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EC4820/M直流变换模块用户手册
编辑：本站原创 发布日期：2021-01-31
EC4820/M直流变换模块
一、直流变换模块简介
EC4820/M 直流变换模块是根据电力用交、直流一体化电源标准特别设计，保证在系统 DC/DC 馈线任一路短路时，内部设计能提供补充短路电流保证馈线开关跳闸隔离故障，避免因一路馈线短路造成所有负荷停电问题。采用智能风冷散热方式，功率密度高，占用空间少，带有热插拔和电池反接保护功能，组屏方便。
型号说明
图1 直流变换模块型号说明
产品系列
产品系列见下表。
表1 产品系列及订货信息
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名称
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型号
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编码
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单位
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定购指南
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备注
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直流变换模块
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EC4820/M
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02130836
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PCS
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根据系统要求配置个数
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智能风冷设计，含输入输出插座（附件）
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二、工作原理概述
直流变换模块原理框图如下图所示，主功率部分由两级 DC/DC 变换组成，在两功率部分之外还有输入 EMI 滤波器、辅助电源以及输入输出检测保护电路。
前级 DC/DC 变换对输入电压进行升压至预设定电压，以满足宽输入电压范围的要求。后级的 DC/DC 电路用以实现将前级输出母线电压转换成电力操作电源要求的稳定的直流电压输出。
辅助电源利用前级 DC/DC 变换的直流母线输出，产生控制电路所需的各路电源。
输入检测电路实现输入过欠压检测。DC/DC 的检测保护电路包括输出电压电流的检测，散热器温度的检测等，所有这些信号用以 DC/DC 的控制和保护。
图2 直流变换模块工作原理框图
结构及接口
1.直流变换模块外观
EC4820/M 直流变换模块外观如下图所示。
图3 直流变换模块外观
2.前面板
直流变换模块前面板如下图所示。
图4 直流变换模块前面板
直流变换模块面板上有3个指示灯，分别为电源指示灯（绿色）、保护指示灯（黄色）和故障指示灯（红色），见下表。
表2 直流变换模块面板指示灯说明
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指示灯
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指示标识
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状态
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指示含义
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 （绿色） |
电源指示灯
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亮
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有直流输入电源
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灭
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无直流输入电源
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 （黄色） |
保护指示灯
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亮
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直流输入过/欠压， 模块过温，
模块不均流
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灭
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无告警或保护发生
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闪烁
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模块与主监控模块通讯中断
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 （红色） |
故障指示灯
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亮
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输出过压， 地址重复，
模块严重不均流*
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灭
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无故障发生
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||
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闪烁
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模块风扇故障
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备注*：系统上模块的平均电流＞6A 而模块的电流小于 1A 时，判断为严重不均流故障
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3.后面板
直流变换模块的后面板有直流输入插座和直流输出插座，如下图所示。
图5 模块后面板
直流变换模块的输入、输出插座采用热插拔技术，安装维护极为方便。直流输入插座/直流输出插座管脚功能详细说明如下。
表3直流输入插座管脚功能
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管脚号
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管脚功能
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1
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接直流输入正端
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2
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接直流输入负端
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3
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接保护地
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表4直流输出插座管脚功能
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管脚号
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管脚功能
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管脚号
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管脚功能
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1
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输出正
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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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热插拔
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6
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输出负
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注意
直流变换模块采用 CAN 通讯，并通过 CAN 实现直流变换模块之间的均流，由于主监控模块能够对不同型号的模块进行区分，并且不同型号的模块间不进行均流，只在同型号模块间进行均流，因此，在一体化系统中设计中，该直流变换模块可以与整流模块通过 CAN 总线接在一起。
主要功能
1.保护功能
直流变换模块具有以下保护功能：输入过/欠压保护、输出过压保护、短路保护、过温保护和风扇故障告警。具体告警保护特性见下表。
表5 直流变换模块告警及保护特性
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项目
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EC4820/M
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备注
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输入过压保护点
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＞320Vdc, 恢复回差＞10Vdc
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保护后无输出
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输入欠压保护点
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＜85Vdc, 恢复回差＞10Vdc
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保护后无输出
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输出过压保护点
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硬件
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58.5～60Vdc
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保护后无输出，需手动恢复
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软件
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通过监控单元可设范围 56～59Vdc，50mS 延时保护
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二次过压锁死模式*
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输出短路
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输出自动限流至 160%额定限流点
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故障排除后可自恢复
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过温保护
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检测温度达到预设置自动保护
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保护后无输出，可自恢复
