電源系統(tǒng)原理及常見故障

1、Proprietary Information of:Title:Procedure No. Rev.電源系統(tǒng)原理及常見故障分析電源系統(tǒng)原理及常見故障分析AAISO9001 Std8.2.4ISO14001 Std:N/AType of Document:Work InstructionOHS18001Std: N/ADepartment:ManufacturingPage 1of 13FR-DCC-001 Rev. AARECORD OF REVISION:REVORIGINATORUPDATE DESCRIPTIONAPPROVED BYDATEECOAAZhou GuangxiangFi

2、rst write and issueGary XiaoNov.13.2008APPROVAL FROM CROSS-FUNCTIONAL DEPT: DISTRIBUTION:Department OrganizationMFGShenzhen, ChinaQualityShenzhen, ChinaPSEShenzhen, ChinaProprietary Information of:Title:Procedure No. Rev.電源系統(tǒng)原理及常見故障分析電源系統(tǒng)原理及常見故障分析AAISO9001 Std8.2.4ISO14001 Std:N/AType of Document:Wo

3、rk InstructionOHS18001Std: N/ADepartment:ManufacturingPage 2of 13FR-DCC-001 Rev. AA目錄目錄1.GENERAL 概述概述.32.PRODUCT SCOPE 適用產(chǎn)品適用產(chǎn)品.33.基本概念基本概念.34.電源系統(tǒng)電源系統(tǒng).45.電源整流模塊電源整流模塊.56.電源監(jiān)控器電源監(jiān)控器.87.模塊框架模塊框架.98.電源系統(tǒng)功能及故障分析處理電源系統(tǒng)功能及故障分析處理.10Proprietary Information of:Title:Procedure No. Rev.電源系統(tǒng)原理及常見故障分析電源系統(tǒng)原理及常見故

4、障分析AAISO9001 Std8.2.4ISO14001 Std:N/AType of Document:Work InstructionOHS18001Std: N/ADepartment:ManufacturingPage 3of 13FR-DCC-001 Rev. AA1.GENERAL 概述概述This procedure is written as a training material for test operator of power system principium and exception handles. Every operator must be trained

5、本程序是電源系統(tǒng)原理和故障處理程序培訓(xùn)資料。所有測(cè)試員工必須經(jīng)過培訓(xùn)。2.PRODUCT SCOPE 適用產(chǎn)品適用產(chǎn)品Power system product with PCS/PCC/ACC/EPMU controller.含有 PCS/PCC/ACC/EPMU 控制器的電源系統(tǒng)產(chǎn)品。3.BASIC CONCEPT 基本概念基本概念 A電壓（符號(hào)電壓（符號(hào) U，單位，單位 V 伏特）：伏特）：電壓原名叫電勢(shì)差，指的是兩點(diǎn)之間的電勢(shì)之差。既以第二點(diǎn)為參考點(diǎn)，第一點(diǎn)對(duì)第二點(diǎn)的帶電強(qiáng)度之差。常見的電池，由于電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，將帶負(fù)電的電子移動(dòng)到電池負(fù)極，使得正極上缺乏電子。結(jié)果就產(chǎn)生了我們通常說的

6、“正極帶正電”“負(fù)極帶負(fù)電”“正極和負(fù)極之間有 1.5V 電壓”，其實(shí)就是說：正極帶高電勢(shì)，負(fù)極帶低電勢(shì)，正極與負(fù)極之間的電勢(shì)差為 1.5V。電勢(shì)與電勢(shì)差的區(qū)別就是參考點(diǎn)的區(qū)別：以特指參考點(diǎn)為參考的是電勢(shì)差，以大地為參考點(diǎn)的是電勢(shì)。而大地的電勢(shì)其實(shí)就是 0 電勢(shì)。可以說大地與大地之間的電勢(shì)差是 0V。那么當(dāng)：正極電勢(shì)負(fù)極電勢(shì)正極對(duì)負(fù)極電勢(shì)差（電壓）把電池負(fù)極接地：1.5V0V1.5V-0V=1.5V把電池正極接地：0V-1.5V0V-（-1.5V）=1.5V把電池負(fù)極接另外一電池正極，另外一電池負(fù)極再接地： 3.0V1.5V3.0V-1.5V=1.5VB電流（符號(hào)電流（符號(hào) I，單位，單位 A

7、 安培）：安培）：電子在導(dǎo)體中流動(dòng)就是電流。在電池內(nèi)部，化學(xué)反應(yīng)將正極上的電子強(qiáng)行移動(dòng)到負(fù)極上，形成了正負(fù)極之間的電勢(shì)差。當(dāng)我們將燈泡和導(dǎo)線連接在電池兩端（既手電筒），電子將從電池負(fù)極經(jīng)過導(dǎo)線和燈泡流動(dòng)到正極，這種流動(dòng)就形成電流。事實(shí)上電池相當(dāng)于抽水（電）機(jī)，維持水（電）流運(yùn)轉(zhuǎn)。C電源：電源：電源分為電壓源和電流源。我們常說的電源其實(shí)只是指的電壓源。指能夠持續(xù)提供電壓輸出的設(shè)備。電壓源還分直流電壓源和交流電壓源:我們的電源整流模塊和電池，其實(shí)就是直流電壓源。他們提供相對(duì)穩(wěn)定不變的電勢(shì)差輸出。我們用的生活用電和平時(shí)叫的交流電其實(shí)是交流電壓源。他們輸出的電勢(shì)差隨時(shí)間不斷反復(fù)的變化。比如 220 生

