智能高频开关电源风冷模块用户使用指导书文档剖析.docx
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智能高频开关电源风冷模块用户使用指导书文档剖析
第3章智能高频开关电源风冷模块
3.1UT系列模块工作原理及特点2
3.1.1模块工作原理简介2
3.1.2模块工作原理框图2
3.1.3型号说明3
3.1.4UT系列模块型号与尺寸3
3.1.5模块主要特点3
3.2模块技术指标4
3.3外形结构与接口5
3.3.1外形图与面板结构尺图.....................................................................................5
3.3.2模块输入输出接口尺图.....................................................................................5
3.3.3模块固计......................................................................................................6
3.4操作说明7
3.4.1数码显示板...................................................................................................7
3.4.2拨码位置与功能对应系.....................................................................................9
3.4.3电压电流询...................................................................................................9
3.4.4设置参数.....................................................................................................10
3.4.5模块控制.....................................................................................................11
3.4.6测量校准.....................................................................................................12
3.4.7故障信息询..................................................................................................13
3.5保护功能........................................................................................................14
3.6通讯功能..15
3.7模块均流15
3.8UT220D20Z-2外形结构与接口16
3.9UT220D40Z-2外形结构与接口17
3.10模块散热设计..19
3.11模块安装指导.................................................................................................19
3.12故障护.........................................................................................................19
3.13包装、运输、储存19
3.1UT、UF系列模块工作原理及特点
3.1.1模块工作原理简介
Ø三相交流首先经防雷处理和EMI滤波，该部分电路可以有效的吸收雷击残压和电网尖峰，保证模块后级电路的安全。
