APR48-ES檢修參考手冊

1、APR48-ES檢修參考手冊APR48-ES檢修參考手冊目錄t.APR48-ES簡介32原理框圖31檢修方法43.1 Master和Zorg介紹43.2 ATE測試規(guī)格書介紹43.3 檢修操作方法說明53.4 檢修點說明5生常見問題總結(jié)8&檢修注意事項91.APR48-ES簡介APR48-ES整流器是新代的通信電源，其工作效率超過96%,相比于現(xiàn)在絕大多數(shù)的同類產(chǎn)品可以減少至少50%的能源浪費。APR48-ES輸出功率為2KW,該整流器采用先進的數(shù)字信號處理芯片進行控制，其峰值效率超過96%,在很寬的負載范圍內(nèi)（2KW的30%-100%）其工作效率可以超過95%.高效率的同時APR48

2、-ES還有高密度的特點，其功率密度可以達到2206W/inch3.APR48-ES和EATON已有的3G系統(tǒng)完全兼容，并且支持熱插拔，在很寬的AC輸入和溫度范圍內(nèi)，也可以很好地穩(wěn)定工作。2.原理框圖圖1APR48.ES功能框圖APR48-ES采用兩級拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)把AC交流變成DC直流輸出，第一級是PFC電路，主要目的是進行功率因數(shù)校正，并提供一個420VDCBUS電壓。第二級是DC-DC變換器,這個DC-DC變換器的架構(gòu)是LLC加同步整流，首先通過LLC把420VDCBUS電壓變成高頻AC信號，然后通過同步整流輸出48V直流電壓，通過改變LLC頻率可以實現(xiàn)對整流器輸出功率和輸出電壓的控制。無橋

3、PFC架構(gòu)在APR48-ES中由一個升壓電感，兩個MOSFET,兩個快恢復(fù)二極管和兩個慢恢復(fù)二極管構(gòu)成，其開關(guān)頻率為70KHz,相比傳統(tǒng)PFC架構(gòu)的優(yōu)點是高效率和高密度。無橋PFC進一步介紹請參考文檔'PFC基礎(chǔ)知PFC基礎(chǔ)知識LLC諧振轉(zhuǎn)換器由諧振電容,諧振電感和勵磁電感構(gòu)成,原邊可以實現(xiàn)ZVS,副邊可以實現(xiàn)ZCS,從而減少了開關(guān)損耗，提高了效率。LLC知識進一步介紹請參考文檔1LC諧振變換器介紹"LLC諧振變換器介紹APR48-ES由主板、一次控制板、二次控制板和同步整流板組成，一次控制板主要是對PFC升壓電路進行控制，二次板主要是對LLC和同步整流電路進行控制，兩個控制

4、板之間通過SPI接口進行數(shù)據(jù)通信，同時二次側(cè)控制板通過RS485接口和外界控制器進行通信。輔助電源模塊給一次控制板和二次控制板提供供電，在機子啟動中，由電源芯片VIPER17HN(U3)把BUS電壓轉(zhuǎn)換成+12V電壓，然后一次控制板和二次控制板分別通過各自的電源轉(zhuǎn)換電路得到+33V和+L8V電壓。待機子+48V輸出穩(wěn)定工作后，二次側(cè)從+48V輸出電壓得到+12V電壓。i.檢修方法3.1 Master和Zorg介紹Master和Zorg這兩個軟件通過RS485接口和機器進行通信，可以通過Master和Zorg讀取機器運行中的各種狀態(tài)值，同時還可以對機器進行參數(shù)校正。檢修中使用Master和Zor

5、g分析讀取的各種狀態(tài)值可以較快找出問題原囪，善于應(yīng)用Master和Zorg對問題的杳找和分析十分有利。具體的使用方法請參考文檔rMaster和Zorg使用說明'。雪Master和Zorg使用說明3.2 ATE測試規(guī)格書介紹檢修中要善于應(yīng)用APR48-ES的ATE測試規(guī)格書，針對在ATE出現(xiàn)的問題在規(guī)格書中找出相應(yīng)的測試流程，再結(jié)合以往同類問題出現(xiàn)的原因，查找問題原因。ATE測試規(guī)格詳細內(nèi)容請參考文檔'ATE測試規(guī)格書二雪ATE測試規(guī)格書檢修操作方法說明APR48-ES的檢修通過外接一個DCPowerSupply先給輔助電源供電，先檢查機子的輔助電源、一次板和二次板的電源模塊是否