8、活用電，火線對(duì)零線的電勢(shì)差從+220V 逐漸降低到 0V 再降低到-220V，然后升高到 0V 再升高到 220V。這樣反復(fù)不斷周期性變化，一秒鐘內(nèi)變化 50 次（交流電頻率 50Hz）。D電功率（符號(hào)電功率（符號(hào) P，單位，單位 W 瓦特）與電功（符號(hào)瓦特）與電功（符號(hào) W，單位，單位 J 焦耳）：焦耳）： 電功是指單位時(shí)間內(nèi)消耗電量。直流電的電功率計(jì)算方法是：電功=電壓電流。我們?cè)谑褂秘?fù)載的時(shí)候，比如帶負(fù)載 30A，電壓是 50V，那么功率就是 30A*50V=1500W。我們的直流電源是 2400W 的，那么當(dāng)設(shè)置輸出電壓為 24V 的時(shí)候，電流理論最大可以達(dá)到 100A。但設(shè)備有允許最

9、大電壓值和電流值，我們的直流電源只能達(dá)到 60V/60A，所以設(shè)備只能輸出 24V/60A。當(dāng)設(shè)置輸出電壓 48V 的時(shí)候，理論輸出電流是 50A，設(shè)備輸出也是 48V/50A。電功其實(shí)就是電能。指一定時(shí)間內(nèi)消耗的電能。單位是焦耳。50的燈泡亮了分鐘消耗的電能是 50*60 秒3000 焦。焦耳的單位實(shí)在是太小了，我們有一個(gè)常用的單位：度。一度電又叫一千瓦特小時(shí)。即 1000的功率工作一小時(shí)消耗的電能為 1 度電。那么我們用負(fù)載 1500運(yùn)行一小時(shí)，消耗了.度電。而 50的燈泡要亮 20 小時(shí)才能用掉一度電。E電阻電阻/阻抗（符號(hào)阻抗（符號(hào) R，單位，單位 歐姆）：歐姆）：Proprietar

10、y Information of:Title:Procedure No. Rev.電源系統(tǒng)原理及常見故障分析電源系統(tǒng)原理及常見故障分析AAISO9001 Std8.2.4ISO14001 Std:N/AType of Document:Work InstructionOHS18001Std: N/ADepartment:ManufacturingPage 4of 13FR-DCC-001 Rev. AA這里我們只要理解電阻即可：指純電阻導(dǎo)體對(duì)直流電流的阻礙能力。計(jì)算方法是：電阻電壓電流。反過來：電流電壓電阻，或者電壓電阻電流。這些都適用平時(shí)的計(jì)算。在生產(chǎn)中，我們使用的電阻負(fù)載箱和分流器都滿足這

11、些公式。電阻的單位是歐姆。導(dǎo)體的電阻值是由材料本身決定的，并不由外部電壓和電流決定。注意：當(dāng)導(dǎo)體中然后電感，電容，三極管等器件時(shí)，不能使用該方法計(jì)算。F高電平低電平：高電平低電平：高低電平指能被特定系統(tǒng)識(shí)別的相對(duì)高低的電勢(shì)。通常我在數(shù)字電路里又叫高電平為“1”，低電平為“0”。在單片機(jī)系統(tǒng)里，高電平一般是 2.7以上的電壓，該電壓以上系統(tǒng)電路會(huì)識(shí)別成高電平。0.7以下被電路識(shí)別成低電平。在我們的負(fù) 48電源系統(tǒng)中，大于負(fù) 4.5被監(jiān)控器識(shí)別成高電平，小于負(fù) 38被監(jiān)控器識(shí)別成低電平。（事實(shí)上高低電平電壓分界點(diǎn)并不固定，由各電路決定）電源監(jiān)控器中負(fù)責(zé)識(shí)別高低電平的電路是典型的邏輯電平檢測(cè)電路，例

12、如 TTL 邏輯電路的輸入電路。G通訊：通訊：與我們?nèi)粘４螂娫捇蛘呤褂檬謾C(jī)通話類似。通訊指 2 點(diǎn)或者多點(diǎn)之間，利用特定的信號(hào)傳遞途徑，依照通訊協(xié)議，發(fā)送和接受指令和數(shù)據(jù)。例如母親打電話叫女兒做飯。母親是通訊的一端，利用電話線（信號(hào)傳遞途徑），向通訊的另一端女兒發(fā)送指令：做飯，數(shù)據(jù)：四兩米。通訊的另一端女兒接收到指令和數(shù)據(jù)后，按照習(xí)慣（通訊協(xié)議）回發(fā)指令：好的。然后結(jié)束通訊。進(jìn)行做飯操作。H接觸器接觸器/繼電器繼電器/干結(jié)點(diǎn)：干結(jié)點(diǎn)：接觸器是能通過大電流的電磁繼電器。電磁繼電器的原理是給繼電器內(nèi)的電磁線圈通電后，產(chǎn)生磁性，以吸合或者斷開一個(gè)或者多個(gè)受控制的開關(guān)。繼電器和接觸器的電磁線圈控制電壓

13、和電流都比較小，而被控制的開關(guān)是可以通過較高電壓和高電流的。因此該設(shè)備是通過低電壓小電流控制高電壓大電流的設(shè)備。（電子元件：三極管和繼電器的工作作用類似，但原理不一樣，有興趣可以查閱有關(guān)二極管三極管資料）接觸器按開關(guān)類型和數(shù)量分為：?jiǎn)蔚秵螖S，單刀雙擲，雙刀單擲，雙刀雙擲等等。即按照有幾個(gè)開關(guān)和單個(gè)開關(guān)有幾個(gè)觸點(diǎn)來分。接觸器按開關(guān)狀態(tài)分為：常閉接觸器，常開接觸器。對(duì)于單擲接觸器，這是絕對(duì)的，對(duì)于雙擲接觸器是相對(duì)的。接觸器按線圈類型分為：自保持接觸器和非自保持接觸器。非自保持的接觸器當(dāng)接觸器開關(guān)閉合或者斷開之后，需要持續(xù)供電來維持這個(gè)狀態(tài)。而自保持的只需要給一個(gè)反電壓使開關(guān)動(dòng)作后，接觸器自己可以維

