浅析通信电源中的开关电源(一)
摘要：通信电源是通信行业的动力，在电信网络中发挥着不可替代的作用，具有无可比拟的重要基础地位，通信电源的安全可靠是保证通信系统正常运行的重要条件。
关键词：通信电源开关技术
0引言
通信电源是通信行业的动力，在电信网络中发挥着不可替代的作用，具有无可比拟的重要基础地位。通信电源又是通信设备系统的心脏，即使是瞬间的中断也是不允许的，因为通信电源系统发生直流供电中断故障是灾难性的，往往会造成整个通信局（站）和通信网络的全部中断和瘫痪。通信电源是电信网络中不可缺少的重要组成部分，是一个完整、规模日趋庞大和复杂的交换、传输、数据、信息、业务、智能等通信网的基石和后台保障，因此通信电源直接关系到整个网络的稳定、可靠和畅通，而开关电源因效率高、体积小、重量轻等优点被大量运用在通信设备供电中。
1开关电源占据通信电源的主导地位
通信直流稳压电源按照其实现直流稳压方法的不同，可分为：线性电源、相控电源和开关电源三种。
1.1线性电源是通过串联调整管来连续控制，其功率调整管总是工作在放大区。由于调整管上功率损耗很大，造成电源效率较低，只有20～40%，发热损耗严重，安装有体积很大的散热器，因而功率体积系数只有20～30W/dm3。因此线性电源主要用于小功率、对稳压精度要求很高的场合，如通信设备内部电路的辅助电源等。
1.2相控电源是将市电直接经整流滤波后提供直流，通过改变晶闸管的导通相位来控制直流电压。由于相控电源的工作频率低，工频变压器的体积和噪声大，造成对电网干扰和负载变化的响应慢，设备笨重，且危害维护人员的身体健康。另外，其功率因数较低，只有0.6～0.7，严重污染电力电网，效率较低，只有60～80%，造成能源的极大浪费。因此传统的相控电源已逐渐被淘汰。
1.3开关电源的功率调整管工作在开关状态，主要的优点在"高频"上。其工作频率高，大都在40kHz以上，无烦人的噪声。体积小，重量轻，适用于分散供电，可与通信设备放在同一机房。效率高，大于90%，在当前能源比较紧张的情况下，能够在节能上做出很大的贡献。功率因数高，大于0.92，当采用有效的功率因数校正电路时，功率因数可接近于1，且对公共电网基本上无污染。模块化的设计，可实行N+1配置，可靠性高。维护方便，可在运行中更换模块，而不影响系统供电，扩容方便、分段投资，可在初建时，预留终期模块的机架，随时扩容。调试方便，内设模拟测试电路，无需另配假负载。具有监控功能，并配有标准通信接口，可实现集中监控，无人值守。
2开关电源的关键技术
开关电源中具有技术突破主要有体现在以下四个方面：
2.1均流技术
大功率电源系统需要用若干台开关电源并联，以满足负载功率的要求，另外通信电源必须通过并联技术来实现模块备份，以提高电源系统的可靠性。因此并联技术在供电系统中必不可少，而并联运行的整流模块间需要采用均流措施，它是实现大功率电源系统的关键，用以保证模块间电流应力和热应力的均匀分配，防止一台或多台模块运行在限流或满载状态，同时延长电源系统的寿命和平均无故障时间。
2.2软开关技术
DC-DC变换器是开关电源的主要组成部分，因此功率变换技术一直受到全世界电力电子学科和行业研究的关注。而如何降低开关损耗，提高开关电源的频率和开关电源的系统效率，代表了开关电源的发展趋势。在经过了硬开关PWM（或PFM）技术和硬开关加吸收网络技术
后，软开关技术得到了广泛应用。这样能够极大地降低开关损耗，减小功率器件电和热应力，改善器件工作环境，降低电磁干扰，提高功率密度等，为开关电源实现高效、节能、体积小、重量轻和高可靠性的要求做出了贡献。软开关技术有：谐振技术、准谐振技术、PWM和准谐振相结合的技术。
2.3功率因数校正技术
功率因数校正技术有：采用三相三线制整流，即无中线整流方式，可使谐波含量大大降低，功率因数可达0.86以上；采用无源功率因数校正技术，即在三相三线整流方式下加入一定的电感，可使功率因数达0.93以上，谐波含量降到10%以下；采用有源功率因数校正技术，即在输入整流部分加入一级功率处理电路，使无功功率几乎为0，功率因数可达0.99以上，谐波含量降到5%以下。
电力通信网中通信电源故障的分析与维护金祥忠 发表时间：2019-09-21T00:11:19.547Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：金祥忠 [导读] 摘要：通信电源在整个电力通信网中起着至关重要的作用，通信电源的故障与否决定着电力通信网能否正常的进行工作。 国网吐鲁番供电公司新疆维吾尔自治区吐鲁番市 838000 摘要：通信电源在整个电力通信网中起着至关重要的作用，通信电源的故障与否决定着电力通信网能否正常的进行工作。对于电力通信网的正常运行，我们有着非常严格的要求，如果在运行的过程中出现了中断的情况，那么很有可能就是设备本身、光缆线路或者通讯电源这三个方面出现了故障。而位居故障首位的就是通信电源出现的故障，因此，本文就其原因以及具体的解决办法进行了讨论，希望可以对通信电源故障进行有效的控制。 关键词：电力通信；电源；故障分析；设备维护 在电力通信网稳定性的影响因素中，最重要的就是通信电源出现的故障，我们只有对其进行深入的分析和研究，找出形成故障的原因并及时进行排除，才能保障通信系统处于安全有效的运行状态。想要确保通信电源不发生故障或减少故障出现的频率，就需要强化通信电源日常的维护与管理，加强对其的监控力度，及时排除安全隐患，减少故障出现的次数，保证电力通信的正常运行。 1通信电源系统的组成 通信电源系统的构成包括四个部分：基础电源、引入电源、不间断电源以及变换器电源。（1）基础电源。所谓基础电源，就是自身能够产生出电能量的相关设备以及可以将电能量进行输出的端子，例如各种电池和油机，还有市电等。（2）引入电源。就是可以分配和引导以及计量，另外可以关断电能量的设备。例如电缆和刀闸以及交直流配电盘，还有计量器和熔断器等。（3）不间断电源。是将整流器与蓄电池进行并联而形成的，能够在一定的时间里提供不间断电能的装置，这是电源设备中比较特殊的一个种类，也叫作浮充电源。（4）变换器电源。可以让电能量进行相互变换的设备，例如变压器和变频器以及整流器，还有直流变换器和逆变器等。 