嵌入式
通信设备用高频开关电源
产品说明书
（PS4860系列）
深圳市中兴通电力技术有限公司
PS4860高频开关电源系统 系统介绍
一、 系统介绍
1. 系统概述
PS4860（48V/60A）是我公司为通讯设备设计制造的嵌入式、智能化、多功能整流电源。它主要由整流器模块、控制单元和配电单元组成，设备机柜外形图见附图。整流器模块型号为PS4820（48V/20A），最多可放置3只。本电源系统采用标准19英寸宽度，可与目前通信行业标准机架自由组合。本电源也可选用我公司PS4810（48V/10A）、PS4815（48V/15A）模块或PS2410（24V/10A）、PS2415（24V/15A）、PS2420（24V/20A）、模块。
2．原理简介
接入单相三线制交流电，经过交流空气开关将交流电分配给整流模块，整流模块采用高频PWM技术将单相交流电变换为隔离的直流电。该直流电经直流配电单元分配给蓄电池组充电用和供负载用。控制单元控制整个系统，实现故障告警、参数显示、键盘操作、电池管理、远程通信等功能。
3．产品特点
3.1 嵌入式
产品集成了交/直流配电、整流模块和控制单元，体积小。采用标准19英寸宽度，可嵌入通信行业设备机架。
3.2 模块化
高频整流模块冗余备份运行，均流度高，通过长时间短路试验和高温老化，可工作于有微机监控器和无微机监控器两种模式，采用成熟的技术和工艺，可靠性高。
3.3 智能化
微机监控器自动采集交流、直流、电池和整流模块的参数和工作状态，通过RS232口、RS485口或MODEM与周边设备或远程监控中心联机组网，实现远程监控，采用中国电信总局《通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统前端智能设备通讯协议》，通用性强。
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PS4860高频开关电源系统 系统介绍
3.4 自动充电
可根据蓄电池容量连续设定限流点，根据电池品种连续设定均充、浮充电压。均、浮充充电模式自动转换，根据电池放电情况及交流供电情况自动选择充电曲线。
3.5 保护齐全
交流电压过高、过低保护；
输出过压/欠压、限流/过流保护、温度过高保护、蓄电池过放保护。
4．系统性能指标
4． 1 交流电压： 单相三线，电压220V±25%；
4．2 交流频率： 45 ~ 65Hz；
4．3 输出电压： 44 ~ 58V；
4． 4 输出电流： 0 ~ 60A；
4． 5 均流： 无主均流方式，均流不平衡度≤±3%；
4．6 效率： ≥ 90%；
4．7 充电限流： 连续可设；
4．8 干节点： 4组1A/60V(可选配)
4．9 交流开关： 1路
4．10 负载开关： 2路
4．11 电池开关： 1路
4．12 回路压降： ≤ 0.4V
4．13 模块安装： 热插拔；
4．14 电池： 一组；
4．15 音响噪音： ≤ 55dB；
4．16 操作方式： 前面板；
4．17 外形尺寸： 19”（宽）*6U（高）*405(mm)（深）
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PS4860高频开关电源系统 整流模块
二、 整流模块
1、 工作原理
本系统配置的PS4820电源模块采用了高频脉宽调制技术，高频整流模块将单相交流电变换成直流电。
图1 模块电气原理框图
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PS4860高频开关电源系统 整流模块
尖峰浪涌抑制： 两级共模电感构成高抑制比的电源滤波器，一方面防止电网上的尖峰浪涌对电源设备的干扰和损害，同时滤除电源设备产生的高频杂波对电网的污染。
软启动及整流滤波： 由于开关电源内部布置有大容量电容器，直接启动会造成过大的启动浪涌。软启动电路在电源模块接入交流电时先限电流对内部滤波电容预先进行充电，防止了过大的启动浪涌。整流桥将50Hz交流电变换为直流供下一级变换电路。
DC/DC变换： 采用桥式电路拓扑，工作于PWM模式，前馈电压型控制芯片产生100KHz驱动波形控制MOSFET开关管的开通与关闭，将直流电逆变为高频方波，通过高频变压器降压。超快恢复二极管构成的桥式整流电路将降压后的高频方波整流为低压直流，供下一级整流滤波电路用。电流及电压误差放大器强迫输出电压和电流稳定。
整流滤波： 低压直流经整流滤波电路输出动态响应快，稳压稳流精度高，纹波噪音低的48V直流电。