14、持狀態(tài)，不需要持續(xù)供該電壓。一個(gè)未接電源的開關(guān)觸點(diǎn)，叫做干結(jié)點(diǎn)。I PCB，PCBA：PCB 指未焊接電子元件的電路板，PCBA 指裝配焊接了電子元件的電路板。J 負(fù)載：負(fù)載：消耗電能的設(shè)備叫負(fù)載。比如手電筒里的燈泡就是里面的電池的負(fù)載。電爐里的電熱絲就是交流生活用電的電阻負(fù)載。由于我們的電源都是恒定電壓的電壓源，所以在衡量負(fù)載大小的時(shí)候，通常說帶多少 A 電流的負(fù)載。因?yàn)楣β?電壓電流。K二極管二極管二極管是一種半導(dǎo)體元件，通過半導(dǎo)體的一些特性，實(shí)現(xiàn)只允許單反向?qū)щ姷脑撛挥袃蓚€(gè)根管腳。我們用的開關(guān)，電線，燈泡等，無論你將電源正負(fù)極正接，反接，他們都可以正常工作，都能導(dǎo)通電流。而二極

15、管則只允許電流從正極管腳流通到負(fù)極管腳，而且導(dǎo)通到，兩管腳之間的電壓（正向?qū)▔航担┦且粋€(gè)固定值，一般是 0.20.8V。反之則電阻接近無窮大，無電流通過。二極管有允許通過的最大電流值，超過則會(huì)燒壞。另外反向加電壓雖然不會(huì)導(dǎo)通，但是在一定電壓范圍內(nèi)，當(dāng)電壓增加到一定的高度，二極管會(huì)被擊穿導(dǎo)通，電流超過一定值（通常非常?。?huì)燒壞。（有興趣可查閱有關(guān)二極管和三極管的資料）一些特殊的二極管：發(fā)光二極管：能夠發(fā)光，正向?qū)▔航党^ 1.2V，高的可以達(dá)到 5V 以上。目的只是為了發(fā)光。穩(wěn)壓二極管：工作時(shí)接方向電壓，二極管一直處于擊穿狀態(tài)，但是電流很小，壓降為固定值，用來提供基準(zhǔn)電壓。Proprieta

16、ry Information of:Title:Procedure No. Rev.電源系統(tǒng)原理及常見故障分析電源系統(tǒng)原理及常見故障分析AAISO9001 Std8.2.4ISO14001 Std:N/AType of Document:Work InstructionOHS18001Std: N/ADepartment:ManufacturingPage 5of 13FR-DCC-001 Rev. AA雙向二極管：一般配合自保持接觸器使用，用來導(dǎo)走接觸器電磁線圈的自感脈沖電壓，由兩個(gè)穩(wěn)壓二級(jí)管對(duì)接而成，可以導(dǎo)走雙向脈沖電壓。4.POWER SYSTEM 電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)我們的電源系統(tǒng)是能夠提

17、供不間斷直流電壓輸出的電源以電源控制和保護(hù)功能的集合。包括這些主要部件：電源整流模塊，電源監(jiān)控器，模塊框架，輸入輸出組件，外部控制組件。 是基于單片機(jī)（微型處理器）的控制系統(tǒng)。一個(gè)不間斷電源系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖如下：電源整流模塊電源整流模塊電源整流模塊電源整流模塊模塊框架交流供電組件直流輸出斷路器均流母線RS 485 模塊通訊PCU/PCS/PCC/ACC 監(jiān)控器 外部控制輸出 電池供電組件部分負(fù)載輸出電池接觸器LVD負(fù)載接觸器PLD告警繼電器輸出分流器/電壓外部溫度傳感器電池平衡電壓 外部信號(hào)輸出 外部干結(jié)點(diǎn)信號(hào)熔絲告警模塊地址定義事實(shí)上我們可以去掉所有的小方框組件，只保留電源整流模塊和模塊框架

18、以及電源監(jiān)控器，就可以直接組成最小電源系統(tǒng)：電源整流模塊電源整流模塊電源整流模塊電源整流模塊模塊框架RS 485 模塊通訊PCU/PCS/PCC/ACC 監(jiān)控器 外部控制輸出 外部信號(hào)輸出 交流輸入均流母線直流輸出電腦通訊：RS232 串行通訊，USB 通訊，網(wǎng)絡(luò)通訊。Proprietary Information of:Title:Procedure No. Rev.電源系統(tǒng)原理及常見故障分析電源系統(tǒng)原理及常見故障分析AAISO9001 Std8.2.4ISO14001 Std:N/AType of Document:Work InstructionOHS18001Std: N/ADepar

19、tment:ManufacturingPage 6of 13FR-DCC-001 Rev. AA5.RECTIFIER 電源整流模塊電源整流模塊我們的電源整流模塊與生活中常用的手機(jī)沖電器，收音機(jī)的“變壓器”，筆記本充電器等類似，作用是將 220V 交流生活用電轉(zhuǎn)換為低電壓的直流輸出電壓。區(qū)別主要有以下幾點(diǎn)：A轉(zhuǎn)換原理不同：變壓器是變壓整流式，我們的電源模塊是開關(guān)整流式。（有興趣可查閱有關(guān)開關(guān)電源原理的資料）B功率更大，電壓更高，我們的模塊電壓可以達(dá)到 50 多 V，功率可以達(dá)到 2500W。C功能更多，我們的模塊有通訊控制功能，各種保護(hù)功能，并機(jī)工作功能等。我們的我們的 48V 電源模塊主要有