2通信网中常见通信电源故障分析 2.1蓄电池短路故障 电力通信网通信电源经常容易发生蓄电池短路故障，经过多年来的电池故障事故原因的积累分析，蓄电池如果发生短路，会使电源电流出现异常或电池爆裂。电池组中的负极绝缘层损坏，一旦与与蓄电池架接触后便会间接与地面相连，对地面会产生放电，出现的异常电流会导致电源线过热，极易引发火灾事故。由此可见，蓄电池作为电力通信网的主要源动力，是电力通信网正常运行的重要保障，一旦出现短路故障，不仅会引发危险，还会导致设备运行的中断，致使整个通信网络瘫痪。预防措施是要定期检查和及时更换蓄电池，同时要将粗电池架进行重新布置，确保不与地面直接接触。 2.2高频开关电源失压故障 当电力系统中的通信线路的主干网电压失效时，首先要做的就是检查高频开关电源，开关电源检测时如果有预警信号出现，就要对电源开关进行更加仔细的检查，如果检查整流模块的电压约为零电压状态，基本上就可以确定是因为高频开关出现电源电压失效故障。出现这种状况的原因一般是因为通信电源电路板上的控制插件出现松动现象，致使高频开关电源交流接触器无法完成闭合操作，从而致使整流模块电压失效，造成整个电力通信网服务中断。预防处理措施是可以将交流切换模块取消，将市级电连接通信网中，或者使用高频开关时，尽量减少大功率设备满载运转的运行时间。 2.3电源模块出现故障 通信电源运行时，因为单个整流模块在运行时通常会出现整流模块发生故障的现象，从而不能正常运行。故障发生主要有元件质量不高、产品年限过长、高压雷击、通信网运行环境恶劣等几个方面的原因。当前通信电源在实际运行时，一般会准备一块电源模块作为备用，一旦发生故障时立即用备用电源模块进行更换，避免母线电压出现失压崩溃现象。 2.4熔丝熔断、输出过压、交流电压的非正常告警 出现熔丝熔断不正常告警状况时，首先要检查蓄电池熔断器断开情况，直流配电单元也要进行详细认真的检查；出现过压告警时，要检查输出电压是否过高，如果输出电压正常，就要检查监控单元的输出电压告警上限的设置，看其设置的过压报警值是否合理，设置不合理要予以纠正。电压如果确实过高，需要立刻关闭电源，及时检查浮充电压与均充电压，并进行相应的设置调整和科学处置；出现交流电压告警时，需要详细的检查并核实监控单元监测的交流电压情况，情况正常的话，要对告警的上下限设置的合理性进行检查确认。如果电压和设置数值不相符，就要对交流电源进行关闭，等电网运行正常之后再进行检查确认。 2.5温度异常和输出欠压预警 当电源运行的环境温度与蓄电池环境温度相差幅度较大的情况下，温度监控则就会自然地发出警告，温度恢复正常后预警自然消失；电网系统运行时输出欠电压故障自然会发出预警，这种预警有时并不完全是设备故障的原因，要对电压进行检查，如果电压正常，就要对监控电压值的设置范围是否科学进行检查。 3导致电源故障出现的原因 3.1不规范使用 在对电力通信网中的通信电源进行设计时，首先需要对电源可靠性进行相应的考察。若没有合理设计停电应急系统的话，也没有在其中建立一些备用电源，就会导致长时间内的电源供应不能恢复。若不规范操作通信电源时，也会导致这样的问题出现，如不合理进行电缆接头、位置摆放不恰当、使用的材料质量不过关等等。在对通信电源进行正式使用之后，还极容易出现火灾或电源故障，因此，需要对其进行有效防备。 3.2机房设备缺乏 通信电源要想维持长期运行的稳定性，就需要具备良好的机房条件。在电力通信站中一般会对机房设备进行严格规范，但经常会出现对电源室的外部环境进行忽略，导致电源室中的使用寿命以及运行的可靠性都大大降低。一般来说，需要在电源室中安装空调对室温进行降低，且室内需要保持整洁安静，防止灰尘对电源室产生干扰。 3.3管理上存在问题 现今，国内缺乏对电源系统进行操作的基本规范，导致相关指导性技术措施很是缺乏。另外，在电源系统中还缺乏具备高素质以及高
开关电源拓扑电压模式与电流模式的比较 作者：罗伯特.曼诺 Unitrode公司的IC公司拥有自成立以来一直活跃在前沿的发展控制电路来实现国家的最先进的级数在电源技术。在多年来许多新产品已推出使设计人员能够在易于应用新的创新电路拓扑结构。由于每一种新的拓扑声称提供改进过的这以前是可用的，它是合理的期望一些混乱将与引进的UCC3570的生成 - 一种新的电压模式控制器介绍我们告诉了近10年后世界上目前的模式是这样的优越方法。 但事实却是，没有一个统一的拓扑结构是最适合所有的应用程序。此外，电压模式控制如果更新了现代化的电路和工艺的发展 - 大有作为今天的高性能用品的设计师和是一个可行的竞争者为电源设计人员的重视。要回答的问题是，它的电路拓扑结构最好是为一个特定的应用程序时，必须从的每一种方法的两个优点和缺点的认识。下面的讨论尝试这样做以一致的方式为这两个电源的控制算法。 电压模式控制这是用于在第一开关的方法调节器的设计和它服务的行业以及为多年本电压模式配置。这种设计的主要特点是:有一个单一的电压反馈路径，以脉冲宽度调制，通过比较所执行的以恒定的倾斜波形电压误差信号。电流限制必须分开进行。 电压模式控制的优点有： 1．单个反馈回路更易于设计和分析。 2．大振幅锯齿波为一个稳定的调制过程提供良好的噪声容限。 3. 低阻抗功率输出为多路输出电源提供更佳交叉调整。 电压模式控制的缺点： 1.任何改变线路或负载必须首先被检测作为输出的变化，然后由校正反馈回路。 这通常意味着响应速度慢。 2.输出滤波器将两个极点的控制循环要求无论是占主导地位的极低频滚降在误 差放大器或在补偿加零。 3.补偿是通过进一步复杂化，即环增益随输入电压而变化。 电流模式控制上述的缺点是相对显著，因为，设计师们在它的介绍非常积极地考虑所有被缓解电流模式控制这种拓扑结构。如可以看到的从图2中，基本电流模式的图 控制使用振荡器只能作为一个固定频率时钟和斜坡波形被替换为从输出电感电流产生的信号。 而这种控制技术提供的优点包括以下内容： 1. 由于电感电流上升与输入电压 - 武定一个斜坡，这个波形会回应马上到线电压的变化，消除双方的延迟反应和增益变化与输入电压变化。 2. 由于误差放大器现在用命令的输出电流而不是电压，输出电感的影响被最小化现在的过滤器只提供一个单极到反馈回路（至少在感兴趣的正常区域）。这允许在可比的电压模式电路更简单补偿和更高的增益带宽。 3. 电流模式电路额外的好处包括固有的脉冲逐脉冲限流仅仅通过钳位误差放大器的命令，当多个功率单元并联共享以及提供方便的负荷。 而改进提供了电流模式令人印象深刻的是，这项技术在设计过程中还带有其独特的一套必须解决的问题。一些这些清单已概述如下：