Ø三相交流经整流和无源PFC后转换成高压直流电，经过LLC谐振电路后转换为高频交流，再经高频变压器隔离降压后整流输出。
Ø模块控制部分负责PWM信号产生及控制，保证输出稳定，同时对模块各部分进行保护，提供“四摇”接口。
ØUT模块采用无源PFC技术，功率因数达到0.94以上（UF系列可达0.85以上），采用先进的LLC谐振高频软开关技术，模块转换效率大大提高，最高可达94%。
Ø均流控制实现各模块并机时输出自主均流，使各模块并机工作时均分负载。
Ø模块监控采用单片机控制，实现模块输出电压、电流采集；实现开关机，均浮充、输出电压、输出电流控制；实现电源参数设置和参数校准；电源工作参数通过RS485通讯口上传给主监控，接受主监控指令对电源模块进行控制。
3.1.2整流模块的原理框图如3-1图所示：
图3-1：
整流模块的原理框图
3.1.3型号说明（以UT220D10Z-2、UF220A22005为例）
额定输出电流：
3、5、10、20A
UT220D10Z-2UF220A22005
公司产品版本
额定输出电压：
220、48、110VDC
额定输出电流：
5、10、20、30、40A
A：
交流输入，D：
直流输入
表示直流
交流输入电压：
220V
额定输出电压：
220VDC、110VDC、48VDC
公司产品系列（三相风冷系列）
公司产品版本（单相风冷系列）
图3-2：
模块系列型号说明
3.1.4UT、UF系列模块型号与尺寸表3-1所示：
序号
模块型号
输入电压（V/AC）
输出额定电压（V/DC）
输出额定电流（A）
模块重量
（KG）
尺寸
（深×高×宽mm）
1
UF220A22003
单相220V
220V
3A
4KG
315x178x88
2
UF220A22005
单相220V
220V
5A
4KG
315x178x88
3
UF220A11005
单相220V
110V
05A
4KG
315x178x88
4
UF220A4820
单相220V
48V
20A
4KG
315x178x88
5
UT220D10Z-2
三相380V
220V
10A
5KG
315x178x88
6
UT110D10Z-2
三相380V
110V
10A
5KG
315x178x88
7
UT110D20Z-2
三相380V
110V
20A
5KG
315x178x88
8
UT220D20Z-2
三相380V
220V
20A
7.5KG
400x230x130
9
UT110D40Z-2
三相380V
110V
40A
7.5KG
400x230x130
10
UT220D30Z-2
三相380V
220V
30A
15KG
430x103x390
11
UT220D40Z-2
三相380V
220V
40A
15KG
430x103x390
表3-1：
UT、UF系列模块型号与尺寸
3.1.5UT、UF系列模块主要特点：
Ø输入电压工作范围宽：
323VAC～456VAC。
Ø采用无源PFC技术，功率因数高，功率因数可达0.94（UF系列可达0.85）。
Ø采用先进的LLC谐振高频软开关技术，效率高，功率密度高，模块效率可达到94%。
Ø完善的EMC设计，满足GB/T19826-2005相关标准要求。
Ø内置短路回缩保护，即使模块输出长期处于短路状态也不致损坏。
Ø采用LED显示，可查询模块的电压、电流、地址及故障信息。
Ø完善的保护及告警功能，包括输入过/欠压、输出过压、过温、过流等。
Ø风机采用温度联合电流控制调速，噪音小，风扇寿命长，可靠性高。
Ø采用隔离自主均流，并机不均流度＜±3%，可保证二十台以上模块良好并机。
3.2UT、UF系列模块技术指标
项目型号
参数指标
UF220A22003
UF220A11005
UT110D20Z-2
UT220D10Z-2
UT220D30Z-2
UF220A22005
UF220A4820
UT110D40Z-2
UT220D20Z-2
UT220D40Z-2
输入电压
220VAC（-20%～+20%）
380VAC（-20%～+20%）
输出额定值
3A、5A/234V
5A/110V、20A/48V
20A、40A/122V
10A、20A/234V
30A、40A/234V
功率（KW）
0.7/1.5
0.7/1.5
2.9/5.8