20、以下外部特性：電源模塊主要有以下外部特性：A輸入 85290V，5060Hz 交流電壓。交流功率轉(zhuǎn)直流功率的轉(zhuǎn)換效率達(dá) 90%左右。 B可以設(shè)置輸出 4657.5V 直流電壓，常見輸出功率有 800W，1600W，2500W，3200W 等。實(shí)際模塊輸出電壓可以通過與模塊的通訊來設(shè)置。當(dāng)模塊與電源監(jiān)控器通訊，監(jiān)控器發(fā)送電壓設(shè)置指令和數(shù)據(jù)給模塊，模塊依據(jù)通訊協(xié)議回復(fù)后，進(jìn)行輸出電壓調(diào)整操作。無設(shè)置無通訊則默認(rèn)輸出 53.5V 直流電壓。C輸入輸出高低電壓保護(hù)，輸出功率保護(hù)等各種自我保護(hù)功能。當(dāng)模塊內(nèi)部檢測(cè)到模塊的輸入端或者輸出端的電壓過高，或者過低時(shí)，模塊將出現(xiàn)告警，并且關(guān)閉模塊的電源轉(zhuǎn)換功能。

21、其他保護(hù)功能類似。D可與監(jiān)控器依照通訊協(xié)議進(jìn)行 RS485 串行通訊：可以讀取模塊電壓、電流等狀態(tài)數(shù)據(jù)。可以讀取模塊地址，異常告警等狀態(tài)值?？梢栽O(shè)置模塊輸出電壓值等。模塊的通訊電路的是由電源監(jiān)控器進(jìn)行外部供電的。E外部配制模塊地址功能。模塊輸出端子上有一些針腳，將這些針腳按照一定規(guī)律（通常是 2 進(jìn)制開關(guān)）接地（某些模塊是灌入一個(gè)電壓）后，模塊內(nèi)部電路便可以識(shí)別出一個(gè)數(shù)字，這個(gè)數(shù)字就是模塊地址。該功能一般由位于模塊框架上的模塊插接端子附近的撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)。模塊銘牌上的參數(shù)標(biāo)示：Proprietary Information of:Title:Procedure No. Rev.電源系統(tǒng)原理及常見

22、故障分析電源系統(tǒng)原理及常見故障分析AAISO9001 Std8.2.4ISO14001 Std:N/AType of Document:Work InstructionOHS18001Std: N/ADepartment:ManufacturingPage 7of 13FR-DCC-001 Rev. AA F多模塊并機(jī)均流功能。并機(jī)：將多模塊輸出并聯(lián)在一起，以獲得相同電壓下，更大的電流功率輸出。并機(jī)均流：當(dāng)多模塊并機(jī)共同負(fù)載輸出時(shí)，各模塊輸出的電流（功率）要盡可能的相同，實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的機(jī)制就叫做均流機(jī)制。例如 2 個(gè) 16004830的模塊并機(jī)輸出，可以達(dá)到 4830*260的總功率，當(dāng)系統(tǒng)實(shí)

23、際輸出 50的時(shí)候，如果第一個(gè)模塊只輸出了 10。那么第二個(gè)模塊將必須輸出 40電流，可是一個(gè) 1600的模塊只能輸出 30，那么模塊將進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)并關(guān)閉輸出。第二個(gè)模塊將負(fù)載所有的 50電流，同樣進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)關(guān)閉輸出，則整個(gè)電源系統(tǒng)即癱瘓。如果兩個(gè)模塊通過均流機(jī)制均分電流，即每個(gè)模塊輸出大約 25A 的電流，那么系統(tǒng)將能正常工作。開電源類產(chǎn)品中，該功能是通過均流母線來實(shí)現(xiàn)的：電源模塊輸出端子上有一個(gè)針腳，該針腳將根據(jù)自己輸出的電流大小來輸出一個(gè)均流電壓值。所有的模塊的該針腳短路起來就組成了均流母線。所有的模塊都會(huì)輸出一個(gè)不同的均流電壓，同時(shí)檢測(cè)該線上的電壓：當(dāng)母線電壓比自己輸出的均流電壓高，

24、模塊將提高自己的輸出電壓，造成自己承當(dāng)?shù)南到y(tǒng)負(fù)載更多，輸出電流增大，導(dǎo)致輸出的均流電壓也升高與母線電壓達(dá)到平衡。如果自己輸出的均流電壓低于母線電壓，模塊將降低輸出電壓，導(dǎo)致承當(dāng)?shù)南到y(tǒng)負(fù)載減少，輸出電流降低以降低輸出的均流電壓到與母線電壓一致。最終將使所有電源整流模塊將會(huì)均分負(fù)載。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中連接所有模塊的藍(lán)色線就是均流母線，該導(dǎo)線位于模塊框架上。模塊自身常見故障模塊自身常見故障：A上電不起機(jī)：即供應(yīng)符合要求的交流電后，模塊不能啟動(dòng)工作。表現(xiàn)為指示燈不亮，模塊無輸出，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)。處理方法：送 RMA 維修，或報(bào)廢。B模塊炸機(jī)燒壞：工作時(shí)，模塊發(fā)生明顯的炸機(jī)或者燒壞現(xiàn)象。處理方法：送 RMA 維修

25、，或報(bào)廢。C能啟動(dòng)有輸出電壓，但是帶不上負(fù)載。處理方法：送 RMA 維修，或報(bào)廢。D并機(jī)不均流：表現(xiàn)為并機(jī)運(yùn)行后，該模塊相比其他模塊的輸出電流值相差很大。處理方法：先檢查均流母線是否連接正常，如政策則將模塊送 RMA 維修，或報(bào)廢。E模塊電壓不準(zhǔn)確：表現(xiàn)為設(shè)置的輸出電壓與模塊實(shí)際輸出電壓相差過大。處理方法：送 RMA 維修，或報(bào)廢。電阻固定式模塊地址配制撥碼開關(guān)式模塊地址配制Proprietary Information of:Title:Procedure No. Rev.電源系統(tǒng)原理及常見故障分析電源系統(tǒng)原理及常見故障分析AAISO9001 Std8.2.4ISO14001 Std:N/A