6、正常，同時通過Zorg讀取相關(guān)的值可以判斷一次板和二次板是否正常工作。然后緩慢加AC電壓,先讓PFC升壓電路工作，以判斷PFC升壓電路是否工作正常，繼續(xù)加AC電壓，使DCDC電路工作，以判斷DCDC電路。這種檢修方法可以分模塊對機子問題進行查找和分析。檢修操作的具體方法請參考文檔'APR48-ES檢修操作方法'oAPR48-ES檢修操作方法3.4檢修點說明檢修中為了更快的找到問題，注意以下幾個檢修點：1) Relay是否切換。Relay切換這個控制命令由一次側(cè)控制板根據(jù)輸入電壓、BUS電壓、溫度等進行判斷。如果有，說明一次側(cè)控制板有工作，若沒有，說明一次側(cè)控制板沒有發(fā)出Rela

7、y切換信號，需要檢查BUS電壓、溫度采集信號等，如果無BUS電壓，需要檢查FuseFl和F2是否正常。BUS電壓如果OK,下一步可以檢查輔助電源模塊和一次側(cè)控制板+3.3V和L8V是否正常。2)BUS電壓。在啟動過程中，BUS電壓首先由D4,D5和D6構(gòu)成的整流橋充電，待充到一定值后，一次側(cè)控制板會發(fā)出Relay切換信號,然后PFC電路開始工作，繼續(xù)給BUS電容充電把BUS電壓穩(wěn)定在420Vo機子開機后如果420VBUS電壓穩(wěn)定，可以初步判斷PFC電路部分OK,進而繼續(xù)查找DC-DC部分。3）輔助電源檢查。輔助電源檢查包括Aux Power SupplyVIPER17HN芯片電路提供的+12V

8、電源，一次側(cè)和二次側(cè)控制板+3.3V和+L8V。一次側(cè)控制板+12V由AuxPowerSupply提供，二次側(cè)控制板+12V在機子啟動過程中由AuxPowerSupply提供,待機子輸出穩(wěn)定后由二次側(cè)控制板MAX5035構(gòu)成的BUCK電路提供。+1.8V是DSP的核心供電電壓,+3.3V同時給DSP和其它一些芯片供電。對輔助電源的檢查可以迅速排除是否是電源供電導(dǎo)致機子的問題。4）通信檢查。APR48-ES通信分內(nèi)部通信和外部通信,內(nèi)部通信是指一次控制板和二次控制板之間的通信，采用SPI通信接口，主要是把一次控制板采集的一些數(shù)據(jù)，如AC輸入電壓和頻率，輸入電流，BUS電壓,溫度等信號傳給二次側(cè)控

9、制板，同時二次側(cè)控制板也會把一些控制命令發(fā)給一次側(cè)控制板。外部通信通過RS485接口,可以通過Master和Zorg對機器的狀態(tài)進行讀取，也可以進行參數(shù)修正。5）PFC,LLC和同步整流MOSFET的檢查。測量PFC,LLC和同步整流MOSFET的Rgs,標(biāo)準(zhǔn)值是4.7Kohm,如果測的值不是此標(biāo)準(zhǔn)值，先重點檢查對應(yīng)的主MOSFET和驅(qū)動MOSFET是否正常,如果正常，則需進一步檢查其周圍電路。6）PFC驅(qū)動控制信號。PFC采用定頻調(diào)寬方法，即工作時頻率不變，調(diào)整占空比，APR48ES中PFC開關(guān)頻率為70KHz,根據(jù)AC輸入和負載的變化調(diào)整占空比的大小。7） LLC驅(qū)動控制信號（參考圖2）o

10、LLC采用調(diào)頻的方法，通過改變LLC頻率可以實現(xiàn)對整流器輸出功率和電壓的控制。圖2是機子在滿載54.5V輸出的情況下LLC的工作狀態(tài)，其工作頻率為201KHZ,處于完全諧振狀態(tài)，的驅(qū)動高電平在12V左右，如果此驅(qū)動信號電平過低或者有尖峰毛刺脈沖，可能導(dǎo)致輸出不穩(wěn)定，也可能LLC主MOSFET的損壞，檢修中可以參考此信號進行分析。8）同步整流控制信號（參考圖3）。同步整流控制信號和LLC驅(qū)動控制信號頻率一致，目的是把LLC逆變得到的高頻交流信號整流成直流電壓輸出,在輸出電流小于6A時，同步整流驅(qū)動信號不使能，通過主MOSFET的體內(nèi)二極管（BodyDiode）進行整流，當(dāng)輸出電流大于6A時，同步

