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杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论开关电源原理及维修-1-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论学习目标：l熟悉开关电源的基本原理l了解开关电源的维修流程-2-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论第一节：开关电源基本知识第二节：开关电源的维修-3-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论第一节：开关电源基本知识本章重点掌握通信电源系统的基本结构；通信电源系统各组成部分的工作原理。-4-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论通信电源系统的结构通信电源系统包括五个基本组成部分，分别是交流配电单元、高频开关整流器、直流配电单元、监控系统和蓄电池组。组合电源系统的原理框图如图1-1所示：-5-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论交流配电交流配电整流模块整流模块整流模块整流模块整流模块整流模块直流配电直流配电监控模块监控模块市电输入48VDCRS485串口总线电池组1电池组1电池组2电池组2近端后台监控PSTNPSTNMODEM告警MODEM巡检MODEM远端监控RS232RS232AC备用输出交流配电交流配电整流模块整流模块整流模块整流模块整流模块整流模块直流配电直流配电监控模块监控模块市电输入48VDCRS485串口总线电池组1电池组1电池组2电池组2近端后台监控PSTNPSTNMODEM告警MODEM巡检MODEM远端监控RS232RS232AC备用输出图1-1系统的原理框图-6-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论各组成部分的工作原理交流配电单元交流配电单元将市电接入，经过切换送入系统，交流电经分配单元分配后，一部分提供给开关整流器，一部分作为备用输出，供用户使用。系统可以由两路市电（或一路市电一路油机）供电，两路市电主备工作方式，平时由市电1供电，当市电1发生故障时，切换到市电2（或者油机），在切换过程中，通信设备的供电由蓄电池来供给。-7-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论两路交流输入通过交流接触器选通一路后供给交流主输出和交流辅助输出。空气开关的后边接有交流变送器和交流避雷器。交流辅助输出分别接有空气开关。交流配电功能原理图如图1-2所示：-8-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论交流输入切换单元U1V1W1U2V2W2市电油机NG交流变送器整流器交流主输出空气开关交流辅助输出避雷器图1-2交流配电原理图-9-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论直流配电单元直流配电单元完成直流的分配和备用电池组的接入。整流器的输出采用并联方式，整流器的输出经汇流母排接入直流配电单元，直流配电单元为负载分配不同容量的输出，可满足不同的需要，直流配电路数可根据用户需求增减。每组直流输出采用一个直流断路器控制。-10-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论后备电池组的输入与开关整流器输出汇流母排并联，以保证开关整流器无输出时，后备电池组能向负载供电。系统具有二次下电功能，可在蓄电池放电过程中按用户的设置电压分两次将负载断掉，以保证主要负载能够长时间的工作，同时保护蓄电池不致过放而损坏。负载和蓄电池输出端均接有熔丝保护。直流配电原理图如图1-3所示：-11-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论输出电流分流器蓄电池电流分流器蓄电池电流分流器负载断路器1负载断路器2负载输出1组负载输出2组工作地-48V熔丝蓄电池组1蓄电池组2图1-3直流配电原理图-12-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论整流部分整流部分的功能是将交流配电单元提供的220V的交流电变换成48V或者24V的直流电输出到直流配电单元。整流部分的功能由整流模块完成。高频开关整流器的原理框图如图1-4所示：-13-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论T脉冲调制器采样电路基准电压基准振荡市电交流输入滤波整流滤波主电路DC/DC变换器逆变输出整流滤波直流比较放大控制电路功率因数校正图1-4高频开关整流器电路原理框图-14-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论开关整流器的基本电路包括两部分：一是主电路，是指从交流电网输入到直流输出的全过程，它完成功率转换任务。二是控制电路，给主电路变换器提供激励信号控制主电路工作，同时实现稳压。-15-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论交流输入滤波器：其作用是将电网中的尖峰等杂波过滤，给本机提供良好的交流电，另一方面也防止本机产生的尖峰等杂音回馈到公共电网中。-16-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论整流滤波：将电网交流电直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。功率因数校正：此电路为升压电路，它将整流滤波后的直流电升压为410V左右的直流电，以供下一级逆变。-17-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论逆变：将升压后的直流电变换为高频交流电，尽量提高频率，以便于用较小的电容、电感滤波（减小体积、提高稳压精度），同时也有利于提高动态响应速度。频率最终受到元器件、干扰、功耗以及成本的限制。-18-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论输出整流滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。其中逆变将直流变成高频交流，输出整流滤波再将交流变为所希望的直流，从而完成从一种直流电压到另一种直流电压的转换，因此也可以将这两个部分合称DC-DC变换（直流-直流变换）。-19-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论控制电路：从输出端采样，经与设定标准（基准电源的电压）进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或频率，从而控制滤波电容的充放电时间，最终达到稳定输出的目的。-20-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论蓄电池组通信电源系统中采用整流器和蓄电池组并联供电方式。蓄电池组既为备用电源，又可以吸收高频纹波电流。