一、开关式稳压电源的基本工作原理 开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。 调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。 对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算， 即Uo=Um×T1/T 式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。 从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。 二、开关式稳压电源的原理电路 1、基本电路
图二开关电源基本电路框图 开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。 ２．单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。
安森美半导体 Magnetics in Switched-Mode Power Supplies 开关电源中的磁性元件
Outline 纲要
Block Diagram of a Typical AC-DC Power Supply 一个典型的交流－直流电源的框图 Specification of the Power Supply 电源的技术规格 Key Magnetic Elements in a Power Supply 电源中的关键磁性元件 Review of Magnetic Concepts 磁概念的回顾 Magnetic Materials 磁性材料 Inductors and Transformers 电感和变压器 References 参考文献
Block Diagram of an AC-DC Power Supply 交流－直流电源框图
Input Filter 输入滤波器 Rectifier 整流器 PFC 功率因数
AC Input 交流 输入
Power Stage 原边电源
TransFormer 变压器
Output Circuits 输出电路
DC Outputs (to loads) 直流输出 （至负载）
Specifications (Abbreviated) 技术规格（精简版）
100-Watt Three-Output Power Supply 100瓦3输出电源
Input Voltage: 输入电压： Input Current: 输入电流： Input Harmonics: 输入谐波： Hold-up Time: 保持时间： Inrush Current: 浪涌电流： Outputs: 输出：
OUTPUT VOLTAGE (V) 输出电压(v) 5 3.3 12
90 – 264 Vac, 47-63 Hz 90－264V交流，47－63Hz 2 A maximum. 最大2A。 Meets IEC1000-3-2 A14 for all load conditions. 在所有负载条件下均符合IEC1000-3-2 A14。 20 ms minimum. 最少20ms。 40 A peak at 264 V (cold start) 在264V时40A峰值（冷启动）
OUTPUT CURRENT (A) 输出电流(v) MIN.最小值 MAX.最大值 1.5 10 0.3 5 0.3 3 TOTAL REGULATION 总调整率 2.0% 2.0% 2.0%
RIPPLE (mV pp) 纹波(mV pp) 50 50 100
开关电源常见四大故障及检修方法 开关电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于深圳开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，功耗小，转化率高，且体积和重量只有线性电源的20%—30%，故目前它已成为稳压电源的主流产品。电子设备电气故障的检修，本着从易到难的原则，基本上都是先从电源入手，在确定其电源正常后，再进行其他部位的检修，且电源故障占电子设备电气故障的大多数。故了解开头电源基本工作原理，熟悉其维修技巧和常见故障，有利于缩短电子设备故障维修时间，提高个人设备维护技能。 1. 无输出，保险管正常这种现象说明开关电源未工作或进入了保护状态。首先要测量电源控制芯片的启动脚是否有启动电压，若无启动电压或者启动电压太低，则要检查启动电阻和启动脚外接的元件是否漏电，此时如电源控制芯片正常，则经上述检查可以迅速查到故障。若有启动电压，则测量控制芯片的输出端在开机瞬间是否有高、低电平的跳变，若无跳变，说明控制芯片坏、外围振荡电路元件或保护电路有问题，可先代换控制芯片，再检查外围元件;若有跳变，一般为开关管不良或损坏。 2. 保险烧或炸主要检查300V上的大滤波电容、整流桥各二极管及开关管等部位，抗干扰电路出问题也会导致保险
烧、发黑。需要注意的是：因开关管击穿导致保险烧一般会把电流检测电阻和电源控制芯片烧坏。负温度系数热敏电阻也很容易和保险一起被烧坏。 3. 有输出电压，但输出电压过高这种故障一般来自于稳压取样和稳压控制电路。在直流输出、取样电阻、误差取样放大器如TL431、光耦、电源控制芯片等电路共同构成一个闭合的控制环路，任何一处出问题就会导致输出电压升高。 4. 输出电压过低除稳压控制电路会引起输出电压低，还有下面一些原因也会引起输出电压低： a. 开关电源负载有短路故障（特别是DC/DC变换器短路或性能不良等），此时，应该断开开关电源电路的所有负载，以区分是开关电源电路还是负载电路有故障。若断开负载电路电压输出正常，说明是负载过重;或仍不正常说明开关电源电路有故障。 b. 输出电压端整流二极管、滤波电容失效等，可以通过代换法进行判断。 c. 开关管的性能下降，必然导致开关管不能正常导通，使电源的内阻增加，带负载能力下降。 12v开关电源维修分析 一.开关电源不启振，出现这种情况，我们首先要查看开关频率是否正确、保护电路是否封锁、电压反馈电路、电流反馈电路又没问题以及开关管是否击穿等。
