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EC4820/M直流變換模塊用戶手冊
編輯：本站原創(chuàng) 發(fā)布日期：2021-01-31
EC4820/M直流變換模塊
一、直流變換模塊簡介
EC4820/M 直流變換模塊是根據(jù)電力用交、直流一體化電源標(biāo)準(zhǔn)特別設(shè)計(jì)，保證在系統(tǒng) DC/DC 饋線任一路短路時(shí)，內(nèi)部設(shè)計(jì)能提供補(bǔ)充短路電流保證饋線開關(guān)跳閘隔離故障，避免因一路饋線短路造成所有負(fù)荷停電問題。采用智能風(fēng)冷散熱方式，功率密度高，占用空間少，帶有熱插拔和電池反接保護(hù)功能，組屏方便。
型號(hào)說明
圖1 直流變換模塊型號(hào)說明
產(chǎn)品系列
產(chǎn)品系列見下表。
表1 產(chǎn)品系列及訂貨信息
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名稱
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型號(hào)
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編碼
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單位
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定購指南
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備注
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直流變換模塊
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EC4820/M
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02130836
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PCS
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根據(jù)系統(tǒng)要求配置個(gè)數(shù)
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智能風(fēng)冷設(shè)計(jì)，含輸入輸出插座（附件）
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二、工作原理概述
直流變換模塊原理框圖如下圖所示，主功率部分由兩級(jí) DC/DC 變換組成，在兩功率部分之外還有輸入 EMI 濾波器、輔助電源以及輸入輸出檢測保護(hù)電路。
前級(jí) DC/DC 變換對輸入電壓進(jìn)行升壓至預(yù)設(shè)定電壓，以滿足寬輸入電壓范圍的要求。后級(jí)的 DC/DC 電路用以實(shí)現(xiàn)將前級(jí)輸出母線電壓轉(zhuǎn)換成電力操作電源要求的穩(wěn)定的直流電壓輸出。
輔助電源利用前級(jí) DC/DC 變換的直流母線輸出，產(chǎn)生控制電路所需的各路電源。
輸入檢測電路實(shí)現(xiàn)輸入過欠壓檢測。DC/DC 的檢測保護(hù)電路包括輸出電壓電流的檢測，散熱器溫度的檢測等，所有這些信號(hào)用以 DC/DC 的控制和保護(hù)。
圖2 直流變換模塊工作原理框圖
結(jié)構(gòu)及接口
1.直流變換模塊外觀
EC4820/M 直流變換模塊外觀如下圖所示。
圖3 直流變換模塊外觀
2.前面板
直流變換模塊前面板如下圖所示。
圖4 直流變換模塊前面板
直流變換模塊面板上有3個(gè)指示燈，分別為電源指示燈（綠色）、保護(hù)指示燈（黃色）和故障指示燈（紅色），見下表。
表2 直流變換模塊面板指示燈說明
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指示燈
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指示標(biāo)識(shí)
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狀態(tài)
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指示含義
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 （綠色） |
電源指示燈
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亮
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有直流輸入電源
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滅
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無直流輸入電源
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 （黃色） |
保護(hù)指示燈
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亮
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直流輸入過/欠壓， 模塊過溫，
模塊不均流
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滅
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無告警或保護(hù)發(fā)生
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閃爍
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模塊與主監(jiān)控模塊通訊中斷
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 （紅色） |
故障指示燈
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亮
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輸出過壓， 地址重復(fù)，
模塊嚴(yán)重不均流*
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滅
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無故障發(fā)生
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閃爍
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模塊風(fēng)扇故障
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備注*：系統(tǒng)上模塊的平均電流＞6A 而模塊的電流小于 1A 時(shí)，判斷為嚴(yán)重不均流故障
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3.后面板
直流變換模塊的后面板有直流輸入插座和直流輸出插座，如下圖所示。
圖5 模塊后面板
直流變換模塊的輸入、輸出插座采用熱插拔技術(shù)，安裝維護(hù)極為方便。直流輸入插座/直流輸出插座管腳功能詳細(xì)說明如下。
表3直流輸入插座管腳功能
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管腳號(hào)
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管腳功能
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1
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接直流輸入正端
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2
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接直流輸入負(fù)端
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3
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接保護(hù)地
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表4直流輸出插座管腳功能
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管腳號(hào)
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管腳功能
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管腳號(hào)
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管腳功能
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1
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輸出正
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4
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CAN-
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2
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空