目前常用的蓄电池为阀控式密封铅酸蓄电池。-21-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论监控系统监控系统检测组合电源系统各部分的工作状态，并将这些数据进行分析和处理，自动控制整个电源系统的运行。同时通过RS232/RS422/RS485接口将数据传送到近端监控计算机或远端监控中心，实现无人值守。-22-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论当系统发生故障时，告警指示灯及蜂鸣器会发出声光告警信号，电源系统脱离监控单元仍可正常工作，此时后备蓄电池组将处于浮充状态。-23-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论组合电源系统的接地及防雷-24-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论组合电源系统的接地组合通信电源系统必须很好地接地，保护地和工作地最好单独引出接于接地体的不同点上，也可各自引出集中接于用户接地铜排上。组合电源系统接地必须良好，应符合通信设备接地标准（接地电阻不大于3）。联合接地示意图如图1-5所示。-25-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论UVW图1-5组合电源联合接地图-26-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论防雷网络目前国内外被广泛接受的防雷思路是由3道防线构成一个完整的防护体系，这3道防线是：第一道是将绝大部分雷电流直接引入地中泄放，第二道防线是阻塞侵入波沿引入线进到设备上的雷电过电压，第三道是限制被保护物上的雷电过电压幅值。这种防雷方式不仅对防雷击较为有效，对防电网上的电压浪涌也有效。图1-6为“三级防雷网络”示意图。-27-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论交流配电整流模块直流输出ABCNGB级C级D级图1-6通信电源三级防雷网络示意图-28-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论在“三级防雷网络”中，第一级防雷器的泄放能力可达到120KA，这一级为外置壁挂式的防雷盒；第二级防雷器的泄放能力为40KA，安装在组合电源机架上；第三级防雷装置安装在每个整流模块内部，泄放能力为10KA。三级防雷网络对于防雷击和电网浪涌同样有效。-29-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论第二节：开关电源维修知识本章重点掌握开关电源的维修流程-30-杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论-31-拆箱收货登记是否返修件挂维修卡是否挂返修维修卡产品维修否能否返修老化、复检入成品库是否报废返修原因分析老化、复检是产品维修是是否新产品否制作维修资料否是审批报废技术部维修通知用户说明报废原因补充维修资料维修责任追究写维修报告给客户入废品库包装、发货到货确认开关电源的维修流程图杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论-32-到货管理用户邮寄产品到公司，首先由内勤通过物流通道在包装区域将包装箱拆除，然后把包装箱整理好。收到的待修产品进行登记并挂维修卡片，（如果是返修的产品必须同时挂返修卡及原维修卡片）然后将各待修产品的信息（包括用户名称、规格型号、编号等）录入电脑的《模块收发记录》，将各待修产品按地区分类入待修区库。根据收到的维修产品信息与客户进行型号、数量确认，初步确定维修周期，报请市场副总决定后，将信息入档《模块收发记录》。然后将《模块收发记录》传发给销售总监，由销售总监对车间生产进行安排。杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论-33-产品维修待修产品领取维修车间根据生产计划，到内勤处登记领取待修产品准备维修，一次领取数量不得超过3个，超过3个时必须经技术总监同意后方可领取。严禁自行到待修区拿产品进行维修。除尘打开外壳后如发现产品内部有灰尘，维修前必须先通过气泵进行除尘。等除尘完毕后再维修产品。杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论-34-模块维修外观检查检查功率器件：大电容是否鼓壳、CMOS管有无炸裂、交流启动电阻是否烧毁，有无明显的印制板烧毁、铜箔烧断现象。如果存在上述情况，先对上述故障进行处理后再转入下一步维修流程。初步测量主要用万用表2K电阻档测量功率器件是否损坏，主要包括：整流桥、启动电阻、功率因数校正CMOS管、功率因数校正整流管、高频变换CMOS管、高频变换整流管等。如果上述器件均没有损坏，则可直接上220V观察模块输出是否正常。杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论-35-产品维修如果有功率器件损坏，则按照相应产品的维修资料进行维修。前提条件：如果相应损坏部位有波形的必须等波形正常以后才能外加220V交流电。如果碰到没有维修过的产品炸CMOS管的，维修过程中可以先不装CMOS管，等波形正常以后再安装。杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论-36-初步带载在维修现场有两个负载开关，一个5A，一个10A。可根据产品额定功率适当带一下负载，检查模块输出电压、电流是否正常。对于有电压、电流显示的模块，应核对空载时工作台板上数字表显示电压与模块显示电压、以及模块设置电压是否一致，如有偏差则应进行调整。还应核对带载时工作台板上数字表显示电流与模块显示电流是否一致，如有偏差则应进行调整。如带载不正常，首先应检查400V是否正常，或者带载后400V是否正常，如果排除上述原因，则可采用板件替换法或根据维修资料提示进行维修。完成后在维修卡片上注明维修时间、损坏器件和维修人员杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论-37-带载老化初步带载正常的产品，全部安装好后放入带载区进行带载老化，要求先限流，然后以模块额定电流的50%进行带载老化。CMOS管或IGBT没有损坏的模块老化时间不小于60分钟，CMOS管或IGBT损坏的模块老化时间不小于120分钟。老化完成后在维修卡片上注明老化时间和人员名称。杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论-38-通讯测试对于公司有监控器的模块，必须进行现场通讯测试，对于没有监控器，但维修资料上有其他测试项要求的（比如均流测试），必须进行相应测试。测试完成后在维修卡片上注明测试时间和人员名称。杭州腾昆电子科技有限公司电源产品基础理论-39-发货管理内勤根据销售总监安排发货事项。将待发产品从合格区带到收发区，拆下维修卡片，将产品包装好，将维修卡片带回办公室登记发货内容，填写发货清单和《模块收发记录》，通知快递或物流公司发货。然后将《模块收发记录》发给销售总监，由销售总监对公司生产情况进行了解。维修卡片上有内容没有填完整的除报废件外，不得发给客户。产品发出后维修卡片必须按地区分类放置，便于事故追溯。维修卡片保存期限为二年。杭州腾昆电子科技有限公司