“减小”键翻看显示电池历史过程显示与电池有关的最重要的事件上次放电的持续时间单位为小时距上次放电

43、的时间单位为日、小时上次放电的平均放电电流单位为 A (四组电池分别显示)累积放电时间单位为小时 (四组电池分别显示)电池放电次数的总和(四组电池分别显示)上次放电终止时的电压单位为 V距上次均衡的时间单位为日、星期均衡次数的总和使用“增加”、“减小”键翻看以上信息整流模块控制均衡监控模块通过数据通信线设置整流模块浮充/均衡工作方式禁止监控模块可以通过数据通信线关断所有的整流模块，也可随时恢复所有的整流模块；这样可以进行电池充放电测试电流控制信号光耦 PWM 脉宽调制信号用于均流、电池充电电流限制和浮充、均衡电压的调整，信号频率 200300Hz，每台整流模块 2mA占空比：0对整流模块没有控

44、制 100整流模块的输出电压控制为最小值远端告警继电器接点额定值每一告警一副继电器接点1.0A，60V DC，0.5A，125V AC常开接点继电器告警状况整流模块故障输出电压过高关断告警整流模块告警熔丝故障市电故障系统温度过高告警输出电压过高告警均衡工作方式输出电压过低告警常闭接点微处理器故障遥测电压420mA 电流环，相当于 070V DC电流420mA 电流环，相当于 0XXXX A，最大量程取决于传感器数据通信RS485用于远端监控自动回叫：出现告警时自动循环拨出三个号码报告告警情况RS232用于本地通信监控模块与整流模块之间的通信从监控模块到所有整流模块之间的串行数据通信线三根信号线

45、并联发送，接收，公共端第四根线用于传送整流模块的电压控制信号 (PWM)密码只有同时按住“增加”、“减小”和“确认”键 3 秒钟以上才能修改工作参数，距上次修改按键 2 分钟后自动返回密码方式；此功能可以通过 DIP 开关取消环境条件环境温度050其它外形尺寸88×434×200(mm)高×宽×深重量3.5kg3.1.4远端监控和本地监控系统的远端监控通过DK04型监控模块来实现，它包括12个告警信号的继电器接点和表示电压、电流信号的两路隔离的4-20mA电流环。在远端监控站配备有个人计算机的用户，可通过系统的RS485接口更方便地显示系统的告警状态和工

46、作参数，同时可以监视和修改监控模块和整流模块的工作参数。利用调制解调器(MODEM)，可以在集中监控维护中心实现对不同地点的众多系统设备的集中监控。当出现告警状态时，系统监控模块内部的软件将按给定的顺序自动地按最多三个电话号码进行拨号。因而只需要在集中监控维护中心安排少量的高级专业技术人员，由他们来分析判断故障原因，以便决定是指导当地的技术人员采取措施，还是亲临现场解决问题，这样就大大地提高了维护工作的效率。利用调制解调器，监控模块内部的软件可定时向集中监控中心汇报系统的工作状态。调制解调器的电源单元(MIPS)可接在用户接口板的RS485接口和调制解调器的RS232接口之间。该单元不仅能提供

47、这两个接口之间的接口转换功能，同时为调制解调器提供不间断的直流电源(9V DC或12V DC)。该单元的输入电源是通过用户接口板上一个带保险的插头，从系统的直流输出汇流排上取得。这样，即使市电停电，调制解调器也能不间断地工作。采用个人计算机实现远端监控功能的其他连接方式如图11所示。标准的RS485接口直接连线通信可以保证远端监控用的个人计算机与用户接口板的最大距离为1000m。除了RS485接口外，另外还提供有RS232接口，用户可利用此接口使用台式或便携式个人计算机进行本地通信。在系统的调试过程中，工作参数可以从个人计算机调入监控模块和整流模块，这样可以保证系统完全按照某些预先设定的参数准

48、确地建立起来。在调试完后，可以将监控模块内存储器的内容打印出来，得到一份关于系统建立参数的硬拷贝，以备今后参考。电源系统DUM14MODEMMODEM系统直流输出电压RS485RS232±9V或±12V公用电话网系统N系统5系统4系统3系统2RS232MIPS1.通过电话交换网实现远端监控电源系统DUM14MIPSRS485距离1000m电源RS232最长距离5 m2.通过与监控模块1000m的PC实现监控3.通过与监控模块5m的PC实现监控电源系统DUM14RS232最长距离5 m图11 远程通信的方式示意图3.1.5 整流模块和监控模块之间的通信(专利)整流模块与监控模

49、块之间的通信是通过串行线来实现的。它由一根信号发送线、一根信号接收线、一根公共线以及另外一根用于携带脉宽调制的整流模块外部电压控制信号(EVC)线组成。这条4芯信号线以并联的方式将监控模块和所有整流模块连接起来。用于整流模块之间连接的一块通信接口电路板（CIC板）安装在每个整流模块机架的上部，同时以实现本机架与下一机架的连接。监控模块控制整流模块的关键就是由监控模块送往所有整流模块的脉宽调制信号(EVC)，EVC通过每台整流模块解调后得到一个直流信号，监控模块将它与该整流模块的实际输出进行比较，得到的误差信号用于增大或减小该整流模块的实际输出电压，以保证其输出的电流与监控模块的控制要求一致。本

50、电路的另一个特点是对于任何快于1秒的负载变化，整流模块均表现为恒压源，具有非常快速的动态响应功能。另一方面，对于负载的缓慢变化，所有整流模块又表现为恒流源，都跟随同一监控模块的信号，这样就得到了非常好的均流效果。3.1.6 用户接口板用户接口板装在机架上部便于安装维护人员接线的位置。它包括接口隔离器件(例如光电耦合器件)以及各种插座和接线端子，用于与直流配电屏、电池温度传感器、电流传感器和远端监控站的连接。布线的详细说明参见3.2.1节后的表5。3.1.7 系统的电压和电流控制正如3.1.5所介绍的，整流模块通过监控模块的集中控制，使得系统获得大量的功能。整体的控制方案请参见图12。监控模块中

51、的电压环将微处理器产生的浮充电压和均衡电压设置点的参考信号与实际的输出电压信号进行比较，得到的误差信号被转换成一个PWM脉宽调制数字信号送往每台整流模块。在每台整流模块内部，与监控模块光电隔离的这一脉宽调制数字信号被解调，然后与该整流模块的实际输出电流信号Io进行比较，得到的误差电压信号用于减小该整流模块的输出电压参考信号VDEM，因此每台整流模块的输出电压仅能减少而低于其预置值。不能增加其输出电压的原因是在系统设计时考虑到了最关键的系统的安全性特点。另一个环是将电池电流与电池充电电流限制点进行比较。在任何情况下，如果出现电池电流大于所设定的电池充电电流限制点，那么放大器的输出将超过电压环放大

52、器的输出，因而产生一个PWM信号，这个信号将引起该整流模块的输出电压下降到一个足够低的标准以控制电池电流到所需的最高水平。因为系统最多可采用4组电池，因而4个电池电流数据中的最大值将被用于电池充电电流限制功能的取样值。设计的PWM脉宽调制数字信号调制器保证在100调制的情况下(整流模块的光耦发光二极管持续发光)，整流模块的输出电压值减小到最低的水平；在0调制或监控模块通信断开的情况下，即获得最大的输出电压，这个就是整流模块的预置值。为保证系统的控制功能正确，必须将整流模块的浮充电压值设置在这样一个水平，相当于系统浮充方式下所需的最大电压(监控模块前面板上设置的电压值)加上系统满载的情况下最末一台整流模块与输出端之间的线路压降，线路