分析通信电源设备的运行安全论文 2018-12-22 关键词：通信系统电源设备运行安全维护 摘要：通信电源系统是对通信局站各种通信设备及建筑负荷等提供用电的设备和系统的总称。主要由备用发电系统、高压供电系统、变压器系统、不间断电源系统、后备电源系统、直流系统、接地防雷系统以及动力环境监控系统等多个子系统组成。通信离不开电源，通信电源是通信的保障，所以保证通信电源系统的安全运行，对保证通信系统的畅通乃至通信的安全有着积极的意义。 1 加强通信设备的过电压防护 以大规模集成电路为核心的通信设备随着信息科学技术的发展而得到广泛应用，比分立元器件设备体积小、运行速度快、功耗小、故障率低、便于维护管理是其显着的优点。但它绝缘强度低，工作电压低，承受过电压能力弱，是属于低电平、微电流系列的电子设备。当受到电网过电压或雷电干扰时，电子通讯设备往往会受到较大的破坏。据有关研究显示，过电压对电子通信设备造成的故障损坏比重占到总事故的三至四成。因此加强通信设备的过电压防护，降低设备故障率，已经成为通信维修工作的重中之重。 1.1 加强电源设备的雷电过电压防护 电源是通信设备安全运行的.基础，一个良好的电源系统，为通信设备的安全运行提供了坚实的基础。首先要消除由于雷电干扰引起的过电压对通信电源的不良影响。信息产业部发布了专门的通信电源防雷标准，对各种通信站的电源防雷提出了具体要求，主要是两条：一是电力电缆应有金属屏蔽层，且必须埋地进出通信站。其次是在电源上逐级全面加装电源防雷器，实现多等级防护。即在变压器的低压侧加装低压防雷器，高压端加装高压防雷器，在直流配电屏和交流配电屏分别加装直、交流防雷器。防雷设计是保证通信电源系统可靠运行的不可缺少的环节，雷电对信息设备产生危害的根本原因在于雷电电磁脉冲，这种雷电电磁脉冲包括雷电流和雷电电磁场。产生过电压的根源是雷电流，而雷电电磁场则是产生感应过电压的根源。对于通信设备来说，雷电过电压来源主要包括直击雷/感应雷过电压、雷电侵入波和反击过电压。在一般情况下，通信电源必须采取概率防护、系统防护和多级防护的防雷原则，通信电源系统应采用多级防雷体系。而采用防雷器件时还应该考虑到防雷器件对系统的影响，包括工工作电流、作电压、工作频率、谐波干扰、工作温度、绝缘等级、泄漏电流、插入损耗、结构形式、远程监控、操作与维护等，还有安规的影响等。 1.2 通信线路防止过电压
uc3842开关电源电路图 用UC3842做的开关电源的典型电路见图1。过载和短路保护，一般是通过在开关管的源极串一个电阻（R4），把电流信号送到3842的第3脚来实现保护。当电源过载时，3842保护动作，使占空比减小，输出电压降低，3842的供电电压Vaux也跟着降低，当低到3842不能工作时，整个电路关闭，然后靠R1、R2开始下一次启动过程。这被称为“打嗝”式（hi ccup）保护。在这种保护状态下，电源只工作几个开关周期，然后进入很长时间（几百ms 到几s）的启动过程，平均功率很低，即使长时间输出短路也不会导致电源的损坏。由于漏感等原因，有的开关电源在每个开关周期有很大的开关尖峰，即使在占空比很小时，辅助电压Vaux也不能降到足够低，所以一般在辅助电源的整流二极管上串一个电阻（R3），它和C1形成RC滤波，滤掉开通瞬间的尖峰。仔细调整这个电阻的数值，一般都可以达到满意的保护。使用这个电路，必须注意选取比较低的辅助电压Vaux，对3842一般为13～15V，使电路容易保护。 图2、3、4是常见的电路。图2采取拉低第1脚的方法关闭电源。图3采用断开振荡回路的方法。图4采取抬高第2脚，进而使第1脚降低的方法。在这3个电路里R3电阻即使不要，仍能很好保护。注意电路中C4的作用，电源正常启动，光耦是不通的，因此靠C4来使保护电路延迟一段时间动作。在过载或短路保护时，它也起延时保护的左右。在灯泡、马达等启动电流大的场合，C4的取值也要大一点。
图1是使用最广泛的电路，然而它的保护电路仍有几个问题： 1. 在批量生产时，由于元器件的差异，总会有一些电源不能很好保护，这时需要个别调整R3的数值，给生产造成麻烦； 2. 在输出电压较低时，如 3.3V、5V，由于输出电流大，过载时输出电压下降不大，也很难调整R3到一个理想的数值； 3. 在正激应用时，辅助电压Vaux虽然也跟随输出变化，但跟输入电压HV的关系更大，也很难调整R3到一个理想的数值。 这时如果采用辅助电路来实现保护关断，会达到更好的效果。辅助关断电路的实现原理：在过载或短路时，输出电压降低，电压反馈的光耦不再导通，辅助关断电路当检测到光耦不再导通时，延迟一段时间就动作，关闭电源。
浅析通信网络中通信电源的维护 发表时间：2017-10-19T16:16:15.430Z 来源：《电力设备》2017年第15期作者：叶尔森•赛里克[导读] 摘要：随着科技信息的快速发展，电源设备的智能化程度也有了显著的提高，通信电源是整个通信网最重要的部分，所以，相关工作人员要做好通信网络中通信电源的维护管理的工作，从而促进通信网络的快速发展。 （国网新疆电力公司奎屯供电公司新疆奎屯 833200）摘要：随着科技信息的快速发展，电源设备的智能化程度也有了显著的提高，通信电源是整个通信网最重要的部分，所以，相关工作人员要做好通信网络中通信电源的维护管理的工作，从而促进通信网络的快速发展。本文对通信网络中通信电源的维护展开探讨分析，以供参考。 关键词：通信网络；通信电源；维护前言 通信电源是为电力通信设备提供供电电源的核心设备，是保证电力系统安全运行重要的基础设施，为保证通信电源的稳定运行，及时发现系统缺陷，防范因通信电源故障而引起的控制信号传输障碍，从而保证电力系统安全运行，对通信电源实施科学的管理维护是电力设备运行维护工作中的一个重要工作。 