2.9/5.8
8.5/9.3
电压调节范围
190～290V（220V）、95～145V（110V）
输出限流范围
10%～105%额定电流
稳压精度
不超过±0.5%
稳流精度
不超过±1%
纹波系数
不大于1%（峰-峰值）
功率因数
0.94（UT系列，满功率时）
0.85（UF系列，满功率时）
转换效率
94%（满功率时）
启动延时
8S
并机不均流度
±3%
最大噪声
50dB
负载等级
I级（100%）的额定输出电流时连续工作
动态响应
在20%负载跃变到80%负载时恢复时间≤200US
自动限流特性
输出电流超过输出限流设定值时，恒流输出，输出电流不会增大
输出短路回缩
回缩电流≤40%额定电流，可恢复
输出过压保护
大于320VDC，关断输出/大于160VDC，关断输出
输出短路保护
输出短路时，模块自行保护，以防损坏，排除故障后可自动恢复工作
欠压限功率
320±5VAC（恢复电压325±5VAC）
输入欠压保护
165±10VAC（恢复电压170±10VAC）单相输入
313±10VAC（恢复电压335±10VAC）三相输入
输入过压保护
265±10VAC（恢复电压250±10VAC）单相输入
480±10VAC（恢复电压455±10VAC）三相输入
过温保护
85℃±5（恢复温度：
55℃±5）
冷却方式
风扇散热（温度和电流联合控制，2阶调速）
内部散热器温度升
≤30℃
工作环境温度（℃）
最小值
-10
典型值
25
最大值
40
最小值
-40
存储温度（℃）
典型值
25
最大值
40
表3-2：
UT系列模块技术参数
3.3外形结构与接口（以UT220D10Z-2为例）
3.3.1外形图与面板结构尺寸图UT220D03Z-2/UT220D05Z-2/UT220D10Z-2/UT110D05Z-2/UT110D10Z-2/UT110D20Z-2
图3-3：
外形图与面板结构尺寸图
3.3.2模块输入输出接口结构尺寸图
图3-4：
输入输出接口图
信号名称
引脚号
信号定义
说明
交流输入
1
交流输入A相
模块供电输入端，输入方式380AC±20%,三相三线，无相序要求。
（UF系列2脚为空，1,3脚为交流输入）
2
交流输入B相
3
交流输入C相
通信接口
7
RS485
弱信号端，模块和上级设备的通信接口为串行异步传输模式，接口电平为RS485。
9
均流接口
8
均流接口
弱信号端，两个或者两个以上的模块输出并联时需要将此端并联，以实现模块均分负载。
建议：
层间模块均流线连接请使用屏蔽线。
直流输出
15
直流输出正
20A以上的模块输出端口定义有所不同，具体在相应模块介绍中有说明。
16
直流输出负
1718
空脚
保留
表3-3：
整流模块插座定义表
%注意：
1、为了保障安全，请确保将机壳接地孔与大地正确连接。
2、为了保障系统的可靠性，每个模块的三相交流输入必须单独配置进线空开。
3.3.3模块固定设计
模块面板下端有一个M4的半月牙螺钉，请在机柜相应的位置开螺钉孔即可将模块固定。
模块托架尺寸图UT220D03Z-2/UT220D05Z-2/UT220D10Z-2/UT110D05Z-2/UT110D10Z-2/UT110D20Z-2
图3-5：
模块托架尺寸图与托架端口定义图
3.4操作说明（以UT220V10A模块为例）
连接好电源和负载，将模块正确插入托架，上电后等待8秒钟左右，模块启动完成，在无故障的情况下，面板上中仅绿色工作指示灯在亮，表示模块处于正常的工作状态。
图3-6：
充电模块前面板
3.4.1数码显示面板
显示模块的电压、电流、告警、关机、设置信息。
由显示切换按钮进行输出电压和电流的显示切换。
出现模块告警时，按显示切换按钮显示故障代码。
3.4.1.1指示灯
模块面板上有3个LED指示灯，各灯的功能定义如表3-4所示：
指示标识
正常状态
异常状态
异常原因
电源指示灯（绿色）
亮
灭
无输入电压以至模块内部的辅助电源不工作
过温指示灯（黄色）
灭
亮
模块内部过热，同时报过温
故障指示灯（红色）
灭
亮
模块内部故障或输入电压异常，并报相应故障代码
表3-4：
面板指示灯功能
Ø模块通过拨码开关进入参数设置状态后，电源（绿色）指示灯会快速闪烁，退出参数设置状态则显示恢复正常。
3.4.1.2按键
模块有3个操作按键，定义如表3-5所示：
名称
操作定义
▲
