APR48-ES检修手册

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1、-APR48-ES检修参考手册目录1.APR48-ES简介32.原理框图33.检修方法43.1Master和Zorg介绍.43.2ATE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91. 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%，在很宽的负载围（2KW的30%-100%）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

2、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输入和温度围，也可以很好地稳定工作。2. 原理框图Internal msAC InputDC OutputPFC MicrocontrollerBooster(PFC)DC FilterAu* SMPS420VLLC ConverterSynchronous RectifierEMI FilterDCDC MicrocontrollerE*ternal ms图1APR48-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

3、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。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,

4、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

5、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Zorg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

6、容请参考文档ATE测试规格书。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。Rela

7、y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、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

8、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Au* Power Supply VIPER17HN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Au* Power Supply提供，二次侧控制板+12V在机子启动过程中由Au* Power Supply提供，待机子输出稳定后由二次侧控制板MA*5035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。4) 通信检查。APR48-ES通信分部通信和外部通

9、信，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。

10、PFC采用定频调宽方法，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，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致，目的是把

11、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，当驱动信号电平不够时，会导致机子的效率变低，在ATE测试中导致Power performance test fail. CH1: Yellow 1V/div; CH2:Green100V/div; CH4:Cyan 5V/div; 图2 LLC MOSFET Q10 满载波形 (f=fs=201KHz)CH1:(Q701) Yellow 20V/div; CH2:(Q701) Green 3V/d

12、iv;CH3:(Q704) Pink 25V/div ; CH4:(Q704) Cyan 3V/div; 图3满载情况下同步整流主MOSFET波形4. 常见问题总结1) RU AC start up failAC 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 CT不良，LLC谐振电感不良等问题

13、。检修中先检查420V BUS电压是否正常，如果正常，可以确认PFC电路部分OK，进而继续查找DC-DC电路部分。实例分析：上电后，灯不亮，灯不亮说明辅助电源没有正常工作，检查BUS电压，BUS电压OK（此时BUS电压通过整流桥充起），检查辅助电源芯片VIPER17HN，发现8脚无电压，8脚和BUS之间有一个Fuse F3，检查F3，发现F3损坏，更换后机子OK.2) FT AC start up fail上电后，Relay没有切，通信连接OK，从Zorg中观察二次侧控制板数值OK，一次侧控制板数值不正常，结合Relay没有切的现象（Relay切换信号由一次侧控制板发出），初步判断一次侧控制板

14、出了问题，检查一次侧控制板电源情况，3.3V OK，1.8V不正常，继续查找发现1.8V和0V短路，因为1.8V在一次侧控制板上只给DSP供电，加上Relay切换信号没有发出，从Zorg中读取一次侧控制板数值不正常，且上电后DSP会发热，可以基本判断DSP有问题，做好相应记录后，更换DSP后机子工作正常。3) RU Power performance test fail检查同步整流板主MOSFET Q704的RGS, 标准值是4.7Kohm， 实测为2.7Kohm，取下Q704的驱动MOSFET Q705，测的值为4.7Kohm，初步判断是驱动MOSFET Q705不良，对不良品隔离并做好问题

15、记录，更换新的驱动MOSFET，重测Power performance test通过。4) RU DC/DC over current test failDC/DC over current test是用来测试LLC过流保护的功能.首先由DSP通过LLC CT Test端口发出一个over current test的触发信号，然后加大负载电流，如果机子在负载电流为12A到25A之间shutdown，测试pass,不然fail. 之前出现的问题有LLC CT的在二次板控制板接头P621的两个管脚连锡（CT无法检测LLC电流），LLC CT的绕线断开（CT无法检测LLC电流），电容C756短路（偏

16、置电平过高导致过流触发过早）等问题。5) RU Short Circuit Test FailShort Circuit Test是在短路的情况下测试短路电流的大小，要求短路电流在（42A , 50A）之间，测的值为41.8A。由LLC原理分析，短路时LLC的漏感不参与谐振，短路电流大小直接由谐振电感感值决定，更换谐振电感后Short Circuit Test通过，对拆下的电感测得其感值为39.4uH，超过了其规格的最大值。注：以往问题的总结只能做一个参考，在检修中还要具体问题具体分析，检修中出现的问题要做好记录备案，以便相关人员进行分析。5. 检修注意事项1) 检修中做好静电防护。2) 检修中轻拿轻放。3) 对因生产制程和来料不良出现的问题，如元器件管脚漏锡、连锡，元器件管脚没有摆正，接头没有插好，磁性器件引线裸露或断掉等问题要拍照做好记录，并保存好不良品，反应给RD和相关人员。4) 检修问题和检修解决方法要做好记录备份，以便针对出现的问题提供相应的解决对策，杜绝下次类似问题的出现，进一步提高产品的优良率。5) 检修完成后用洗板水清洗干净，对需要点胶的地方重新点胶。. z.