一、通信电源系统的概述 实施集中监控管理是当前网络技术发展的必然趋势，也是现代通信网络的重要要求。通信电源基本要求可归纳为可靠、稳定、小型智能和高效率。通信电源安全、可靠是保证通信系统的正常运行的重要前提和根本保障。通信电源不允许中断，否则整个通信系统可能被中断，严重的会造成瘫痪。要保证通信电源系统的可靠性，通信电源系统要在各个环节多重备份。应尽量采用双市电电源供电，即从两个不同的地方引入两路市电输入，并设置两路市电电能自动倒换装置；所用设备要选用可靠性高的高频开关整流设备，采用模块化、热插拔式结构以便于更换，并合理配置备份设备。 二、通信电源的组成及使用 通信电源是专指对通信设备直接供电的电源，它的主要设备及设施有交流市电引入线路、高低压局内变电站设备、自备油机发电机组、整流设备、蓄电池组、交直流配电设备以及UPS、通信电源系统等。通信电源系统目前广泛使用高频开关电源系统设备。高频开关整流器具有重量轻、体积小，节能高效、功率因素高、稳压精度高、信噪比高、可闻噪声低等优点。开关电源都设有监控模块，其智能化程度高、维护简单，电池采用了免维护蓄电池。这样的配置虽给用户带来了许多便利，但在使用过程中还应在多方面引起注意，以确保使用安全。 2.1高频开关整流器。 高频开关整流器处于市电电网和局内通信设备之间，它与市电电网都有着双向的电磁干扰。为了抑制这些噪声对自身和外界的影响，一般采用滤波、屏蔽、接地、合理布局、选择电磁兼容性更好的元件和电路等达到电磁兼容性的要求。另外，在安装开关电源时，注意输入线路和输出线路的隔离，输出线搅合或平行配线、机架底线和信号地线分开等等。电源系统在使用中要避免随意增加大功率的额外设备，也不允许在满负载状态下长期运行。工作性质决定了电源系统几乎是在不间断状态下运行的，增加大功率负载或在基本满载状态下工作，都会造成整流模块出故障，严重时将损坏变换器。 三、通信电源的维护技术 3.1通信电源系统日常维护技术 通信电源维护工作是指对基站电源设备进行日常巡检、维护整改、安全性分析和应急准备等。对电源的各种参数进行定期或不定期的测量和调整.从而保证通信网络的良好运行。 3.2电源系统的功率要大小适度 在日常维护工作中，首先要保证电力机房和电池室的干净清洁和通风恒温。在使用过程中，要注意避免随意增加大功率的额外设备.也不允许在满负载状态下长期运行。工作性质决定了电源系统几乎是在不间断状态下运行的，增加大功率负载或在基本满载状态下工作，都容易造成整流模块出故障。 3.3注意电源系统设施的使用要求 不同厂家、型号的开关电源模块是不能并列运行的。因为不同厂家、型号的开关电源频率不尽相同。负荷均摊自然也就不易实现。如果并用，既不利于设备的长期稳定运行，也容易造成故障。 3.4电池应避免大电流充放电 大电流充放电会造成电池极板膨胀变形，使得极板活性物质脱落，电池内阻增大且温度升高。严重时将造成容量下降，寿命提前终止。在任何情况下，都应防止电池短路或深度放电，因为放电深度越深，循环寿命越短。 3.5蓄电池维护技术 蓄电池是整个通信电源系统维护的关键。当市电异常或在整流器不工作的情况下，蓄电池会担负起对全部负载供电的任务。在市电正常工作时，蓄电池与供电主要设备，整流器并联运行，可改善整流器的供电质量。 四、通信电源的维护措施 4.1完善机房条件，改善设备运行环境 在电力通信网实际运行过程中，设备运行环境和机房条件对整个通信电源工作状态具有极大的影响，有了完善的机房天剑和良好的运行环境，通信电源设备才能够稳定高效的为电力通信网提供所需电能，完善机房条件，需要在配置性能较高的计算机，服务器、传感器和通信电源等核心设备基础上，在机房内安装在线监控系统，以便对机房内情况进行监控，对通信电源系统运行状态进行实时监测，确保通信电源发生故障时，能够及时发现并且及时处理，从而为通信电源设备运行提供优质条件，改善通信电源设备运行环境，需要在机房内安装空调等设备，帮助电源更好更快的散热，并将机房内环境温度和湿度控制在最佳范围内，为了确保通信电源运行在一个良好的环境之中，需要定期对电源设备进行除尘，做好卫生工作，做到从各方面改善设备运行环境。 4.2对高频开关电源失压故障的处理
开关电源之软开关技术在开关电源中的应用阐述 开关电源中的硬开关和软开关是针对开关晶体管而言的。硬开关是不管 开关管上的电压或电流，强行接通或关断开关管。当开关管(漏极和源极之间，或者集电极和发射极之间)的电压及电流较大时，切换开关管，由于开关管状态间的切换(由导通到截止，或由截止到导通)需要一定的时间，这样就会造 成在开关管状态切换的某一段时间内，电压和电流有一个交越区域，这个交 越造成的开关管损耗(开关管的切换损耗)随开关频率的提高而急速增加。 ?若是感性负载，在开关晶体管关断时会感应出尖峰电压。开关频率越高， 关断越快，该感应电压越高。此电压加在开关器件两端，容易造成器件击穿。 ?若是容性负载，在开关晶体管导通瞬间的尖峰电流大。因此，当开关晶体 管在很高的电压下接通时，储存在开关晶体管结电容中的能量将以电流形式 全部耗散在该器件内。频率越高，开通电流尖峰越大，从而会引起开关管的 过热损坏。 ?另外，在次级高频整流回路中的二极管，在由导通变为截止时，有一个反 向恢复期，开关晶体管在此期间内接通时，容易产生很大的冲击电流。显然 频率越高，该冲击电流也越大，对开关晶体管的安全运行造成危害。 ?最后，做硬开关运用的开关电源中，开关晶体管会产生严重的电磁骚扰。 随着频率的提高和电路中的di/dt和du/dt增大，所产生的电磁骚扰也在增大，影响开关电源本身和周围电子设备的正常工作。 ?上述问题严重阻碍了开关器件(开关晶体管和高频整流二极管)工作频率的 提高。近年来开展的软开关技术研究为克服上述缺陷提供了一条有效的途径。和硬开关工作原理不同，理想的软关断过程是电流先降小到零，电压在缓慢