监控接口： 通过该接口可实现各模块间的负载均分，统一调压，并且输出模块输出电流信号和隔离的模块故障信号，开关机信号，监控单元依此对模块进行检测和控制。
保护电路： 模块内部有如下保护功能：交流输入过流，过压（280Vac，可恢复），欠压（165Vac，可恢复）保护；直流输出过压（60Vdc，可恢复），短路（可恢复），限流（21A，可恢复），过流保护；模块过温（85度，可恢复）保护；开关管过流保护（可恢复）。
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PS4840高频开关电源系统 整流模块
2．整流模块技术指标
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PS4860高频开关电源系统 整流模块
3. 模块面板说明：
3.1. 前面板
①电源指标灯：当电源输入正常时，绿灯亮。
②输出指标灯：当电源输出正常时，绿灯亮。
③故障指标灯：当电源模块故障或空载时，红灯亮。
④满载指标灯：当输出电流达到或超过额定电流90%时，红灯亮。
3.2. 后面板
1交流输入插座。
2输出接线端子。
3智能接口端子：
模块遥控信号： 0V开机，5V关机。
模块故障信号： 0V正常，5V故障。
模块交流输入信号： 0V正常，5V故障。
模块输出信号地。
模块均流信号。
模块调压信号。
模块输出电流信号： 0V~5V对应0A~20A。
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PS4860高频开关电源系统 控制单元操作说明
三、 控制单元操作说明
控制单元PSM-T02采用全中文操作界面和轻触按键键盘，操作者只需轻按相应的按键，就能进行数据的查阅和参数的修改；控制单元还具有有声告警功能，当系统有告警信息时，控制单元会发出鸣叫声，只有操作者按了消声键或告警信息上报远端计算机后，鸣叫声才会停止。
1. 技术参数
1.1. 监控供电电源： 直流36V ~ 72V。
1.2. 环境温度： -20℃ ~ +55℃
1.3. 遥测量：
交流供电电压。
直流母线电压。
直流总电流
蓄电池充放电电流。
模块的输出电流。
温度。
1.4. 遥信量：
均/浮状态。
熔断器状态。（如果采用熔断器）
模块状态。
1.5. 遥控量：
模块开/关；
蓄电池均、浮状态的转换。
1.6. 遥调量：
蓄电池均、浮充电压的调节。
一次下电切断电压。（电池过放保护）
蓄电池的充电电流。
1.7. 通信接口：
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PS4860高频开关电源系统 控制单元操作说明
系统具有三种通信接口，可根据监控单元主控板上的跳线选择为RS232电平输出、RS485电平输出或MODEM口。
1.8. 故障报警：
当监控单元检测到故障时，显示出相应报警信息并发出告警声音。
1.9. 蓄电池欠压保护：
在交流电停电的情况下，当蓄电池放电至电压低限设定值时，监控单元控制欠压切断继电器切断电池输出。
1.10干节点(可选)：
交流故障（停电，过压，欠压）；模块故障；电池欠压；直流过压。正常时节点断开，故障时闭合，通流1A。
2. 操作界面说明
本系统的操作界面主要分三大类：“状态屏”、“设定屏”和“补偿系数屏”。
状态屏：实时显示本系统的各种数据，共有5屏。
设定屏：用于修改本系统的各种参数，共有11屏。
3. 键盘说明
菜单键：在各状态屏中按此键则进入设定屏，在各设定屏中按此键则返回状态屏；
左移键：向左移动光标（只在设定屏内有效）；
右移键：向右移动光标（只在设定屏内有效）；
消声键：用于消除告警闪烁显示(告警信息仍存在系统内)和告警声音的功能键；
增加键：本键有两个功能：
1.在设定屏中可增加被光标所选中的参数；
2.在各状态屏中按住此键10秒不放，则转入电池维护屏（属设定屏第11屏）；
减少键：在各设定屏中可减少被光标所选中的参数；
确认键：在设定屏中修改某个参数后必须按此键后，才能将该参数值保存在，否则修改无效；
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PS4860高频开关电源系统 控制单元操作说明
翻页键：进入下一屏的功能健；
4. 操作说明
当系统刚通电时，系统会显示出“欢迎屏”，并有笛、笛、笛…的鸣叫声。当“欢迎屏”全部显示后，就会进入“状态屏”的第1屏.
