ZBTSC系列大功率无触点开关
一、概述
ZBTSC系列大功率无触点开关是一种智能化的控制执
行部件，被广泛用于电容器组、L-C滤波器组的快速频繁投
切。特别适合一些负荷变化快、波动频繁、要求比较高的现
场。
该产品是无机械触点的电子开关，可跟踪负载电流变
化，对电力电容器组采用过零快速投切，具有投入无涌流、
切除无过压、无电弧重燃、无噪音、响应时间快、使用寿命
长、维修量小、可频繁投切等特点。并且具备过温保护、运
行指示等功能。
二、产品特点：
◆过零投切、无涌流、无火花产生，响应时间≤20ms。
◆具有过温保护，超温闭锁功能。
◆允许频繁投切，维护简单方便。
◆采用脉冲变压器触发电路。性能稳定、可靠。
三、技术特点
ZBTSC大功率无触点开关主要由控制电路、同步电路、触发
电路、驱动电路组成。控制电路采用光电隔离技术，驱动电路采
用进口反并联晶闸管模块，具有工作稳定、抗干扰能力强等特点。
当控制器发出控制信号后，晶闸管在过零点导通或截止，从而实
现相应电容器的投入与切除。
采用专用触发控制电路。触发板输出的触发脉冲对称度高，抗
干扰能力强。触发板由电源电路、导通比设定电路，导通比周期设
定电路、过零检测电路、输入信号转换电路等单元组成。与传统的
触发电路相比，具有过零触发稳定可靠、抗干扰能力强、触发功率
大等特点。
四、技术参数及型号
参数型号额定电压
(kV)
额定频率
(Hz)
补偿容量
(kvar)
控制电压
ZBTSC-2-10 0.4 50、60 10 (9-12V DC.) 5mA
ZBTSC-2-15 0.450、6015 (9-12V DC.) 5mA
ZBTSC-2-20 0.450、6020 (9-12V DC.) 5mA
ZBTSC-2-25 0.450、6025 (9-12V DC.) 5mA
ZBTSC-2-30 0.450、6030 (9-12V DC.) 5mA
ZBTSC-2-40 0.450、6040 (9-12V DC.) 5mA
ZBTSC-2-60 0.450、6060 (9-12V DC.) 5mA *ZBTSC-2-80 0.450、6080 (9-12V DC.) 5mA
ZBTSC-3-15 0.23 50、6015 (9-12V DC.) 5mA
ZBTSC-3-30 0.23 50、6030 (9-12V DC.) 5mA
ZBTSC-3-40 0.23 50、6040 (9-12V DC.) 5mA
ZBTSC-3-60 0.23 50、6060 (9-12V DC.) 5mA *ZBTSC-3-80 0.23 50、6080 (9-12V DC.) 5mA 注：带*号为特型产品，需订制。
ZBTSC-2-XX为共补开关。
ZBTSC-3-XX为分补开关。
六、技术参数
◆额定电压：400V AC.，660V AC.
◆控制信号：12V DC. 5mA
◆响应时间：≤20ms（三相全部投入时间）◆ di/dt≥500A/μs dv/dt≥1000v/μs ◆功耗:管压降≤2.0V
◆工作电源：~220V 、~380V(需订制)
七、环境条件
◆环境温度：-20～+50 ℃，24小时内平均温度不超过+35 ℃
◆贮存温度：-25～+70 ℃
◆相对湿度：不超过85%
◆大气压力：80～110kPa
◆周围介质中不应含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质，不允许充满水蒸汽及
有较严重的霉菌存在
使用地点应具有防御雨、雪、风、沙、灰的设施八、结构及外形尺寸（单位：mm）：
型号
外形尺寸
(宽×高×深)
嵌入深度
40kvar及以下容量155×180×16045
40kvar以上容量155×215×180 45 注：以一次回路接线方向为“高”的方向。
六、安装及开孔尺寸（单位：mm）：
五、接线图
直流开关电源的新技术应用与发展摘要：随着电子技术和通信业的快速发展，高频开关电源的应用越来越广，开关频率的持续提高使开关电源的性能也得以进一步优化，集成度更高，功耗更低，电路更加简单，工作更加可靠，是开关电源发展的方向。目前，高频开关电源在我省广播电视各微波站得到了广泛的应用，基于此结合实际将传统电源与现代高频开关电源对比来介绍高频开关电源的新技术及其优点。 关键词：高频；谐振；开关；逆变 1 高频开关电源组成原理 高频开关整流器一般是先将交流电直接经二极管整流、滤波成直流电，再经过开关电源变换成高频交流电，通过高频变压器变压隔离后，由快速恢复二极管高频整流、电感电容滤波后输出，见图1。 1．1 主电路 从交流电网输入、直流输出的全过程，包括： (1)输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。 (2)整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，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：位于整流滤波和逆变之间，为了消除由整流电路引起的谐波电流污染电网和减小无功损耗来提升功率因数。 (4)逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。 (5)输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 1．2 控制电路 一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。 1．3 检测电路 除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据供值班人员观察、记录。 1．4 辅助电源