开关整流器的基本原理 一、填空 1、功率变换器的作用是（）。 将高压直流电压转换为频率大于20KHZ的高频脉冲电压 2、整流滤波器电路的作用是（）。 将高频的脉冲电压转换为稳定的直流输出电压 3、开关电源控制器的作用是将输出（）取样，来控制功率开关器件的驱动脉冲的（），从而调整（）以使输出电压可调且稳定。 直流电压、宽度、开通时间。 4、开关整流器的特点有（）、（）、（）、（）、（）、（）及（）。 重量轻、体积小、功率因数同、可闻噪声低、效率高、冲击电流小、模块式结构。 5、采用高频技术，去掉了（），与相控整流器相比较，在输出同等功率的情况下，开关整流器的体积只是相控整流器的（），重量已接近（）。 工频变压器、1/10、1/10。 6、相控整流器的功率随可控硅（）的变化而变化，一般在全导通时，可接近（）以上，而小负载时，仅为左右，经过校正的开关电源功率因数一般在（），以上，并且基本不受（）变化的影响。 导通角、、。 7、在相控整流设备件，工频变压器及滤波电感工作时产生的可闻噪声较大，一般大于（），而开关电源在无风扇的情况下，可闻噪声仅为（）左右。 60db、45db。
8、开关电源采用的功率器件一般（比较）较小，带功率因数补偿的开关电源其整流器效率可达（）以上，较好的可做到（）以上。 88%、91%。 9、目前开关整流器的分类主要有两种，一类是采用（）设计的整流器，一般称之为（），二是采用（）设计的整流器，主要指（）开关整流器。 硬开关技术、SMR、软开关技术、谐振型 10、谐振型技术主要是使各开关器件实现（）或（）导通或截止，从而减少开关损耗，提高开关频率。 零电压、零电流。 11、按有源开关的过零开关方式分类，将谐振型开关技术分为（）—ZCS、（）—ZVS两大类。 12、单端正激变换电路广泛应用于（）变换电路中，被认为是目前可靠性较高，制造不复杂的主要电路之一。 13、单端反激变换电路一般用在（）输出的场合。 14、全桥式功率变换电路主要应用于（）变换电路中。 15、半桥式功率变换电路得到了较广泛的应用，特别是在（）和（）的场合，其应用越来越普遍。 16、开关电源模块的寿命是由模块内部工作（）所决定，温升高低主要是由模块的（）高低所决定，现在市场上大量使用的开关电源技术，主要采用的是（）技术。 17、功率密度就是功率的（），比值越大说明单位体积的功率越大。 18、计算功率有两种方法，一种是（），另一种是模块允许的，在交流和直流变化的全电压范围内所能提供的（）。
浅析通信电源设备的运行安全 论文关键词：通信系统电源设备运行安全维护 论文摘要：通信电源系统是对通信局站各种通信设备及建筑负荷等提供用电的设备和系统的总称。主要由备用发电系统、高压供电系统、变压器系统、不间断电源系统、后备电源系统、直流系统、接地防雷系统以及动力环境监控系统等多个子系统组成。通信离不开电源，通信电源是通信的保障，所以保证通信电源系统的安全运行，对保证通信系统的畅通乃至通信的安全有着积极的意 义。 1 加强通信设备的过电压防护 以大规模集成电路为核心的通信设备随着信息科学技术的发展而得到广泛应用，比分立元器件设备体积小、运行速度快、功耗小、故障率低、便于维护管理是其显著的优点。但它绝缘强度低，工作电压低，承受过电压能力弱，是属于低电平、微电流系列的电子设备。当受到电网过电压或雷电干扰时，电子通讯设备往往会受到较大的破坏。据有关研究显示，过电压对电子通信设备造成的故障损坏比重占到总事故的三至四成。因此加强通信设备的过电压防护，降低设备故障率，已经成为通信维修工作的重中之重。 1.1 加强电源设备的雷电过电压防护 电源是通信设备安全运行的基础，一个良好的电源系统，为通信设备的安全运行提供了坚实的基础。首先要消除由于雷电干扰引起的过电压对通信电源的不良影响。信息产业部发布了专门的通信电源防雷标准，对各种通信站的电源防雷提出了具体要求，主要是两条：一是电力电缆应有金属屏蔽层，且必须埋地进出通信站。其次是在电源上逐级全面加装电源防雷器，实现多等级防护。即在变压器的低压侧加装低压防雷器，高压端加装高压防雷器，在直流配电屏和交流配电屏分别加装直、交流防雷器。防雷设计是保证通信电源系统可靠运行的不可缺少的环节，雷电对信息设备产生危害的根本原因在于雷电电磁脉冲，这种雷电电磁脉冲包括雷电流和雷电电磁场。产生过电压的根源是雷电流，而雷电电磁场则是产生感应过电压的根源。对于通信设备来说，雷电过电压来源主要包括直击雷/感应雷过电压、雷电侵入波和反击过电压。在一般情况下，通信电源必须采取概率防护、系统防护和多级防护的防雷原则，通信电源系统应采用多级防雷体系。而采用防雷器件时还应该考虑到防雷器件对系统的影响，包括工工作电流、作电压、工作频率、谐波干扰、工作温度、绝缘等级、泄漏电流、插入损耗、结构形式、远程监控、操作与维护等，还有安规的影响等。
开关电源拓扑结构概述(降压,升压,反激、正激) 开关电源拓扑结构概述(降压,升压,反激、正激) 主回路—开关电源中，功率电流流经的通路。主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件，以及供电输入端和负载端。 开关电源（直流变换器）的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。 开关电源主回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。 1. 非隔离式电路的类型： 非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。 1.1. 串联式结构 串联——在主回路中开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输入端、输出端、电感器L、负载RL 四者成串联连接的关系。 开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。 串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。例如buck拓扑型开关电源就是属于串联式的开关电源 https://www.doczj.com/doc/548011500.html,/blog/100019740 上图是在图1-1-a电路的基础上，增加了一个整流二极管和一个LC滤波电路。其中L是储能滤波电感，它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过，防止输入电压Ui直接加到负载R上，对负载R进行电压冲击，同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行能量存储，然后在控制开关T关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出；C是储能滤波电容，它的作用是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进行存储，然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电