11、整流驅(qū)動信號使能，當(dāng)驅(qū)動信號電平不夠時,會導(dǎo)致機子的效率變低，在ATE測試中導(dǎo)致PowerperformancetestfaiLXilO/OI/12 16)X0?1Ufi/(iv麗bO：To%lir A I I的1 " -4.6(HvL I MiM1.7 d 5.(XkWCHI:jIV/div;CH2：vDSGreenlOOV/div;CH4：vgsCyan5V/div;圖2LLCMOSFETQ10滿載波形(f=fs=201KHz)CH3:VDS(Q704)Pink25V7div;CH4:VGS(Q704)Qan3V/div;滿載情況下同步整流主MOSFET波形2.常見問題總結(jié)1）

12、RUACstartupfailACstartupfail是檢修中出現(xiàn)頻率很高的一個問題，fail的原因很多，以往出現(xiàn)的問題可以分成兩大類，一是生產(chǎn)流程的問題，一是物料不良的問題。對于之前生產(chǎn)流程出現(xiàn)的問題,一般有元器件管腳漏錫、連錫，元器件管腳沒有擺正，DSP燒錄不良，接頭沒有插好等問題,在量產(chǎn)階段，這方面問題出現(xiàn)的幾率會比較大,值得注意。對于物料不良的問題，之前出現(xiàn)過如PFCCT不良，LLC諧振電感不良等問題。檢修中先檢查420VBUS電壓是否正常，如果正常，可以確認(rèn)PFC電路部分OK,進而繼續(xù)查找DC-DC電路部分。實例分析：上電后，燈不亮，燈不亮說明輔助電源沒有正常工作，檢查BUS電壓，

13、BUS電壓OK（此時BUS電壓通過整流橋充起）,檢查輔助電源芯片VIPER17HN,發(fā)現(xiàn)8腳無電壓，8腳和BUS之間有一個FuseF3,檢查F3,發(fā)現(xiàn)F3損壞，更換后機子OK.2） FTACstartupfail上電后，Relay沒有切，通信連接OK,從Zorg中觀察二次側(cè)控制板數(shù)值OK,一次側(cè)控制板數(shù)值不正常，結(jié)合Relay沒有切的現(xiàn)象（Relay切換信號由一次側(cè)控制板發(fā)出），初步判斷一次側(cè)控制板出了問題，檢查一次側(cè)控制板電源情況，3.3VOK,L8V不正常，繼續(xù)查找發(fā)現(xiàn)L8V和0V短路，因為1.8V在一次側(cè)控制板上只給DSP供電，加上Relay切換信號沒有發(fā)出，從Zorg中讀取一次側(cè)控制板

14、數(shù)值不正常，且上電后DSP會發(fā)熱，可以基本判斷DSP有問題，做好相應(yīng)記錄后，更換DSP后機子工作正常。3） RUPowerperformancetestfail檢查同步整流板主MOSFETQ704的Rgs,標(biāo)準(zhǔn)值是4.7Kohm,實測為2.7Kohm,取下Q704的驅(qū)動MOSFETQ705,測的值為4.7Kohm,初步判斷是驅(qū)動MOSFETQ705不良，對不良品隔離并做好問題記錄，更換新的驅(qū)動MOSFET,重測Powerperformancetest逋過。4） RUDC/DCovercurrenttestfailDC/DCovercurrenttest是用來測試LLC過流保護的功能.首先由DS

15、P通過LLCCTTest端口發(fā)出一個overcurrenttest的觸發(fā)信號，然后加大負載電流，如果機子在負載電流為12A到25A之間shutdown,測試pass,不然fail.之前出現(xiàn)的問題有LLCCT的在二次板控制板接頭P621的兩個管腳連錫（CT無法檢測LLC電流）,LLCCT的繞線斷開（CT無法檢測LLC電流），電容C756短路（偏置電平過高導(dǎo)致過流觸發(fā)過早）等問題。5） RUShortCircuitTestFailShortCircuitTest是在短路的情況下測試短路電流的大小，要求短路電流在（42A,50A）之間，測的值為4L8A。由LLC原理分析，短路時LLC的漏感不參與諧振，短路電流大小直接由諧振電感感值決定，更換諧振電感后ShortCircuitTest通過，對拆下的電感測得其感值為39.4uH,超過了其規(guī)格的最大值。注：以往問題的總結(jié)只能做一個參考，在檢修中還要具體問題具體