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高频开关整流器工作原理及主要技术参数

1、高频开关整流器概述

高频开关整流器主要有若干个整流模块和监控模块组成一单独机架。按其工作原理分有脉宽调制型（PWM）和谐振型两种，按其冷却方式又可分为自然冷却型和强迫风冷型。一般50A以下的整流模块多为自冷型，50A以上（100~200A）的整流模块多为风冷型。

2、高频开关整流器的工作原理

高频开关整流器是将从交流配电屏引入的交流电整流为通信设备所需的直流工作电源，其输出端与直流配电屏相连接，并通过直流屏的相应端子与蓄电池组和通信设备相连，对蓄电池组浮充电并向通信设备供电。

目前使用较多的为脉宽调制型（PWM）高频开关整流器，其工作原理方框图如下图所示。

高频开关整流器主要由主电路、控制电路和辅助电源三部分组成。主电路完成从交流输入到直流输出的全过程。控制电路从输出端采样，与设定值进行比较，取出误差信号去控制主电路的相关部分，改变脉宽或频率，调节输出电压使其达到稳定，同时根据反馈信号对整机的运行状况进行监测和显示。辅助电源则为控制电路提供所需要的各种电源。

（1）主电路是开关整流器的主要部分，包括交流滤波、整流、功率因数校正，DC-DC变换、直流滤波等。

①交流滤波处于整流模块的输入端口，包括低通滤波、浪涌抑制等电路，用于消除高次谐波电流，浪涌电压以及外界射频等干扰。

②整流器采用桥式硅整流电路，它把单相或三相交流电变为直流电，并向功率因数校正电路提供稳定的直流电源。

③功率因数校正电路主要为了消除整流电路引起的谐波电流污染电网和减小无功损耗，提升功率因数。

④DC-DC变换电路由逆变和高频整流两部分组成。逆变部分将直流高压变换为高频低压，即在脉宽调制信号的驱动下，将高压直流变为调宽的交流脉冲。高频整流部分将高频电压变换为所需要的直流低压（-48V），此高频变换由高频开关模块和高频变压器以及其他电路完成。

⑤直流滤波及输出是整流模块的输出端口，包括高频整流滤波及抗电磁干扰等电路，最后输出低杂音、低电磁干扰的稳定可靠的直流电压。

（2）控制电路包括检测放大电路、电压/脉宽（或电压/频率）转换电路、时钟振荡器、驱动电路、保护电路等。该电路为功率开关管提供激励信号，将主电路输出电压的微小变化转换成脉宽或频率变化，实现自动调整输出电压的目的，当负载发生短路或过流时进行自动保护，确保整流器、负载以及电网的安全运行，实现限流、均流等功能。

（3）辅助电源为控制电路提供所需要的能源。

3、高频开关整流器的主要技术要求

（1）额定输入电压:单相220V时的允许变动范围为187~242V;三相380V时的允许变动范围为323~418V。

（2）电源输出电压的可调范围为43~58V，浮充工作方式直流输出电压的范围为其标称值的（43.2-57.6V）,（21.6-28.8V）均充工作方式直流输出电压的范围为其标称值的120%。输出电压可手动或自动调节。

（3）交流输入过（欠）压时，电源应自动关机保护；电网电压恢复正常后，能自动恢复工作。三相工作方式时，应具有缺相保护功能。直流输出过（欠）压，应能够自动告警，过压时应自动关机保护，故障排除后可人工恢复。过流及短路时应能关机自动保护，在故障排除后可人工恢复。

（4）电压设定：可以根据电池特性、只数及系统电压要求设定浮充电压、均充电压和电池放电试验电压。

（5）限流值设定：在20%~110%额定输出电流的范围内，连续调整限流值。

（6）能自动稳压并具有浮充/均充方式的自动转换功能。

（7）同型号整流模块应能多模块并联工作，并具有按比例均分负载性能，其不平衡度应优于输出额定电流的±5%，单独模块的故障不影响整个系统的正常工作。

（8）功率因数：整流器模块的功率因数应不小于0.90。

（9）效率：在50%~100%负载下测量整流器模块的效率。当模块的输出最大功率大于或等于1500W时应不小于90%;当小于1500W时应不小于85%。

（10）具有系统监控单元，能提供满足三遥要求的本地和远端用户通信接口及相应的通信协议。

（11）有电压或电流软启动性能。

（12）稳压精度≤+0.6%。

（13）杂音电压：衡重杂音≤2mV；峰一峰值杂音电压≤200mV；宽带杂音（有效值）：（3.4~150kHz）≤50mV,（0.15~30MHz）≤20mV;离散杂音（有效值）:（3.4~150kHz）≤5mV,（150~200kHz）≤3mV,（200~500kHz）≤2mV,（0.5~30MHz）≤1mV。

（14）可闻噪声:50dB（A）（自冷）:60dB（A）（风冷）。

（15）有过压、过流、欠压、欠流、防雷等保护及地和远程告警。

（16）有适合阀控电池温度补偿要求的自动调压功能。

（17）整流器启动时，启动冲击电流应不大于额定条件下最大稳态输入电流峰值的150%。

（18）工