开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种，在实际的应用中，调宽式使用得较多，在目前开发和使用的开关电源集成电路中，绝大多数也为脉宽调制型。因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。 调宽式开关稳压电源的基本原理可参见下图。 对于单极性矩形脉冲来说，其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度，脉冲越宽，其直流平均电压值就越高。直流平均电压Ｕ。可由公式计算， 即Uo=Um×T1/T 式中Um为矩形脉冲最大电压值；T为矩形脉冲周期；T1为矩形脉冲宽度。 从上式可以看出，当Um 与T 不变时，直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。这样，只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄，就可以达到稳定电压的目的。 二、开关式稳压电源的原理电路 1、基本电路 图二开关电源基本电路框图 开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。 交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。 控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。 ２．单端反激式开关电源 单端反激式开关电源的典型电路如图三所示。电路中所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管VT1 导通时，高频变压器Ｔ初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD1
处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管VT1截止时，变压器Ｔ初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD1 整流和电容Ｃ滤波后向负载输出。 单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20－100Ｗ，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。 单端反激式开关电源使用的开关管VT1 承受的最大反向 电压是电路工作电压值的两倍，工作频率在20－200kHz之间。 ３．单端正激式开关电源 单端正激式开关电源的典型电路如图四所示。这种电路在形式上与单端反激式电路相似，但工作情形不同。当开关管VT1导通时，VD2也 导通，这时电网向负载传送能量，滤波电感Ｌ储存能量；当开关管VT1截止时，电感Ｌ通过续流二极管VD3 继续向负载释放能量。 在电路中还设有钳位线圈与二极管VD2，它可以将开关管VT1的最高电压限制在两倍电源电压之间。为满足磁芯复位条件，即磁通建立和 复位时间应相等，所以电路中脉冲的占空比不能大于５０％。由于这种电路在开关管VT1导通时，通过变压器向负载传送能量，所以输出功率范围大，可输出50－200 Ｗ的功率。电路使用的变压器结构复杂，体积也较大，正因为这个原因，这种电路的实际应用较少。 ４．自激式开关稳压电源 自激式开关稳压电源的典型电路如图五所示。这是一种利用间歇振荡电路组成的开关电源，也是目前广泛使用的基本电源之一。 当接入电源后在R1给开关管VT1提供启动电流，使VT1 开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2 中感应出使VT1 基极为正，发射极为负的正反馈电压，使VT1 很快饱和。与此同时，感应电压给C1充电，随着C1充电电压的增高，VT1基极电位逐渐变低，致使VT1退出饱和区，Ic 开始减小，在L2 中感应出使VT1 基极为负、发射极为正的电压，使VT1 迅速截止，这时二极管VD1导通，高频变压器Ｔ初级绕组中的储能释放给负载。在VT1截止时，L2中没有感应电压，直流供电输人电压又经R1给C1反向充电，逐渐提高VT1基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电路就这样重复振
通信电源的管理与维护 1 通信电源系统的组成 电源是通信系统的重要组成部分。一个完整的通信电源系统由5个部分组成：交流配电单元、整流模块、直流配电单元、蓄电池组、监控系统。 2 对通信电源系统的基本要求和特点 对通信电源系统的基本要求是可靠性和稳定性。一般通信设备发生故障的影响面比较小，是局部性的，但如果通信电源系统一旦发生故障，通信系统将全部中断，所以电源系统要应有备份设备，电源设备要有备品备件，市电要有双路或多路输入，交流和直流互为备用。我国对通信电源的要求是：防雷措施要求完善，设备允许的交流输入电压波动范围大，多重备用系统以防止电源系统发生电源完全中断故障。由于电网分布和利用市电的条件存在千差万别，许多地方的市电电压波动范围很大。特别是一些变电站、微波站、光通信站和模块站等，有时交流电电压波动范围达±30%以上。为提高市电的可用度，要求电源设备具有更宽的工作电压范围，否则就要增加稳压装置。 3 通信电源的管理 3．