一、IGCT方案 IGCT 是基于GTO结构的一个新型电力半导体器件，它不仅有与GTO相同的高阻断能力和低通态压降，而且有与IGBT相同的开关性能，兼有GTO和IGBT 之所长，是一种较理想的兆瓦级、中压开关器件。 IGCT 图（1） A 图（2） 图（2），为IGCT器件的表示符号，其开通和关断条件如下： IGCT的开通：当门极电压u GK>U gt(IGCT门极触发电压)时，触发导通。 IGCT的关断：当门极电压u GK=-U gt(IGCT门极关断电压)时，关断。 ABB公司将IGCT及其驱动集成在一块电路板上，并有不同的电压、功率等级，增加了系统运行的可靠性。比如Reverse Conducting Integrated Gate-Commutated Thirstier 5SHX 10H6010等下面简要介绍其结构和使用方法，详细的参数见数据手册。
驱动电路的原理图如图（3）所示。 IGCT 门极 IGCT 阴极 IGCT 开关命令信号 IGCT 开关状态信号 IGCT 开关驱动电源 图（3） 不选择Reverse Blocking 类型的IGCT ，而选Reverse Conducting 类型的IGCT 。 IGCT 开关命令信号由图（1）中的脉冲产生逻辑电路产生的脉冲经过光耦或者光纤隔离之后得到。光耦可用一般工业光耦如HFBR 15/1528 / 2528等。 图（6）光纤触发电路 IGCT 驱动电源正常IGCT 出错 IGCT 导通 IGCT 关断 图（7）状态显示信号 IGCT 开关状态信号可以用来检测电路的状态以及判断驱动电路是否工作正常。IGCT 的关断和导通在接受到命令信号后在几个μs 内完成。 该方案具有导通压降小，损耗小，开发方便，用件较少等特点。
第一章通信电源系统概述 通信电源是向电信设备提供交直流电的能源，它在电信网上处于极为重要的位置，人们往往把电源设备的供电比喻为电信设备运行的“心脏”。如果一个市话局的供电发生故障，中断供电将使整个电话局瘫痪，影响社会的正常生活和运作。如果一个长途干线站或电信枢纽局发生供电故障，中断供电则必将造成严重的经济损失和社会影响。因此，要求电源工作人员全面掌握电源设备的基本性能、工作原理和运用方法，做好电源设备的维护工作。 通信电源设备和设施主要包括：交流市电引入线路、高低压局内变电站设备、柴油发电机组、整流器、蓄电池组、直流变换器和交流逆变设备、以及各种交直流配电设备等。 通信配电就是把上述的电源设备，组合成一个完整的供电系统，合理地进行控制、分配、输送，满足通信设备的要求。 一个完整的电源系统，其组成如图1-1-1所示。 (a)不间断(b)可短时间中断(c)允许中断 图1-1-1 电源系统组成方框示意图 第一节交流供电系统 交流供电系统由主用交流电源、备用交流电源（油机发电机组）、高压开关柜、电力降压变压器、低压配电屏、低压电容器屏和交流调压稳压设备及连接馈线组成的供电总体。 主用交流电源均采用市电。为了防备市电停电，采用油机发电机等设备作为备用交流电源。大中型电信局采用10KV高压市电，经电力变压器降为380V/220V低压后，再供给整流器、不间断电源设备（UPS）、通信设备、空调设备和建筑用电设备等。小型电信局（站）则一般采用低压市电电源。
一、交流供电系统的组成 1、高压开关柜。高压开关柜的主要功能，除了引入高压（一般10KV）市电外，并能保护本局的设备和配线，同时还能防止由本局设备故障造成的影响波及到外线设备。高压开关柜还有操作控制和监测电压和电流的性能。 高压开关柜内安装有高压隔离开关、高压真空断路器（或油断路器）、高压熔断器、高压仪用互感器和避雷器等元器件。 2、降压电力变压器。降压电力变压器是把10KV高压电源变换到380V/220V低压的电源设备。电力变压器一般采用油浸式变压器，也有的采用有载调压变压器。近年来，由于干式电力变压器便于在机楼内安装，因此也逐渐得到应用。 3、低压配电设备。低压配电设备是将由降压电力变压器输出的低电压电源或直接由市电引入的低电压电源进行配电，作市电的通断、切换控制和监测，并保护接到输出侧的各种交流负载。低压配电设备由低压开关、空气断路开关、熔断器、接触器、避雷器和监测用各种交流电表等组成。 4、低压电容器屏。根据原水电部《供用电规则》规定：“无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数基础上，设计和装置无功补偿设备”以达到规定的要求。电信局（站）以采用低压补偿用电功率因素的原则，装设电容器屏。