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风扇故障告警
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风扇出现故障或者堵转时自动告警
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告警时无输出，堵转故障排除后可自恢复
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风扇温度控制
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采用温度和电流联合控制风扇转速的方式
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备注*：
二次过压锁死模式：
软件保护后，直流变换模块无输出。5 秒钟以内，直流变换模块将自动重新启动，如果在 5 分钟内过压再次发生，直流变换模块将再次停止输出，直到手动恢复。如果直流变换模块输出电流小于额定电流的 10%，则软件过压保护功能将不起作用
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2.通信功能
直流变换模块可以通过 CAN 总线方式与监控单元通信。将直流变换模块输出电压和电流、直流变换模块保护和告警信息发送给监控单元，接受并执行监控单元下发的控制命令，见下表。
表6 直流变换模块通信功能
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序号
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项目
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指标
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1
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遥信
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将直流变换模块的保护信号（直流输入过、欠压，输出过压，模块过温等信号）和故障信号传递给监控单元
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2
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遥测
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测量直流变换模块的输出电压、电流，上报监控单元
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3
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遥控
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根据监控单元的命令，控制直流变换模块的开/关机
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4
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遥调
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根据监控单元的命令，调节直流变换模块的输出电压
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根据监控单元的命令，在 10%～100%范围内调节直流变换模块的输出电流限流点
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性能参数
1.环境要求
环境要求见下表。
表7 EC4820/M 直流变换模块环境要求
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项目
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指标
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工作温度
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-5℃～45℃满性能，-40℃可以正常起机，+45℃到 70℃功率降额
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储存温度
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-40℃～70℃
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相对湿度
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5%～95%
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大气压力
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80 kPa～106kPa
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冷却方式
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智能风冷
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EC4820/M 直流模块温度限功率曲线图
注*：当模块的应用海拔高度超过 2000m需降额使用，降低工作环境温度 1℃/100m。降额使用的计算方法事例如下： 假设模块的工作海拔高度为 3000m。则需要降低工作环境温度为（3000m-2000m）*（1℃/100m）=10℃，进行工作环境温度计算后的模块输出功率对环境温度的变化曲线如下所示，亦即，当模块工作在 3000m的海拔高度时，能够满载输出的最高环境温度为 35℃，当工作环境温度超过 35℃，则模块会自动按照限功率曲线对输出功率进行限额输出。
2.输入特性
输入特性见下表。
表8 EC4820/M 直流变换模块输入特性
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项目
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指标
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输入电压
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88Vdc～320Vdc，（88Vdc～176Vdc 输出限功率）*
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输入电流
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≤10A
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效率
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≥90%
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注*：输入电压限功率曲线如下图所示。
图8 输出功率 VS 输入电压曲线图
3.输出特性
输出特性见下表。
表9 直流变换模块输出特性
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项目
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EC4820/M
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输出电压范围
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42Vdc～58V
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额定输出电流
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20A
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最大输出电流
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33A（48V）
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电压上升时间
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3～8 秒（软启动时间）
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输出恒流范围
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10%～165%
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电话衡重杂音
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≤2mV
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峰峰值电压：
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≤100mV（0Hz～20MHz）
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稳压精度
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≤±0.5%
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动态响应
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动态电压瞬变范围≤±5%，瞬变响应恢复时间≤200us
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浪涌电流
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＜150%
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温度系数（1/℃）
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≤0.2‰
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均流不平衡度
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≤±5％（10％～100％额定负载）
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4.噪声：＜55dB
5.绝缘电阻与绝缘强度
1）绝缘电阻
输入端、输出端对外壳之间以及输入对输出之间的绝缘电阻＞2MΩ（试验电压500Vdc）。 2）绝缘强度
加强绝缘：输入端、输出端、CAN 通讯端短接后，在输入与输出端/CAN 通讯端施加 4242V 直流电压（或者 3000V 交流电压）1 分钟，无击穿或飞弧现象。
基本绝缘：输入端短接后，在输入端与外壳之间施加 2121V 直流电压（或者 1500V 交流电压）1 分钟，无击穿或飞弧现象。
6.安规及 EMC的标准等级
符合 CE（EN 60950-1）安全标准，EMC 满足以下相关标准。
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地区
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标准
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中国
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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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欧盟
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EN61000-6-2: 2005
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EN61000-6-4: 2007
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表10 EC4820/M 直流变换模块符合的 EMC 标准
7．MTBF：＞250,000 小时