26、Type of Document:Work InstructionOHS18001Std: N/ADepartment:ManufacturingPage 8of 13FR-DCC-001 Rev. AAF模塊默認(rèn)輸出電壓不準(zhǔn)確：表現(xiàn)為當(dāng)模塊無通訊無電壓設(shè)置的時(shí)候，模塊默認(rèn)輸出電壓與 53.5V 相差過大。處理方法：送 RMA 維修，或報(bào)廢。6.POWER SYSTEM CONTROLLER 電源監(jiān)控器電源監(jiān)控器監(jiān)控器是基于單片機(jī)的一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。我們公司生產(chǎn)過的監(jiān)控器主要有 PCU，PCS，PCC，ACC，以及華為系列產(chǎn)品的 EPMU 系列監(jiān)控器。雖然并不完全一樣，但按照其功能組件來看，機(jī)構(gòu)基

27、本類似，主要功能組件結(jié)構(gòu)圖如下：MCU 微型控制芯片（單片機(jī)）液晶顯示和按鍵模組（存儲(chǔ)器模式）模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換組件/功能模塊（類似電壓表功能）監(jiān)控器電源轉(zhuǎn)換組件（為所有組件供電）串行通訊功能模塊（包括USB 轉(zhuǎn)串口）RS232 轉(zhuǎn) RS485串行通訊功能模塊單片機(jī)數(shù)據(jù)程序 存儲(chǔ)器（可集成）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊組件（存儲(chǔ)器模式）溫度探頭信號(hào)量測(cè)電池平衡電壓量測(cè)分流器電壓量測(cè)多路通道選擇開關(guān)與計(jì)算機(jī)通訊與整流模塊通訊系統(tǒng)電壓邏輯電平信號(hào)輸入組件繼電器控制輸出組件輸入輸出IO擴(kuò)展（芯片或單片機(jī)）熔絲告警信號(hào)門磁，HEX 等告警46 組告警繼電器電池負(fù)載接觸器對(duì)于不同的監(jiān)控器，他們各功能組件不完全相同，下面分別

28、介紹各功能組件：對(duì)于不同的監(jiān)控器，他們各功能組件不完全相同，下面分別介紹各功能組件：AMCU 微型控制芯片：也叫單片機(jī)（運(yùn)算控制器），能夠進(jìn)行各種數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，也能執(zhí)行一些時(shí)序邏輯控制（在芯片輸入輸出針腳上輸出按照時(shí)間變化的高低電平）。它是整個(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸入輸出和系統(tǒng)控制。我們公司常用的單片機(jī)有 PIC 系列單片機(jī)和 MSP 系列單片機(jī)以及 ATMAL 系列單片機(jī)。他們存在于監(jiān)控器的監(jiān)控板上。B單片機(jī)數(shù)據(jù)程序存儲(chǔ)器：該芯片與單片機(jī)配合才能工作，作用是為單片機(jī)提供運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。只有 PCU 是獨(dú)立的 EPPROM 存儲(chǔ)芯片，由外部編程器將數(shù)據(jù)寫入配制文件后，插入

29、到 PCU 內(nèi)使用。其他的監(jiān)控器則直接使用集成了 FLASH 存儲(chǔ)芯片的單片機(jī)，直接由 POWCOM 軟件通過串行通訊下載配制文件數(shù)據(jù)到集成在單片機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)器中。C液晶顯示和按鍵組件：其實(shí)包括兩個(gè)組件，液晶面板和按鍵模塊，因?yàn)樗麄冏鲈谝粋€(gè)電路板上，所以一起介紹了。液晶面板的作用是將數(shù)據(jù)直觀的顯示出來，他與存儲(chǔ)器類似，單片機(jī)將要顯示的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到液晶模組的存儲(chǔ)器里，液晶面板再自行將數(shù)據(jù)顯示到面板上。至于按鍵組件其實(shí)就是幾個(gè)按鈕開關(guān)，當(dāng)開關(guān)按下時(shí)，將改變開關(guān)腳的電平高低，單片機(jī)檢測(cè)這些電平來判斷那個(gè)鍵被按下了，然后執(zhí)行相關(guān)運(yùn)算和控制操作。只有PCU，PCC，ACC，PCS 有該組件，EPMU 系列和

30、一些老版本的 PCC 沒有該模組。對(duì)于系統(tǒng)來說該組件是可選的。不是必須的。D串行通訊功能模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)本身自帶串行通訊功能模塊，可以直接與計(jì)算機(jī)電腦串口連接，進(jìn)行 RS232 串行通訊，使用 DB9 端子組成的通訊線。除此之外，USB 通用串行通訊模組也是將 USB 通訊轉(zhuǎn)換為串口通訊來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控器與計(jì)算機(jī) USB 的通訊，使用 USB 通訊線。在電腦中運(yùn)行 POWCOM 軟件，可以實(shí)現(xiàn)通訊控制監(jiān)控器。E計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊組件：該組件提供監(jiān)控器與計(jì)算機(jī)以太網(wǎng)絡(luò)通訊，也就是我們平時(shí)說的電腦網(wǎng)絡(luò)。使用常見的五類雙絞線（即常說的網(wǎng)線）與計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡通訊，要使用交叉網(wǎng)線。在電腦中運(yùn)行 POWCOM 軟件，可以實(shí)

31、現(xiàn)通訊控制監(jiān)控器。Proprietary Information of:Title:Procedure No. Rev.電源系統(tǒng)原理及常見故障分析電源系統(tǒng)原理及常見故障分析AAISO9001 Std8.2.4ISO14001 Std:N/AType of Document:Work InstructionOHS18001Std: N/ADepartment:ManufacturingPage 9of 13FR-DCC-001 Rev. AAFRS232 轉(zhuǎn) RS485 串行通訊功能模塊：大多數(shù)單片機(jī)產(chǎn)品只有一個(gè)串口，而我們的監(jiān)控器需要同時(shí)與電腦和電源整流模塊通訊，所以我們的監(jiān)控板選擇的是有 2

