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1、1 APR48-ES 检修参考手册2 目录1.APR48-ES简介 .32.原理框图 .33.检修方法.43.1Master 和 Zorg 介绍 . . 43.2 ATE 测试规格书介绍. 43.3 检修操作方法说明. 53.4 检修点说明. 54.常见问题总结 .85.检修注意事项 .93 1.APR48-ES 简介APR48-ES 整流器是新一代的通信电源，其工作效率超过96%，相比于现在绝大多数的同类产品可以减少至少50%的能源浪费。 APR48-ES 输出功率为2KW ，该整流器采用先进的数字信号处理芯片进行控制，其峰值效率超过96%，在很宽的负载范围内（2KW 的30%-100% ）
2、其工作效率可以超过95%. 高效率的同时APR48-ES 还有高密度的特点，其功率密度可以达到22.06W/inch3. APR48-ES 和 EATON 已有的 3G 系统完全兼容，并且支持热插拔，在很宽的AC 输入和温度范围内，也可以很好地稳定工作。2.原理框图图1 APR48-ES功能框图APR48-ES 采用两级拓扑结构实现把AC 交流变成 DC 直流输出，第一级是PFC 电路，主要目的是进行功率因数校正，并提供一个420V DC BUS 电压。 第二级是DC-DC 变换器，这个 DC-DC 变换器的架构是LLC 加同步整流， 首先通过LLC 把 420V DC BUS 电压变成高频
3、AC 信号，然后通过同步整流输出48V 直流电压，通过改变LLC 频率可以实现对整流器输出功率和输出电压的控制。无桥 PFC 架构在 APR48-ES 中由一个升压电感，两个MOSFET ，两个快恢复二极管和两个慢恢复二极管构成，其开关频率为70KHz，相比传统PFC 架构的优点是高效率和高密度。无桥PFC 进一步介绍请参考文档PFC 基础知识。Internal Comms AC Input DC Output PFC Microcontroller Booster (PFC) DC Filter Aux SMPS 420V LLC Converter Synchronous Rectifie
4、r EMI Filter DCDC Microcontroller External Comms PFC 基础知识4 LLC 谐振转换器由谐振电容，谐振电感和励磁电感构成，原边可以实现ZVS，副边可以实现ZCS, 从而减少了开关损耗，提高了效率。 LLC 知识进一步介绍请参考文档LLC谐振变换器介绍 。APR48-ES 由主板、一次控制板、二次控制板和同步整流板组成，一次控制板主要是对 PFC 升压电路进行控制，二次板主要是对LLC 和同步整流电路进行控制，两个控制板之间通过SPI 接口进行数据通信， 同时二次侧控制板通过RS485 接口和外界控制器进行通信。辅助电源模块给一次控制板和二次控制
5、板提供供电，在机子启动中，由电源芯片VIPER17HN （ U3）把 BUS 电压转换成 +12V 电压，然后一次控制板和二次控制板分别通过各自的电源转换电路得到+3.3V 和+1.8V 电压。待机子 +48V 输出稳定工作后，二次侧从+48V 输出电压得到 +12V 电压。3.检修方法3.1 Master 和 Zorg介绍Master 和 Zorg 这两个软件通过RS485 接口和机器进行通信，可以通过 Master 和 Zorg读取机器运行中的各种状态值，同时还可以对机器进行参数校正。检修中使用Master 和Zorg 分析读取的各种状态值可以较快找出问题原因，善于应用Master 和 Z
6、org 对问题的查找和分析十分有利。具体的使用方法请参考文档Master 和 Zorg 使用说明。3.2 ATE 测试规格书介绍检修中要善于应用APR48-ES 的 ATE 测试规格书，针对在ATE 出现的问题在规格书中找出相应的测试流程，再结合以往同类问题出现的原因，查找问题原因。ATE 测试规格详细内容请参考文档ATE 测试规格书。Master和Zorg使用 说明ATE 测试规格书LLC 谐振变换器介绍5 3.3 检修操作方法说明APR48-ES 的检修通过外接一个DC Power Supply 先给辅助电源供电， 先检查机子的辅助电源、一次板和二次板的电源模块是否正常，同时通过Zorg