4.1. 状态屏：
在“状态屏”中如查看其它数据则按一下翻页键就会进入下一屏；如果要修改参数则按一下菜单键就会进入“设置屏”的第1屏，如果按住增加键10秒则会进入“电池维护屏”，如果按住减少键10秒则会进入“补偿系数屏”。
第1屏：
本屏实时显示系统当前的输出电压、负载电流。而最下一行显示相关的报警信息。若有报警且无人为屏蔽，则在报警信息的下面反白闪烁显示告警项，并发出报警声音（只有在第一屏才会有反白闪烁显示告警项，而在其它的“状态屏”和“设置屏”中就不会显示出告警项，只是发出报警声音）。
第2屏：
本屏实时显示两个电池组的充电（+XXX.XA）或放电（-XXX.XA）的电流、温度、充电状态（浮充/均充）和限流态（有/无）。
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PS4860高频开关电源系统 控制单元操作说明
第3屏:
本屏实时显示当前供电的交流电压值和频率。
第4屏:
本屏显示整流器模块的工作状态：正常、故障、无。（当模块有故障时，有故障的模块的故障灯就会亮起来，同时系统会发出告警声。）
第5屏:
本屏实时显示系统中每个模块单元的输出电流XX.XA。
4.2设定屏
在“设定屏”里可以用左移键或右移键来移动光标，并可用增加健或减少健来改变光标所选中的参数的数值，改动后还必须按确认键才能保存新的数值。如要修改其它屏的参数，则按一下翻页键就会进入下一屏。如果按了菜单键则会由“设定屏”返回“状态屏”。 （本说明书“设定屏”内的参数值是机器出厂时的黙认值）
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PS4860高频开关电源系统 控制单元操作说明
第1屏
第2屏
上述两屏可修改的参数有：交流电压的上限告警值（当输入电压高于该值时，系统就会被触发产生告警。）交流电压的下限告警值（当输入电压 低于该值时，系统就会被触发产生告警。）（其余有上下限的参数与该参数相似）；交流频率上下限告警值设定。
第3屏
第4屏
本屏可修改的参数有：本系统的输出电压上限告警值和下限告警值；蓄电池组的充放电流的上限告警值和下限告警值。
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PS4860高频开关电源系统 控制单元操作说明
第5屏
本屏可修改的参数有：系统温度的上限告警值和下限告警值。
第6屏
本屏可修改的参数有：该位置有无模块（设为“在位”时如模块有故障系统作报警处理，设为“无”时系统不作报警处理）
第7屏
本屏可修改的参数有：下电设置为“允许”时电池过放电保护有效，“禁止”时无效（注：电池过放电保护始终执行）
第8屏
本屏可修改的参数有：蓄电池组的标称容量；蓄电池组的节数；充电限流点（蓄电池恒流充电电流的最大值）；温度补偿（每升高或降低单位温度充电电压的补偿值，设为0时不补偿。）
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PS4860高频开关电源系统 控制单元操作说明
第9屏
本屏的参数是对本系统的模块进行开机或关机的控制。
第10屏
本屏用于设定系统的年份、日期、时间；电池组充电方式设置；地址码设置为两位数。（当有多套系统实行并机使用时，每套系统应有自己独有的地址码，不可重复）。
第11屏
本屏用于设定蓄电池的均充电压值和浮充电压值；对蓄电池进行测试的放电终止电压值；系统产生一次下电的电压值、系统产生二次下电的电压值。
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PS4860高频开关电源系统 系统安装说明
四、系统安装说明
1. 准备工作
1.1开箱后仔细核对装箱单内容，确保所有配置与合同内容相同。
1.2检查有无因运输不当造成的外观损坏或内部部件松动。
1.3检查有无水浸、锈蚀等现象。
1.4仔细阅读本说明书，妥善保存好本说明书。
2. 电源的安装
拆装后先检查有无因运输不当造成的外观损坏或内部部件松动。将电源插入机架，确保稳固可靠，上紧螺钉。
3. 交流线的连接
交流电火线、零线和地线剥线头，压接端子，分别接入交流输入端子的火线、零线和地线，交流导线选择以电流密度小于5A/mm2为佳，建议采用截面积为6 mm2导线。
4. 负载、电池的连线
将负载和电池连线剥线头，压接端子，分别接于本机负载、电池端子。导线选择建议以电流密度2.5~4A/mm2为佳。注意正、负极之分，切忌反接！
5. 接地
工作地（GND）、保护地出厂时与机架已连接，保护地与地线排已连接。用户应将地线接至本机的接地螺栓，地线建议采用截面积大于6 mm2 导线。
6. 第一次开机
6.1 确定所有接线无误，确定交流电正常，确定蓄电池和负载开关分离。
6.2 接通交流电，将交流供电空气开关合上。
6.3 这时直流输出建立，检查直流输出电压是否正常。如不正常请立即关断模块供电开关进行故障检查。
6.4 如直流输出电压正常，根据电池容量决定充电电流电限流值，以免造成电池过充损坏，充电限流值计算法为：
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PS4860高频开关电源系统 系统安装说明
充电限流值=电池组总容量×K（K为系数，一般取0.1~0.15）
例如：一组200Ah蓄电池， K取0.1，则充电限流设置为20A。
6.5温度补偿充电法是为延长蓄电池的寿命而设计的。以25℃为基准，当电池组环境温度超过25℃时，系统自动降低充电电压；当环境温度低于25℃时，系统自动升高充电电压（一般以2V电池为一节，每度变化为负3～8mV）,补偿系数根据不同品牌电池的需求而确定。
例如：2V电池24节，温度为33℃，浮充电压设置为53.5V，补偿系数为6mV，系统会自动将电压调整为：
（ 33-25 ）× ( -6×10-3 ) × 24 + 53.5 = 52.3V
6.6充电限流设定后，可以接通蓄电池组和负载。(注意直接接入蓄电池组会产生瞬间放电，可能损坏接线端子，建议在整流模块已工作后接入。)
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PS4860高频开关电源系统 系统维护说明
五．系统的维护说明
对运行中的电源设备进行维护检验可避免事故的发生，因此是必要的，我公司建议用户按下面的检验规则表进行设备的维护。维护检验分常规检验和年度检验两类。常规检验可每3-6个月进行一次，年度检验每年进行一次。
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本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/a03a7c77fe00bed5b9f3f90f76c66137ef064f1f.html
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