屏内装有低压电容器、控制接入或撤除电容器组的自动化器件和监测用功率因数表等组成。 5、调压稳压设备。在市电电压变动超出规定时，需装设调压设备使输出电压稳定在额定电压允许范围内。除采用有载调压变压器在高压侧调压外，电信局（站）一般在低压侧调压，过去曾采用感应调压器，但因调节速度慢、体积大等问题，现已改用自动补偿式电力稳压器和交流参数稳压器等设备。 6、柴油发电机组 柴油发电机组是用柴油机作为动力，驱动三相交流发电机提供电能。柴油机利用柴油在发动机汽缸内燃烧，产生高温高压气体爆炸做功，经过活塞连杆和和曲轴机构转化为机械动力。柴油机分为二冲程柴油机和四冲程柴油机。二冲程柴油机是两个冲程（曲轴旋转一周）完成一个工作循环，四冲程柴油机是四个冲程（曲轴旋转两周）完成一个工作循环。 二、几个重要的概念 1、系统容量。系统容量指的是交流供电时，供电设备所能提供的最大功率。如市电供电时，指的就是电力变压器的额定容量；柴油发电机组供电时指的就是柴油机的额定功率；UPS供电时指的就是UPS的额定功率等等。但是它们表示容量的单位却不一样，电力变压器和UPS计量单位是伏安V A（或千伏安KV A），我国国家标准（GB）规定发电机组必须用瓦W（或千瓦KW）表示。伏安表示的是视在功率，瓦表示的是有功功率。这在实际应用中是有很大的区别的，只有在理想情况下，它们的功率因数都等于1时，在数值上是相等的。 2、功率因数。功率因数的定义是有功功率与视在功率的比值。功率因数cosφ = P/S的物理意义是供电线路上的电压与电流的相位差的余弦。 国标规定：变压器的功率因数为0.8；柴油发电机组的功率因数为0.85；例如，标称容量100KV A的变压器，
Word文档可进行编辑 开关电源的原理和发展趋势 第一节高频开关电源电路原理 高频开关电源由以下几个部分组成： 一、主电路 从交流电网输入、直流输出得全过程,包括： 1、输入滤波器：其作用是将电网存在得杂波过滤,同时也阻碍本机产生得杂波反馈到公共电网. 2、整流与滤波：将电网交流电源直截了当整流为较平滑得直流电,以供下一级变换. 3、逆变：将整流后得直流电变为高
频交流电,这是高频开关电源得核心部分,频率越高,体积、重量与输出功率之比越小. 4、输出整流与滤波：依照负载需要,提供稳定可靠得直流电源. 二、操纵电路 一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去操纵逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,依照测试电路提供得数据,经爱护电路鉴不,提供操纵电路对整机进行各种爱护措施. 三、检测电路 除了提供爱护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表数据. 四、辅助电源 提供所有单一电路得不同要求电源. 第二节开关操纵稳压原理
开关k以一定得时刻间隔重复地接通和断开,在开关k接通时,输入电源e 通过开关k和滤波电路提供给负载rl,在整个开关接通期间,电源e向负载提供能量；当开关k断开时,输入电源e便中断了能量得提供.M可见,输入电源向负载提供能量是断续得,为使负载能得到连续得能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放.图中,由电感l、电容c2和二极管d组成得电路,就具有这种功能.电感l用以储存能量,在开关断开时,储存在电感l中得能量通过二极管d释放给负载,使负载得到连续而稳定得能量,因二极管d使负载电流连续不断,因此称为续流二极管.在ab间得电压平均值eab可用下式表示： eab=ton/t*e 式中ton为开关每次接通得时刻,t为开关通断得工作周期（即开关接通时刻ton和
现代电源技术发展历程概述[精编版] 现代电源技术发展历程 2007-08-23 现代电源技术是应用电力电子半导体器件，综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠
性的电源中起关键作用，是现代电力电子技术的具体应用。
当前，电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来，电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用，实现高效率和高品质用电相结合。 1. 电力电子技术的发展 现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1.1 整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供，但是大约20%的电能 是以直流形式消费的，其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮，目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 1.2 逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出，静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。