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5
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CAN+
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3
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熱插拔
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6
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輸出負(fù)
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注意
直流變換模塊采用 CAN 通訊，并通過 CAN 實(shí)現(xiàn)直流變換模塊之間的均流，由于主監(jiān)控模塊能夠?qū)Σ煌吞?hào)的模塊進(jìn)行區(qū)分，并且不同型號(hào)的模塊間不進(jìn)行均流，只在同型號(hào)模塊間進(jìn)行均流，因此，在一體化系統(tǒng)中設(shè)計(jì)中，該直流變換模塊可以與整流模塊通過 CAN 總線接在一起。
主要功能
1.保護(hù)功能
直流變換模塊具有以下保護(hù)功能：輸入過/欠壓保護(hù)、輸出過壓保護(hù)、短路保護(hù)、過溫保護(hù)和風(fēng)扇故障告警。具體告警保護(hù)特性見下表。
表5 直流變換模塊告警及保護(hù)特性
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項(xiàng)目
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EC4820/M
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備注
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輸入過壓保護(hù)點(diǎn)
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＞320Vdc, 恢復(fù)回差＞10Vdc
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保護(hù)后無輸出
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輸入欠壓保護(hù)點(diǎn)
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＜85Vdc, 恢復(fù)回差＞10Vdc
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保護(hù)后無輸出
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輸出過壓保護(hù)點(diǎn)
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硬件
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58.5～60Vdc
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保護(hù)后無輸出，需手動(dòng)恢復(fù)
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軟件
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通過監(jiān)控單元可設(shè)范圍 56～59Vdc，50mS 延時(shí)保護(hù)
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二次過壓鎖死模式*
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輸出短路
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輸出自動(dòng)限流至 160%額定限流點(diǎn)
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故障排除后可自恢復(fù)
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過溫保護(hù)
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檢測溫度達(dá)到預(yù)設(shè)置自動(dòng)保護(hù)
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保護(hù)后無輸出，可自恢復(fù)
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風(fēng)扇故障告警
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風(fēng)扇出現(xiàn)故障或者堵轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)告警
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告警時(shí)無輸出，堵轉(zhuǎn)故障排除后可自恢復(fù)
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風(fēng)扇溫度控制
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采用溫度和電流聯(lián)合控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的方式
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備注*：
二次過壓鎖死模式：
軟件保護(hù)后，直流變換模塊無輸出。5 秒鐘以內(nèi)，直流變換模塊將自動(dòng)重新啟動(dòng)，如果在 5 分鐘內(nèi)過壓再次發(fā)生，直流變換模塊將再次停止輸出，直到手動(dòng)恢復(fù)。如果直流變換模塊輸出電流小于額定電流的 10%，則軟件過壓保護(hù)功能將不起作用
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2.通信功能
直流變換模塊可以通過 CAN 總線方式與監(jiān)控單元通信。將直流變換模塊輸出電壓和電流、直流變換模塊保護(hù)和告警信息發(fā)送給監(jiān)控單元，接受并執(zhí)行監(jiān)控單元下發(fā)的控制命令，見下表。
表6 直流變換模塊通信功能
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序號(hào)
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項(xiàng)目
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指標(biāo)
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1
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遙信
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將直流變換模塊的保護(hù)信號(hào)（直流輸入過、欠壓，輸出過壓，模塊過溫等信號(hào)）和故障信號(hào)傳遞給監(jiān)控單元
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2
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遙測
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測量直流變換模塊的輸出電壓、電流，上報(bào)監(jiān)控單元
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3
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遙控
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根據(jù)監(jiān)控單元的命令，控制直流變換模塊的開/關(guān)機(jī)
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4
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遙調(diào)
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根據(jù)監(jiān)控單元的命令，調(diào)節(jié)直流變換模塊的輸出電壓
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根據(jù)監(jiān)控單元的命令，在 10%～100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)直流變換模塊的輸出電流限流點(diǎn)
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性能參數(shù)
1.環(huán)境要求
環(huán)境要求見下表。
表7 EC4820/M 直流變換模塊環(huán)境要求
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項(xiàng)目
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指標(biāo)
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工作溫度
