技师论文直流开关电源 Microsoft Word 文档 .doc

高频开关摘要:高频开关电源系统的组成及高频开关电源关键词:高频 由于通讯行业的特殊性，电源供应的可靠性直接影响设备的安全运行我国随着阀控密封铅酸蓄电池的推广普及，电源系统提出了更高的要求,与防酸隔爆蓄电池及镉镍碱性电池相比,阀控密封铅酸蓄电池具有以下点：无需添加水和调酸比重,具有免维护功能；不漏液、无酸雾、不腐蚀设备容易组成成套装置；自放电流小；电池寿命长，25℃的浮充寿命可达l0～15年；结构紧凑、密封性好、抗震动性能好;不存在镉镍碱性电池的“记忆效应”。但阀控密封铅酸蓄电池对温度的反映较灵敏,对充电装置要求严格,不允许过充和欠充。如果仍采用陈旧落后的充电装置,出于其稳压、稳流精度低，纹波系数高,可能造成阀控密封蓄电池的寿命降低甚至本体涨裂损坏，而使整个直流系统瘫痪。通信电源经过近几年的发展,已普遍采用了阀控密封铅酸蓄电池和高频开关电源模块组成的充电装置。高频开关电源模块具有体积小、重量轻、噪声低、稳压精度高、纹波系数小、配置灵活特点,与阀控密封铅酸蓄电池配套使用,可靠性和稳定性在保证直流系统可靠运行和电池寿命上都有较好的效果，受到设计和运行人员的好评。DC-DC称为直流-直流变换。高频半导体功率器件出现后，用半导体功率器件作为高速开关，使其在开关状态下工作，实现能量转换的电路，称为开关变换器电路。利用闭环反馈控制稳定变换器的输出，再加上保护环节等，即可构成开关电源（Switching Power Supply）。开关电源主要组成部分是DC-DC变换器，它是功率转换的核心。 1、电源输入滤波部分：交流市电经过电源滤波电路滤除掉电源侧带来的高频杂波。 2、桥式整流滤波部分：经过二极管桥式整流变为脉动的直流电，再由电感电容组成的滤波电路得到一个比较平滑的直流。 3、逆变过程：由工作在高频的大功率晶体管或者是IGBT管组成的开关电路，通过振荡元件的激发，使开关管按一定频率（相对于工频，一般为几十到几百千赫）工作在开关状态。开关管的集电极与高频变压器初级相串联，由变压器感应电动势公式所知：E=4.44NfBS 变压器感应电动势与频率成正比，因此提高了变压器的工作频率也就相应的提高了变压器的感应电动势，根据公式P=U×I 在功率相同的情况下，电压的升高相应地电流就减小，所以相比于工频变压器来说也就提高了效率，大大减小了变压器的体积。通过PWM（脉冲宽度调制）改变开关管导通时间与周期时间比值，就可以在输出端得到一个在一定范围内可调节的输出电压值，同时还可以起到一定的稳压的效果。 4、整流输出滤波部分：来自于高频脉动电流经过二极管的全波整流和电容的滤波后，输出给负载一个稳定的直流。 5、高频开关电源模块的输入功率因数输入功率因数低是早期高频开关电源模块普遍存在的问题,这主要与采用的电路形式有关。在早期的高频开关电源中，交流输入电压经整流后直接加在滤波电容两端,只有交流输入电压高于滤波电容两端电压时，整流二极管才开始导电,因此输入电流波形为宽度很窄的脉冲,输入电流谐波失真严重，功率因数通常只有0.6～0.7。这种开关电源模块对电网造成谐波污染,形成电力公害,干扰其用电设备。为降低电源装置对电网的污染，EMI及EMC的有关标准对不同功率等级电源装置的功率因数及谐波电流值有明确的规定因此,需要对高频开关电源模块的功率因数进行校正。 功率因数校正的基本方法有两种,无源功率因数校正（PFC)和有源功率因数校正(APFC)。无源功率因数校正方法是在输入端加入电感量很大的低频电感,并降低滤波电容的容量,以便减小滤波电容充电电流的尖峰,这种方法比较简单。但校正效果不理想，只能达到0.9～0.92左右,一般用于三相输入的高频开关电源模块。有源功率因数校正方法是在输入端加入一个高频电感、一个二极管、一个高频开关管以及相应的控制器，组成升压变换器，控制器通过采集交流输入的电压信号和电流信号，控制开关管的开通与关断,从而使输入电流波形始终跟随输入电压波形，使高频开关电源模块的功率因数达到0.99以上，谐波失真小于5％。 艾默生HD48-2-1000直流电源系统 亚奥免维护铅酸蓄电池组2V—2000AH 1、模块式结构：单体模块,根据负载要求和蓄电池容量的不同,可以由多台模块按照N＋l备份原则并联组成几到安的直流电源系统,（2.23V为单体电池电压浮充值）平时蓄电池处于全浮充状态 3、电池放电状态转为市电供电模式的软启动过程 当市电停电时，负载由并联在直流输出母线上的电池组保持不间断供电，电池组的能量随时间逐渐的下降，开关电源模块处于停机状态。一段时间后，市电恢复，模块单元自动投入，而此时模块所带的负载是负载上的电流和由于电池组放电需要给电池组充电的电流，因此这时的负载电流比正常值大许多，会对配电系统产生很大的电流冲击。此时模块组并不是立即向负载输