无触点继电器使用说明书 ●产品概述： T系列无触点继电器是采用光电隔离型交流电过零触发技术和直流恒流源技术，主要器件全部采用原装进口，并严格生产检测工艺，确保其高可靠性，产品的主要特点是：防震﹑防潮﹑防腐﹑防爆﹑开关速度快﹑无噪音﹑寿命长﹑无火花，体积小（宽度仅为17mm），带负载能力强,可用于扩展PLC的带负载能力，可以驱动6～16通径的电磁阀和小功率直流电机等感性负载，特别适用于液压系统内控制电磁液压阀，完美地完成用微弱的电压信号控制较大的电流。可广泛应用在建筑陶瓷生产线﹑化工生产﹑机床机械加工﹑灯光控制﹑电加热控制﹑煤炭化工等现场环境恶劣，开关动作频繁的场合使用，是传统电磁式继电器的最佳更新换代产品。 专利号：ZL201520010075.8 ●外形尺寸：
●型谱： ●无触点继电器的特性： 1：无触点继电器内部全部采用贴片工艺生产，采用进口电子器件（无机械触点），增强了抗干扰性能，集成度高，体积小巧，结构紧凑，单片模块化，万能卡规安装，输入输出接线端子异侧排列，便于布线，拆装方便有利于减少控制箱的尺寸，降低成本。 2:集成翼型散热片，完全树脂灌封，焊接在电路板上，耐振动，耐潮湿和灰尘。3:输入输出之间完全隔离，输出端损坏对plc无影响，输入端采用恒流源技术，计算机可以直接控制，电流恒定不随电压的改变而改变（10ma左右）控制端电压适应范围宽涵盖5v，12v，24v。 4：超长使用寿命（可达数年不坏），使设备维护变得省心.
5:响应速度快，最高可达1KHZ，响应速度为纳秒级（电磁式继电器响应速度为 ms级），响应速度超过plc的速度，能准确执行plc的控制指令。提高设备的效 率。 6:通态压降最小0.15vDC ●无触点继电器接线示意图： *TM20D05和T44D05 输入端均采用恒流源电路，驱动电流很小，可以直接由光电开关或接近开关来驱动，当光电开关或接近开关信号线比较长时也能准确触发（电压在3.2-32VDC）。
国内外研发状况及发展方向 国内外开关电源的研发现状 自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。1977年国外首先研制成脉宽调制(PWM)控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General 公司、Unitrode公司等相继推出一系列PWM芯片。近些年来，国外研制出开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。1994年，美国电源集成公司(Power Integrations)在世界上率先研制成功三端隔离式PWM型单片开关电源，其属于AC/DC电源变换器。之后相继推出TOPSwitch、TOPSwitch-II、TOPSwitch-Fx、TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列产品。意-法半导体公司最近也开发出VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用[1]。目前，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。 与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。但是，随着国内技术的进步和生产规模的扩大，进口中小功率模块电源正在快速被国产DC/DC产品所代替。 开关电源的使用为国家节省了大量铜材、钢材和占地面积。由于变换效率提高，能耗减少，降低了电源周围环境的室温，改善了工作人员的环境。我国邮电通信部门广泛采用开关电源极大地推动了它在其它领域的广泛应用。值得指出的是，近两年来出现的电力系统直流操作电源，是针对国家投资4000亿元用于城网、农网的供电工程改造、提高输配电供电质量而推出的，它已开始采用开关电源以取代传统的相控电源。国内一些通信公司如中兴通讯等均已相继推出系列产品。目前，国内开关电源自主研发及生产厂家有300多家，形成规模的有十多家。国产开关电源已占据了相当市场，一些大公司如中兴通讯自主开发的电源系列产品已获得广泛认同，在电源市场竞争中颇具优势，并有少量开始出口。 开关电源的发展方向 目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管，开关频率可达几十千赫；采用MOSFET的开关电源转换频率可达几百千赫。为提高开关频率，必须采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路，这种工作方式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度，理论上开关损耗为零，噪声也很小，这是提高开关电源工作频率的一种方式。采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化。开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下四个方面。 一、小型化、薄型化、轻量化、高频化———开关电源的体积、重量主要是由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可