32、 個(gè)串口的 PIC 系列單片機(jī)。因?yàn)橄到y(tǒng)中經(jīng)常使用很多個(gè)整流模塊通訊，而單片機(jī)只能提供串行通訊，所以產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候選擇了只需要 2 條通訊線就能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)半雙工通訊且具有高抗干擾能力的 RS485 串行通訊。（有興趣可查閱 RE232，RE422，RS485 串行通訊資料）G模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換組件功能模塊：該模塊的功能就是就將一個(gè)電壓值轉(zhuǎn)換為一個(gè)對(duì)應(yīng)的數(shù)字。例如常用的ICL7135 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片就是將+/-2V 的電壓轉(zhuǎn)換為+/-20000 的數(shù)字，2V 對(duì)應(yīng) 20000，1V 對(duì)應(yīng) 10000。該數(shù)字能被單片機(jī)讀取，再經(jīng)過單片機(jī)運(yùn)算就可以得到我們需要的結(jié)果。從外部功能上看，可以將其理解成一個(gè)精度不

33、是很高的數(shù)字電壓表。能夠?yàn)楸O(jiān)控器的單片機(jī)提供電壓量測(cè)功能。該功能模塊在 PCC 和 ACC 中是集成在單片機(jī)內(nèi)部的，在 PCS 中一個(gè)獨(dú)立的芯片。H多路通道選擇開關(guān)：使用多路選擇開關(guān)芯片來為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換組件實(shí)現(xiàn)通道選擇。起功能相當(dāng)于我們用手拿著萬用表表筆，進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量。圖中該組件右邊是模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換組件，左邊是需要被測(cè)量的電壓信號(hào)：包括溫度探頭的信號(hào)線電壓，系統(tǒng)電壓，電池分流器電壓，電池平衡電壓。這里要特別說下的是分流器：分流器實(shí)際上是一個(gè)電阻 R 很小的大電流導(dǎo)體，當(dāng)電流通過時(shí)，因?yàn)?U=IR，而 R 在一定環(huán)境下是固定不變的，所以測(cè)量?jī)蛇叺碾妷壕涂梢运愠銎渲械碾娏饔侄啻?。我們的監(jiān)控器中的電池

34、電流就是用模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換組件測(cè)量分流器的電壓后，由單片機(jī)計(jì)算出電流值再發(fā)送給計(jì)算機(jī)顯示在 POWCOM 軟件里和監(jiān)控器的液晶面板上。溫度測(cè)量是一樣的原理。I 輸入輸出 IO 擴(kuò)展：由于一個(gè)單片機(jī)擁有的輸入輸出針腳（IO 口）數(shù)量不夠我們的產(chǎn)品使用，所以需要通過其他的方式來擴(kuò)展 IO 口。PCU，PCC 和 ACC 都是直接通過 IO 擴(kuò)展芯片，將 IO 口分時(shí)復(fù)用來擴(kuò)展端口。PCS和 EPMU 系列都是使用另外一個(gè)單片機(jī)（通常是在告警板上的 MSP430 單片機(jī)）的 IO 口資源。這時(shí)候監(jiān)控板通過 RS485 通訊來控制和使用告警板上的單片機(jī)的 IO 口資源。告警板上的單片機(jī)和模塊一樣，使用同一

35、條RS485 通訊信道。監(jiān)控板通過不同的通訊協(xié)議來識(shí)別該連接在 RS485 通訊上的設(shè)備是整流模塊還是告警板。因此 PCS 可以擁有很多塊告警板，這樣可以實(shí)現(xiàn)多電源系統(tǒng)互連的擴(kuò)展功能。我們常見的 FORZA 多機(jī)柜電源系統(tǒng)就是該功能的典型應(yīng)用。J 繼電器控制輸出組件：?jiǎn)纹瑱C(jī)通過在 IO 管腳上輸出高低電平來控制繼電器等開關(guān)器件的開關(guān)動(dòng)作。我們的PCC/ACC 有 4 組告警繼電器，PCS 有 6 組告警繼電器輸出，還有產(chǎn)品的電池接觸器（LVD）和負(fù)載接觸器（PLD）控制，都是由該組建來實(shí)現(xiàn)電子轉(zhuǎn)機(jī)械控制。K邏輯電平信號(hào)輸入組件：?jiǎn)纹瑱C(jī)可以向外輸出高低邏輯電平，也可以檢測(cè)外界輸入的邏輯電平的高低

36、。產(chǎn)品上的熔絲告警以及門徑和 HEX 告警等都是對(duì)監(jiān)控器輸入一個(gè)高電平，監(jiān)控器識(shí)別后，做出相應(yīng)的告警動(dòng)作。電源監(jiān)控器自身常見的故障：電源監(jiān)控器自身常見的故障：A按鍵失靈，液晶面板顯示故障：PCC/ACC 中該面板是獨(dú)立的，通過數(shù)據(jù)線與監(jiān)控板連接。因此可能的原因有：1，面板或者按鍵開關(guān)本身故障；2，通訊數(shù)據(jù)線故障。PCS 的面板直接焊接在監(jiān)控板上。處理方法：因?yàn)橐壕О搴蛿?shù)據(jù)線都是獨(dú)立的，可以替換維修，或者直接退 DMR。PCS 直接退 DMR。B與電腦通訊不上：監(jiān)控器內(nèi)部的 RS232 或者 USB 通訊組件損壞。網(wǎng)絡(luò)通訊則檢查監(jiān)控器是否含有網(wǎng)絡(luò)通訊組件，PCC/ACC 里的網(wǎng)絡(luò)通訊組件是直接焊