调节按钮，在设置参数时，用于数据增加。
▼
调节按钮，在设置参数时，用于数据减少。
V/A
切换按钮，在信息查询时，用于显示电压电流切换；在设置参数时，用于数据的保存。
表3-5：
按键定义表
Ø显示切换按钮用于切换LED显示面板的显示内容。
如果LED正显示输出电压，按一下该按钮则显示输出电流，再按一下该按钮则又显示电压。
Ø在参数设置状态下，切换按钮用于保存参数。
如果当前设置参数被改变，按一下该按钮则将当前参数进行保存，保存的参数掉电后也不会丢失。
Ø面板上数码显示右侧嵌入的两个按键用来调整模块设置参数。
参数设置时按一下向上按钮设置参数升高，按一下向下按钮设置参数降低。
Ø注意：
在电压电流查询状态下，按调节按钮仅会显示出当前模块程序版本信息。
3.4.1.3拨码开关
拨码开关用于选择控制方式和进行模块参数设置。
其定义如图3-7所示：
自动
0
1
手动1234
广播地址识别
图3-7：
充电模块地址及手动选择六位拨码开关
Ø控制方式选择拨码
1．拨码开关最左边一位为控制方式选择拨码，用于选择模块的控制方式为自动控制还是手动控制。
拨上为自动控制方式，拨下为手动控制方式。
2．在自动控制方式下，模块的输出电压、限流点、开关机均由监控进行控制，人工无法干预。
如果模块连接到合闸母线上对电池进行充电，一般应设置为自动控制方式。
3．在手动控制方式下，模块可通过通信接口向监控传送运行参数，不接受监控控制。
并按照本机设定的输出电压、限流点、开关机等参数自动运行。
如果模块连接到控制母线上，则模块需输出单一的稳定电压，此时应将模块设置为手动状态。
Ø广播地址识别拨码
无效拨码。
暂时未使用。
Ø参数设置地址拨码
拨码开关1234，每一位拨码向上拨代表二进制数0，向下拨代表二进制数1，不同的拨码地址代表不同的设置功能。
%注意：
参数设置中可使充电模块输出电压最高到290V，因此在系统正常时请勿随意调节该参数。
由于用户选择蓄电池的节数有差异，为安全起见，充电模块出厂时已经整定在242V浮充电压上。
%注意：
同一系统中模块的通信地址设置不能相同，对于同一模块，模块通信地址及通信速率、通信协议设置的参数必须与监控中的参数设置相同，否则将出现通讯异常。
%注意：
参数设置完毕后，请将参数设置地址拨码全部拨向0位置，否则模块不在正常工作状态，此时模块与监控通讯将会中断。
3.4.2拨码位置与功能对应关系
地址拨码
1
2
3
4
功能描述
设置范围
默认值
拨码位置
0-ON
1-OFF
0
0
0
0
电压电流查询
0
0
0
1
模块地址设置
0-254
1
0
0
1
0
浮充电压设置
190-290V
242/122
0
0
1
1
均充电压设置
190-290V
252/126
0
1
0
0
控母（强充）电压设置
190-290V
220/110
0
1
0
1
上限电压（过压告警）设置
下限电压～290V
290
0
1
1
0
下限电压设置
190V～上限电压
190
0
1
1
1
充电限流设置
额定电流的10%～105%
100%
1
0
0
0
通讯速率设置
0-9600bps、1-4800bps、2-2400bps、
3-1200bps
0～3
0
1
0
0
1
通讯协议设置
0-05、1-ENPC、2-MODBUS、3-PLC
0～3
2
1
0
1
0
开关机控制
ON-开机/OFF-关机
ON
1
0
1
1
上电充电状态
FC-浮充/BC-均充
FC
1
1
0
0
母线选择控制
0-合母/1-控母（强充）
0
1
1
0
1
输出电压校准
±2.5V
1
1
1
0
测量电压校准
±10V
1
1
1
1
测量电流校准
±1.3A
表3-6：
拨码位置与功能对应关系
3.4.3电压电流查询
模块正常工作情况下，显示切换按钮用于切换LED显示面板的显示内容。
如果LED正显示输出电压，按一下该按钮则显示输出电流，再按一下该按钮则又显示电压如图3-8所示：
图3-8：
电压电流显示界面
3.4.4设置参数
参照表3-6拨码定义进入“参数设置状态”，ＬＥＤ将在设置项和设置值之间交替切换显示（如图3-9、图3-10）
Ø按表3-6拨码定义改变设置项，设置项选择范围：
S.-1～S.-9。
Ø按“▲”或“▼”键改变设置值。
Ø按“V/A”键则保存设置值，拨码拨回原位，保存数据掉电后不丢失。
参数设置项
模块地址设置：