7、读取相关的值可以判断一次板和二次板是否正常工作。然后缓慢加AC 电压， 先让 PFC 升压电路工作， 以判断 PFC升压电路是否工作正常，继续加AC 电压，使DC-DC 电路工作，以判断DC-DC 电路。这种检修方法可以分模块对机子问题进行查找和分析。检修操作的具体方法请参考文档APR48-ES 检修操作方法 。3.4 检修点说明检修中为了更快的找到问题，注意以下几个检修点：1)Relay 是否切换。Relay 切换这个控制命令由一次侧控制板根据输入电压、BUS 电压、 温度等进行判断。如果有，说明一次侧控制板有工作，若没有，说明一次侧控制板没有发出 Relay 切换信号，需要检查BUS 电压
8、、温度采集信号等，如果无BUS 电压，需要检查Fuse F1和 F2 是否正常。 BUS 电压如果OK，下一步可以检查辅助电源模块和一次侧控制板+3.3V 和 1.8V 是否正常。2)BUS 电压。在启动过程中，BUS 电压首先由D4，D5 和 D6 构成的整流桥充电，待充到一定值后，一次侧控制板会发出Relay 切换信号，然后PFC 电路开始工作，继续给 BUS 电容充电把BUS 电压稳定在420V。 机子开机后如果420V BUS 电压稳定，可以初步判断PFC 电路部分OK，进而继续查找DC-DC 部分。3)辅助电源检查。辅助电源检查包括Aux Power Supply VIPER17HN
9、芯片电路提供的+12V 电源，一次侧和二次侧控制板+3.3V和 +1.8V 。一次侧控制板+12V 由Aux Power Supply 提供， 二次侧控制板 +12V 在机子启动过程中由Aux Power Supply 提供，待机子输出稳定后由二次侧控制板MAX5035 构成的BUCK 电路提供。 +1.8V是 DSP 的核心供电电压，+3.3V 同时给 DSP 和其它一些芯片供电。对辅助电源的检查可以迅速排除是否是电源供电导致机子的问题。APR48-ES 检修操作 方法6 4)通信检查。APR48-ES 通信分内部通信和外部通信，内部通信是指一次控制板和二次控制板之间的通信，采用 SPI 通
10、信接口， 主要是把一次控制板采集的一些数据，如AC 输入电压和频率，输入电流，BUS 电压，温度等信号传给二次侧控制板，同时二次侧控制板也会把一些控制命令发给一次侧控制板。外部通信通过RS485 接口，可以通过Master 和 Zorg 对机器的状态进行读取，也可以进行参数修正。5)PFC, LLC 和同步整流MOSFET 的检查。测量 PFC, LLC 和同步整流MOSFET 的 RGS, 标准值是4.7Kohm，如果测的值不是此标准值， 先重点检查对应的主MOSFET 和驱动 MOSFET 是否正常， 如果正常，则需进一步检查其周围电路。6)PFC 驱动控制信号。PFC 采用定频调宽方法，
11、即工作时频率不变，调整占空比，APR48-ES 中 PFC开关频率为70KHz，根据 AC 输入和负载的变化调整占空比的大小。7)LLC 驱动控制信号（参考图2） 。LLC 采用调频的方法，通过改变LLC 频率可以实现对整流器输出功率和电压的控制。图2 是机子在满载54.5V 输出的情况下LLC 的工作状态，其工作频率为 201KHz，处于完全谐振状态，GSV的驱动高电平在12V 左右，如果此驱动信号电平过低或者有尖峰毛刺脉冲，可能导致输出不稳定，也可能LLC 主MOSFET 的损坏，检修中可以参考此信号进行分析。8)同步整流控制信号（参考图3） 。同步整流控制信号和LLC 驱动控制信号频率一
12、致，目的是把LLC 逆变得到的高频交流信号整流成直流电压输出，在输出电流小于6A 时，同步整流驱动信号不使能，通过主MOSFET 的体内二极管（Body Diode）进行整流，当输出电流大于6A 时，同步整流驱动信号使能，当驱动信号电平GSV不够时，会导致机子的效率变低，在ATE 测试中导致Power performance test fail. 7 CH1: 4LIYellow 1V/div; CH2:DSVGreen 100V/div; CH4:GSVCyan 5V/div; 图2 LLC MOSFET Q10 满载波形(f=fs=201KHz) CH1:DSV(Q701) Yellow
13、20V/div; CH2:GSV(Q701) Green 3V/div; CH3:DSV(Q704) Pink 25V/div ; CH4:GSV(Q704) Cyan 3V/div;图 3 满载情况下同步整流主MOSFET 波形8 4.常见问题总结1)RU AC start up fail AC start up fail 是检修中出现频率很高的一个问题，fail 的原因很多， 以往出现的问题可以分成两大类，一是生产流程的问题，一是物料不良的问题。对于之前生产流程出现的问题，一般有元器件管脚漏锡、连锡，元器件管脚没有摆正，DSP 烧录不良，接头没有插好等问题，在量产阶段，这方面问题出现的几率会比较大，值得注意。对于物料不良的问题，之前出现过如PFC C