37、接在監(jiān)控板上的，而 PCS 則是一塊獨(dú)立的小板，插接在監(jiān)控板上的。另外網(wǎng)絡(luò)通訊需要使用交叉網(wǎng)線。處理方法：PCC/ACC 如果有網(wǎng)絡(luò)組件，但是不能通訊則監(jiān)控器本身不良。PCS 則檢查網(wǎng)絡(luò)通訊小板是否正常。C上電不起機(jī)：檢查供電是否正常，否則為監(jiān)控器本身故障。處理方法：退 DMR。D告警繼電器不動(dòng)作：有時(shí)候可以發(fā)現(xiàn)某些監(jiān)控器告警后，但是告警繼電器并不動(dòng)作。PCC/ACC 繼電器在監(jiān)控板上，通過背板（小板）與扁平線與輸出端子板連接。PCS 和 EPMU 則直接在告警板上。處理方法：用替換法檢查以上提到的所有配件，找出有故障的配件退 DMR。EPCS 找不到告警板：PCS 的監(jiān)控板與告警板之間用網(wǎng)絡(luò)

38、進(jìn)行通訊，通訊上會(huì)在 POWCOM 中顯示出來。處理方法：替換法檢查三個(gè)部件，找出故障的配件退 DMR。F功能異常失效：例如電流電壓檢測(cè)精度超過要求，接觸器脫離失效，告警不產(chǎn)生或者不消失等。處理方法：本身不良，退 DMR。G溫度檢測(cè)誤差大：溫度探頭本身不良或者監(jiān)控器功能異常。處理方法：替換法找出故障配件。退 DMR。7.RECTIFIER SHELF 模塊框架模塊框架模塊框架提供模塊安裝空間和固定，模塊地址配制功能，同時(shí)提供模塊并機(jī)均流以及通訊線路連接。A模塊地址配制功能：該功能原理在介紹整流模塊的時(shí)候已經(jīng)介紹過。Proprietary Information of:Title:Procedu

39、re No. Rev.電源系統(tǒng)原理及常見故障分析電源系統(tǒng)原理及常見故障分析AAISO9001 Std8.2.4ISO14001 Std:N/AType of Document:Work InstructionOHS18001Std: N/ADepartment:ManufacturingPage 10of 13FR-DCC-001 Rev. AAB并機(jī)功能：框架將所有模塊的輸出正極全部短接在一起，負(fù)極全部短接在一起，就實(shí)現(xiàn)了輸出匯流。因?yàn)殡娏骱艽?，通常這些線路由很大的銅排來實(shí)現(xiàn)。C均流功能：在介紹整流模塊的時(shí)候已經(jīng)介紹其原理了。在框架中其實(shí)只是將各模塊插接端子上的一個(gè)針腳全部短路在一起。D通訊

40、功能：由于模塊使用 RS485 通訊，所以框架背板上將所有模塊的通訊針腳全部短接在一起了。這些線和均流母線被同時(shí)做在 RJ45 網(wǎng)線端子上，背板通常提供 2 個(gè)該端子，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)框架并聯(lián)。E交流輸入功能：提供交流電輸入線路為整流模塊供電?？蚣鼙旧沓Ｒ姽收希嚎蚣鼙旧沓Ｒ姽收希篈均流母線連接不良，造成不均流。B模塊地址開關(guān)不良，造成地址不能配制或者配制后不正確。以上處理方法：背板不良則換新背板。C特別要注意正負(fù)極并機(jī)匯流銅排未被某些原因造成短路，否則會(huì)燒毀框架和模塊。D注意交流輸入線火線，零線與地線無錯(cuò)誤插接，否則會(huì)燒壞模塊或造成交流短路。以上處理方法：該正錯(cuò)誤的連接，避免短路。8.POWER S

41、YSTEM FUNCTION MODULE 電源系統(tǒng)功能電源系統(tǒng)功能組件組件以電源監(jiān)控器為系統(tǒng)核心，可以從功能上將整電源系統(tǒng)分為若干個(gè)子功能組件：A模塊和告警板通訊功能組件：模塊和告警板通訊功能組件：所有模塊的通訊針腳：5VA，5VAR，D+，D-等針腳全部在整流模塊框架的模塊插接電路版（背板）上短接在一起，然后經(jīng)過該板上的 RJ45 八線端子（網(wǎng)線端子）和雙絞線（網(wǎng)線）連接到 PCC/ACC/EPMU 監(jiān)控器的背板或者 PCS監(jiān)控器的監(jiān)控板上。然后實(shí)現(xiàn)模塊與監(jiān)控器之間的 RS485 通訊。如果有多個(gè)整流模塊框架，框架之間也必須用同樣的連接方式連接在一起，因此框架模塊插接板上至少有 2 個(gè)RJ

42、45 端子通訊端子，標(biāo)注為 COM。FMP16.48G，F(xiàn)MP32.48G，XR16.48 等模塊的框架背板上通常可以看到 4 個(gè) RJ45 端子，2 個(gè)標(biāo)注為 COM 通訊端子，另外 2 個(gè)則是提供均流機(jī)制的均流母線端子，因?yàn)楫?dāng)多個(gè)框架同時(shí)使用的時(shí)候，要保證框架之間的模塊能夠均流，必須將每個(gè)框架的均流母線全部短路在一起，這就需要使用到這兩個(gè)端子了。需要特別提到的是 GUARDIAN SHELF 框架（FMP25.48G）。它只有 2 個(gè) RJ45 端子，原因是它見均流母線和通訊針腳全部連接在一個(gè) RJ45 端子上了。所以他只需要 2 個(gè) RJ45 端子。PCC/ACC 系統(tǒng)的背板和告警板只是