1 加强对电源设备的重视 电源设备与通信网中的其它设备（如交换、传输等）有较大的不同，本质上，电源设备是机电设备而非通信设备。正因为如此，在通信中，它得不到充分的重视，无论是在组织机构、人员、资金还是管理上，都得不到相应的保证。然而，必须看到，通信电源作为整个通信电信网中的能量保证，它的作用是整体和全局性的。虽然它不是通信网主流设备，但它却是通信网中最重要、最关键的设备。 3．2 加强电源管理上的专业化 对通信电源要求通信网上的各级管理层次和建设、维护方面应该有独立的电源专业管理机构和人员。因为通信电源是一个专业，而且是个包括多种系统和学科的大专业，因此，应该对它作相应的专业管理，由其它专业人员来兼管电源专业是不够的，也是不科学的。 3．3 重视通信电源系统初期的设计、安装 电源系统设计时应充分考虑容量大小、地理位置、空间布置、未来发展、设备质量、工作勘察与设计、运行方式选择、建设管理、运行维护管理等各个环节。其中对于设备选择、方案设计、工程管理等环节尤其要加强重视和管理。
开关电源中的光耦的作用 开关电源的光耦主要是隔离、提供反馈信号和开关作用。开关电源电路中光耦的电源是从高频变压器次级电压提供的，当输出电压低于稳压管电压是给信号光耦接通，加大占空比，使得输出电压升高；反之则关断光耦减小占空比，使得输出电压降低。旦高频变压器次级负载超载或开关电路有故障，就没有光耦电源提供，光耦就控制着开关电路不能起振，从而保护开关管不至被击穿烧毁。 通常光耦与TL431一起使用。下面是led电源驱动芯片(开关电源芯 片)TMG0321/TMG0165/TMG0265/TMG03655的部分电路。两电阻串联取样到431R端与内部比较器进行比较.然后根据比出的信号再控制431K端(阳极接光耦那一端)对地的电阻,然后达到控制光耦内部发光二极管的亮度.(光耦内部一边是一发光二极管,一边是一光敏三极管)通过发光的强度.控制另一端三极管的CE端的电阻也就是改变了led电源驱动芯片(开关电源芯 片)TMG0321/TMG0165/TMG0265/TMG0365检测脚的电流（1脚：电压反馈引脚，通过连接光耦到地来调整占控比）.根据电流的大小，led电源驱动芯片(开关电源芯 片)TMG0321/TMG0165/TMG0265/TMG0365就会自动调整输出信号的占空比,达到稳压的目的 TMG0321/TMG0165/TMG0265/TMG0365芯片是一款高集成度、高性能的PWM＋MOSFET 管二合一的电流型离线式开关电源控制器。适用于充电器、电源适配器、LED驱动电源等各类小功率的开关电源。采用DIP8 封装，无需加散热器可输出0～36W 的功率（加散热可以做到更大）。电路结构简单，成本低。具有完善的保护功能，包括过压、欠压、过温、过载及短路等保护。固定振荡频率及抖频功能，可以降低EMI。待机功率低，在待机时进入跳周期模式，符合“能源之星”等待机功耗标准要求。 光耦在开关电源中有两个作用。 1；隔离，把进线220V的强电和电路板电路隔离开来，也就是常说的…冷底板?。 2；同时把后面工作电路中变化的电压信号通过光耦的原端发光二极管转变成光信号照射到次端的光敏二极管从而改变光敏二极管的电阻，在通过这个电阻的变化去控制开关电源，完成了隔离和反馈控制的作用。
开关电源技术 题目一种新型开关电源的设计与应用 指导教师王志娟 学生香标 学号 5 专业自动化 教学单位学院机电工程系（盖章）2013 年 11月 6日 目录 摘要---------------------------------------------------------------------------------------------3
引言---------------------------------------------------------------------------------------------3 第一章开关电源概述-----------------------------------------------------------------------3 1.1 开关电源发展历史与应用力---------------------------------------------------3 1.2 开关电源所用的术语------------------------------------------------------------4 第二章输入电路-----------------------------------------------------------------------------5 2.1 输入保护器件---------------------------------------------------------------------5 2.2 输入阳间电压保护---------------------------------------------------------------5 2.3 输入整流滤波电路原理---------------------------------------------------------6 第三章隔离单端反激式变换器电路------------------------------------------------------7 3.1 单端反激式变换器电路中的开关晶体管------------------------------------7 3.2 单端反激式变换器电路中的变压器绕组------------------------------------8 第四章UC3842的原理及技术参数---------------------------------------------------------8 4.1 UC3842的原理和概述------------------------------------------------------------8 4.2 UC3842的技术参数--------------------------------------------------------------10