地址编码范围：
0～254；从1开始连续编号；模块地址是监控识别模块的唯一标志，不能重复，否则会造成通讯故障；拨码位置：
0001状态下，按“▲、▼”键改变模块地址；按“V/A”键保存设置，拨码拨回原位。
（注：
如果用艾默生的监控控制模块，地址需从0开始编号）。
浮充电压设置：
最大设置范围：
190～290V；拨码位置：
0010状态下，按“▲、▼”键改变浮充电压值；浮充电压在模块设置为“合母”及“浮充”模式时，在不接监控或模块设定为“手动”的情况下，作为模块的输出电压；浮充电压只能在上限电压和下限电压之间调节；按“V/A”键保存设置，拨码拨回原位。
均充电压设置：
最大设置范围：
190～290V；拨码位置：
0011状态下，按“▲、▼”键改变均充电压值；均充电压在模块设置为“合母”及“均充”模式时，在不接监控或模块设定为“手动”的情况下，作为模块的输出电压；均充电压只能在上限电压和下限电压之间调节；按“V/A”键保存设置，拨码拨回原位。
控母（强充）电压设置：
最大设置范围：
190～290V；拨码位置：
0100状态下，按“▲、▼”键改变控母（强充）电压值；控母（强充）电压在模块选择为“控母（强充）”模式时，在不接监控或模块设定为“手动”的情况下，作为模块的输出电压；控母（强充）电压只能在上限电压和下限电压之间调节；按“V/A”键保存设置，拨码拨回原位。
上限电压设置：
设置范围：
下限电压＋1V～290V；拨码位置：
0101状态下，按“▲、▼”键改变上限电压值；上限电压值作为模块的输出电压过压报警门限。
当模块输出电压超过此设定值将会产生过压告警。
按“V/A”键保存设置，拨码拨回原位。
下限电压设置：
设置范围：
190V～上限电压－1V；拨码位置：
0110状态下，按“▲、▼”键改变下限电压值；为模块可控制的输出电压下限。
当监控发出的控制电压值低于此设定值将不会被执行。
按“V/A”键保存设置，拨码拨回原位。
输出限流点设置：
设置范围：
1.0A～11.0A连续可调；拨码位置：
0111状态下，按“▲、▼”键改变输出限流点；输出限流点限制模块的最大输出电流。
按“V/A”键保存设置，拨码拨回原位。
通讯速率设置：
设置范围：
0～3；拨码位置：
1000状态下，按“▲、▼”键改变通讯波特率设定值；对应关系为：
0－9600bps、1－4800bps、2－2400bps、3－1200bps。
按“V/A”键保存设置，拨码拨回原位。
通讯协议设置：
设置范围：
0～3；拨码位置：
1001状态下，按“▲、▼”键改变通讯协议设定值；按“V/A”键保存设置，拨码拨回原位。
含义如下：
0-05：
适用于我公司生产的JK0003-3监控。
1-ENPC：
适用于艾默生的监控及我公司生产的JK0003-3监控。
2-MODBUS：
适用于上海青辰及上海三辰的监控。
3-PLC：
适用于上海蓝星的PLC控制。
3.4.5模块控制
参照表3-6拨码定义进入“参数设置状态”，ＬＥＤ将在设置项和设置值之间交替切换显示（如图3-11、图3-12）
Ø按表3-6拨码定义改变控制项，控制项选择范围：
C.-1～C.-3。
Ø按“▲”或“▼”键改变设置值。
Ø按“V/A”键则保存设置值，拨码拨回原位，保存数据掉电后不丢失。
模块控制项
显示版本信息：
在电压电流查询状态下，调节手动调节按钮“▲、▼”仅会显示出当前模块程序版本
信息。
开关机控制：
可选项：
“ON”（开机）、“OFF”（关机）；拨码位置：
1010状态下，按“▲、▼”键改变设定值；按“V/A”键保存设定值后，拨码拨回原位。
在不接监控或模块设定为“手动”的情况下，模块将执行开关机控制指令。
均浮充转换：
可选项：
“BC”（均充）、“FC”（浮充）；拨码位置：
1011状态下，按“▲、▼”键改变设定值；按“V/A”键保存设定值后，拨码拨回原位。
模块具有均浮充转换功能（要手动转换均浮充状态）。
在不接监控或模块设定为“手动”的情况下，模块将会按照参数设置里的均、浮充电压设定值来执行均、浮充指令控制模块的输出电压。
自动/手动切换：
可选项：
“AU”（自动）、“NAU”（手动）；拨码位置：
1100状态下，按“▲、▼”键改变设定值；按“V/A”键保存设定值后，拨码拨回原位
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