43、電路轉(zhuǎn)接的信號(hào)輸入輸出板，只是將 PCC/ACC 的內(nèi)需要連接的端子引出來而已，無需通訊。而對(duì)于 PCS 監(jiān)控，它的告警板是通過另外一個(gè)單片機(jī)器來擴(kuò)展輸入輸出 IO 的，它也需要與監(jiān)控板進(jìn)行RS485 通訊。我們的產(chǎn)品上，該通訊使用與模塊一樣的通訊信道，即告警板也一樣是連接在模塊通訊線路上的，由于它與監(jiān)控器的通訊協(xié)議和模塊與監(jiān)控器的通訊協(xié)議不一樣，所以監(jiān)控器能分別識(shí)別出連接在 RS485 通訊線上的設(shè)備是模塊還是告警板。下面給出 PCC/ACC 和 PCS 的典型通訊系統(tǒng)圖。COM/I shareCOM/I share模塊框架PCC/ACCCOM/I shareCOM/I shareCOM/I

44、 share模塊框架COM/I shareCOM/I share模塊框架背板告警輸出板Proprietary Information of:Title:Procedure No. Rev.電源系統(tǒng)原理及常見故障分析電源系統(tǒng)原理及常見故障分析AAISO9001 Std8.2.4ISO14001 Std:N/AType of Document:Work InstructionOHS18001Std: N/ADepartment:ManufacturingPage 11of 13FR-DCC-001 Rev. AAPCS 監(jiān)控板COMPCS 告警板COMCOM 模塊機(jī)柜COM I shareCOM

45、I share模塊框架COM I shareCOM I share模塊框架COM I shareCOM I share模塊框架 模塊機(jī)柜PCS 告警板COMCOMCOM I shareCOM I share模塊框架COM I shareCOM I share模塊框架COM I shareCOM I share模塊框架B電池（電池（LVD）和部分負(fù)載（）和部分負(fù)載（PLD）脫離組件：）脫離組件：雖然他們分為電池脫離和負(fù)載脫離，但從電路結(jié)構(gòu)上來看，他們其實(shí)是一樣的東西：監(jiān)控器輸出高低電平控制小型繼電器，通過小型繼電器來控制連接在系統(tǒng)直流輸出上的大功率大電壓驅(qū)動(dòng)的接觸器。唯一的區(qū)別是電池接觸器與系統(tǒng)

46、直流輸出之間有一個(gè)用來量測(cè)電池電流的分流器而已，所以我們把它們放一起介紹。下面是該組件結(jié)構(gòu)圖：PCC/ACC 監(jiān)控器控制繼電器輸出與 PCS 通訊的 PCS 告警板控制繼電器輸出EPMU 內(nèi)部與監(jiān)控板通訊的告警板控制繼電器輸出模塊框架系統(tǒng)輸出部分負(fù)載接觸器電池脫離接觸器分流器系統(tǒng)部分負(fù)載輸出蓄電池從功能上看，兩者區(qū)別是動(dòng)作流程和條件不一樣：PLD 部分負(fù)載脫離：當(dāng)監(jiān)控器檢測(cè)到系統(tǒng)電壓低于系統(tǒng)設(shè)置的部分負(fù)載脫離電壓達(dá)到一段時(shí)間后，監(jiān)控器控制部分負(fù)載接觸器斷開。這時(shí)負(fù)載被斷開，但是電源系統(tǒng)仍然在工作。當(dāng)監(jiān)控器檢測(cè)到電壓又回升高到超過設(shè)置電壓達(dá)到一段時(shí)間后，監(jiān)控器又會(huì)控制部分負(fù)載接觸器吸合，連接系統(tǒng)

47、負(fù)載。Proprietary Information of:Title:Procedure No. Rev.電源系統(tǒng)原理及常見故障分析電源系統(tǒng)原理及常見故障分析AAISO9001 Std8.2.4ISO14001 Std:N/AType of Document:Work InstructionOHS18001Std: N/ADepartment:ManufacturingPage 12of 13FR-DCC-001 Rev. AALVD 電池脫離：當(dāng)監(jiān)控器檢測(cè)到系統(tǒng)電壓低于系統(tǒng)設(shè)置的電池脫離電壓達(dá)到一段時(shí)間后，監(jiān)控器控制電池接觸器斷開。這時(shí)候系統(tǒng)已經(jīng)斷電，停止工作。C系統(tǒng)直流輸出和熔絲組件：系

48、統(tǒng)直流輸出和熔絲組件：系統(tǒng)直流輸出其實(shí)就是通過熔絲開關(guān)（斷路器）將直流電導(dǎo)出，并提供接線端子。而熔絲告警組件是一個(gè)邏輯電平告警應(yīng)用：其原理是當(dāng)熔絲告警信號(hào)線向監(jiān)控器邏輯電平輸入檢測(cè)電路輸入一個(gè)高電平時(shí)，監(jiān)控器出現(xiàn)告警。該告警特定為熔絲告警。該組件電路結(jié)構(gòu)如下：邏輯電平檢測(cè)電路PCC/ACC/PCS 監(jiān)控器系統(tǒng) 0V直流輸出 -48V負(fù)載阻抗電池熔絲開關(guān) A電阻二極管如圖，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行后，輸出-48V 電源，未連接負(fù)載：熔絲開關(guān)斷開，則 A 點(diǎn)為懸空腳，相當(dāng)于邏輯電平檢測(cè)電路未接任何信號(hào)，無告警產(chǎn)生。熔絲開關(guān)閉合，A 點(diǎn)與-48V 低電平連接，無告警。連接負(fù)載：熔絲開關(guān)斷開，此時(shí) A 點(diǎn)通過負(fù)載與 0V 高電平連接，將高電平輸入到監(jiān)控器邏輯電平檢測(cè)電路，系統(tǒng)告警。熔絲開關(guān)閉合，A 點(diǎn)與-48V 低電平連接，無告警。這里雖然通過負(fù)載與 0V 高