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-5℃～45℃滿性能，-40℃可以正常起機(jī)，+45℃到 70℃功率降額
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儲(chǔ)存溫度
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-40℃～70℃
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相對濕度
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5%～95%
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大氣壓力
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80 kPa～106kPa
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冷卻方式
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智能風(fēng)冷
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EC4820/M 直流模塊溫度限功率曲線圖
注*：當(dāng)模塊的應(yīng)用海拔高度超過 2000m需降額使用，降低工作環(huán)境溫度 1℃/100m。降額使用的計(jì)算方法事例如下： 假設(shè)模塊的工作海拔高度為 3000m。則需要降低工作環(huán)境溫度為（3000m-2000m）*（1℃/100m）=10℃，進(jìn)行工作環(huán)境溫度計(jì)算后的模塊輸出功率對環(huán)境溫度的變化曲線如下所示，亦即，當(dāng)模塊工作在 3000m的海拔高度時(shí)，能夠滿載輸出的最高環(huán)境溫度為 35℃，當(dāng)工作環(huán)境溫度超過 35℃，則模塊會(huì)自動(dòng)按照限功率曲線對輸出功率進(jìn)行限額輸出。
2.輸入特性
輸入特性見下表。
表8 EC4820/M 直流變換模塊輸入特性
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項(xiàng)目
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指標(biāo)
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輸入電壓
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88Vdc～320Vdc，（88Vdc～176Vdc 輸出限功率）*
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輸入電流
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≤10A
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效率
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≥90%
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注*：輸入電壓限功率曲線如下圖所示。
圖8 輸出功率 VS 輸入電壓曲線圖
3.輸出特性
輸出特性見下表。
表9 直流變換模塊輸出特性
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項(xiàng)目
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EC4820/M
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輸出電壓范圍
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42Vdc～58V
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額定輸出電流
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20A
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最大輸出電流
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33A（48V）
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電壓上升時(shí)間
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3～8 秒（軟啟動(dòng)時(shí)間）
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輸出恒流范圍
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10%～165%
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電話衡重雜音
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≤2mV
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峰峰值電壓：
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≤100mV（0Hz～20MHz）
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穩(wěn)壓精度
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≤±0.5%
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動(dòng)態(tài)響應(yīng)
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動(dòng)態(tài)電壓瞬變范圍≤±5%，瞬變響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間≤200us
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浪涌電流
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＜150%
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溫度系數(shù)（1/℃）
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≤0.2‰
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均流不平衡度
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≤±5％（10％～100％額定負(fù)載）
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4.噪聲：＜55dB
5.絕緣電阻與絕緣強(qiáng)度
1）絕緣電阻
輸入端、輸出端對外殼之間以及輸入對輸出之間的絕緣電阻＞2MΩ（試驗(yàn)電壓500Vdc）。 2）絕緣強(qiáng)度
加強(qiáng)絕緣：輸入端、輸出端、CAN 通訊端短接后，在輸入與輸出端/CAN 通訊端施加 4242V 直流電壓（或者 3000V 交流電壓）1 分鐘，無擊穿或飛弧現(xiàn)象。
基本絕緣：輸入端短接后，在輸入端與外殼之間施加 2121V 直流電壓（或者 1500V 交流電壓）1 分鐘，無擊穿或飛弧現(xiàn)象。
6.安規(guī)及 EMC的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)
符合 CE（EN 60950-1）安全標(biāo)準(zhǔn)，EMC 滿足以下相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
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地區(qū)
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標(biāo)準(zhǔn)
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中國
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GB9254-1998
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GB/T17625.1-1998
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GB/T17625.2-1999
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GB/T17618-1998
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歐盟
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EN61000-6-2: 2005
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EN61000-6-4: 2007
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表10 EC4820/M 直流變換模塊符合的 EMC 標(biāo)準(zhǔn)
7．MTBF：＞250,000 小時(shí)
