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EC4820/M直流變換模塊用戶手冊
編輯：本站原創 發布日期：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電力用交、直流一體化電源標準特別設計，保證在系統 DC/DC 饋線任一路短路時，內部設計能提供補充短路電流保證饋線開關跳閘隔離故障，避免因一路饋線短路造成所有負荷停電問題。采用智能風冷散熱方式，功率密度高，占用空間少，帶有熱插拔和電池反接保護功能，組屏方便。
型號說明
圖1 直流變換模塊型號說明
產品系列
產品系列見下表。
表1 產品系列及訂貨信息
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名稱
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型號
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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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根據系統要求配置個數
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智能風冷設計，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 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電路。
前級 DC/DC 變換對輸入電壓進行升壓至預設定電壓，以滿足寬輸入電壓范圍的要求。后級的 DC/DC 電路用以實現將前級輸出母線電壓轉換成電力操作電源要求的穩定的直流電壓輸出。
輔助電源利用前級 DC/DC 變換的直流母線輸出，產生控制電路所需的各路電源。
輸入檢測電路實現輸入過欠壓檢測。DC/DC 的檢測保護電路包括輸出電壓電流的檢測，散熱器溫度的檢測等，所有這些信號用以 DC/DC 的控制和保護。
圖2 直流變換模塊工作原理框圖
結構及接口
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個指示燈，分別為電源指示燈（綠色）、保護指示燈（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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指示標識
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狀態
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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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無告警或保護發生
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閃爍
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模塊與主監控模塊通訊中斷
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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，
模塊嚴重不均流*
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滅
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無故障發生
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閃爍
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模塊風扇故障
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備注*：系統上模塊的平均電流＞6A 而模塊的電流小于 1A 時，判斷為嚴重不均流故障
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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，安裝維護極為方便。直流輸入插座/直流輸出插座管腳功能詳細說明如下。
表3直流輸入插座管腳功能
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管腳號
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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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接直流輸入負端
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3
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接保護地
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表4直流輸出插座管腳功能
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管腳號
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管腳功能
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管腳號
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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
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注意
直流變換模塊采用 CAN 通訊，并通過 CAN 實現直流變換模塊之間的均流，由于主監控模塊能夠對不同型號的模塊進行區分，并且不同型號的模塊間不進行均流，只在同型號模塊間進行均流，因此，在一體化系統中設計中，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.保護功能
直流變換模塊具有以下保護功能：輸入過/欠壓保護、輸出過壓保護、短路保護、過溫保護和風扇故障告警。具體告警保護特性見下表。
表5 直流變換模塊告警及保護特性
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項目
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EC4820/M
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備注
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輸入過壓保護點
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＞320Vdc, 恢復回差＞10Vdc
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保護后無輸出
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輸入欠壓保護點
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＜85Vdc, 恢復回差＞10Vdc
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保護后無輸出
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輸出過壓保護點
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硬件
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58.5～60Vdc
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保護后無輸出，需手動恢復
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軟件
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通過監控單元可設范圍 56～59Vdc，50mS 延時保護
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二次過壓鎖死模式*
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輸出短路
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輸出自動限流至 160%額定限流點
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故障排除后可自恢復
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過溫保護
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檢測溫度達到預設置自動保護
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保護后無輸出，可自恢復
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風扇故障告警
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風扇出現故障或者堵轉時自動告警
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告警時無輸出，堵轉故障排除后可自恢復
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風扇溫度控制
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采用溫度和電流聯合控制風扇轉速的方式
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備注*：
二次過壓鎖死模式：
軟件保護后，直流變換模塊無輸出。5 秒鐘以內，直流變換模塊將自動重新啟動，如果在 5 分鐘內過壓再次發生，直流變換模塊將再次停止輸出，直到手動恢復。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、直流變換模塊保護和告警信息發送給監控單元，接受并執行監控單元下發的控制命令，見下表。
表6 直流變換模塊通信功能
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序號
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項目
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指標
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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信號（直流輸入過、欠壓，輸出過壓，模塊過溫等信號）和故障信號傳遞給監控單元
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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，上報監控單元
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3
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遙控
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根據監控單元的命令，控制直流變換模塊的開/關機
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4
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遙調
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根據監控單元的命令，調節直流變換模塊的輸出電壓
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根據監控單元的命令，在 10%～100%范圍內調節直流變換模塊的輸出電流限流點
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性能參數
1.環境要求
環境要求見下表。
表7 EC4820/M 直流變換模塊環境要求
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項目
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指標
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工作溫度
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-5℃～45℃滿性能，-40℃可以正常起機，+45℃到 70℃功率降額
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儲存溫度
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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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智能風冷
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EC4820/M 直流模塊溫度限功率曲線圖
注*：當模塊的應用海拔高度超過 2000m需降額使用，降低工作環境溫度 1℃/100m。降額使用的計算方法事例如下： 假設模塊的工作海拔高度為 3000m。則需要降低工作環境溫度為（3000m-2000m）*（1℃/100m）=10℃，進行工作環境溫度計算后的模塊輸出功率對環境溫度的變化曲線如下所示，亦即，當模塊工作在 3000m的海拔高度時，能夠滿載輸出的最高環境溫度為 35℃，當工作環境溫度超過 35℃，則模塊會自動按照限功率曲線對輸出功率進行限額輸出。
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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項目
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指標
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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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電壓上升時間
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3～8 秒（軟啟動時間）
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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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穩壓精度
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≤±0.5%
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動態響應
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動態電壓瞬變范圍≤±5%，瞬變響應恢復時間≤200us
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浪涌電流
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＜150%
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溫度系數（1/℃）
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≤0.2‰
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均流不平衡度
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≤±5％（10％～100％額定負載）
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4.噪聲：＜55dB
5.絕緣電阻與絕緣強度
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（試驗電壓500Vdc）。 2）絕緣強度
加強絕緣：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，無擊穿或飛弧現象。
6.安規及 EMC的標準等級
符合 CE（EN 60950-1）安全標準，EMC 滿足以下相關標準。
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地區
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標準
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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 標準
7．MTBF：＞250,000 小時