一次下电和二次下电概述 一次下电和二次下电是保护级别的不同,在通信网络中,传输网络是优先保证的网络,所以传输网络都接的二次下电,其他的业务支撑系统接一次下电。区别是当停电时,蓄电池开始供电，但是蓄电池的电压会随着供电时间而下降，当蓄电池电压低于48V时，开关电源会把一次下电系统断开,也就是说剩下的电力将优先供给传输系统等重要网络,当电压继续下降到４3V以下时,二次下电也就断开了。这就是一次和二次下电的含义! 本来以前老开关电源就只有一个常开型直流接触器根据电池放电性能就只有设置一个电保电压。现在如：北京动力源开关电源,装了两个常开型直流接触器,一个400A,一个2０0Ａ。4０0A为一次下电,200A为二次下电。设置两个下电的电压可以在控制器设置下电电压，如果电保板Ｕ型短接冒断开的情况下由电保板设置两个下电电压，一般根据电池放电性能，一次下电电压设置为47-４８V,二次下电电压设置为４3V,厂家设计设置保护下电目的是为了保护蓄电池组，厂家增加了二次下电目的是为了更好保护重要的干线设备,我们可以把非常重要的干线设备直接接在二次下电，支线和附属设备接在一次下电,在市电中断蓄电池组深放电情况下可以更好的保护干线设备供电，我个人认为也可以把一次下电，二次下电做为通信设备主备用供电方式,我们单位几个机房我就这么做的。还一种情况有些厂家把二次下电直接挂在电池组输出端没有通过常开型直流接触器和电保板保护。所谓的一次下电、二次下电都是对开关电源(电源柜）说的。配电箱的交流电引入开关电源后，经过整流,变压输出-４8伏，同时对蓄电池组进行浮充、均充操作。当市电输入中断后,电池组开始放电,给接入开关电源的负载供电如基站设备（BTS）、传输设备（光端机）等，保证基站的正常运行。当电池电压下降到开关电源设置的一次下电电压时，开关电源断掉接在一次下电端子上的非重要业务负载；电池组继续放电，给二次下电端子上面接的重要业务负载供电,当电池电压下降到二次下电电压时，开关电源切断所有负载,保护电池组不会出现过放电现象，过放电对电池是致命的伤害,而且是不可逆的，会造成整组电池的报废,可是几万块钱呢。一般是把基站设备(BＴS)接入一次下电，将传输设备（光端机)等接入二次下电。一次、二次下电电压的设置都是在开关电源上，具体参数根据电池组容量，电池组工作年限,负载功耗等参数设置。 下面按厂家甲来讲一下下电的意义:之所以需要下电，目的其实主要是为了保护电池，需要保护电池的一般是基站等无人机房,而核心机房由于重要，所以一般不设下电功能。第一次被下电的设备一般为本地的非重要但电流较大的负载，影响的一般为本地局部，而第二次下电的负载则是重要的负载一般为传输设备，电流较小，但中断后可能会影响到其他局站,所以这类重要的负载一般都接到第二次下电的部分。因为会首先切除一些大电流非重要负载，所以轻载后，电池仍可以继续工作一段较长的时间，以便维护人员能够有时间赶到,进行发电应急处理。而如果达到第二次下电的保护电压，仍然没有恢复市电，或采取油机发电，则为了保护电池不被深度放电损坏,这时候就会全部切除电池,切除通过直流接触器来实现,第一次下电电压会设置的比第二次下电电压高1Ｖ左右,看情况和要求而定，而对于－48V系统而言，第二次下电电压值一般设置为单体电池的放电中止电压值之和,也就是说为4３．2Ｖ。 所谓二次下电功能,须从蓄电池放电时的特性谈起。蓄电池在输出能量时，其两端电压不断下降，当下降到一定值（一般称为终止电压）的时候,就必须断
电力电子技术和开关电源的发展历程 1. 电力电子技术的发展 现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1.1 整流器时代 大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 1.2 逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。 1.3 变频器时代 进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT 的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。 2. 现代电力电子的应用领域 2.1 计算机高效率绿色电源 高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。 计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品，绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。 2.2 通信用高频开关电源
无触点开关 non-contact switch wuehud一an kolguan 无触点开关(non一eontaet switeh)靠改变电路阻抗值的变化，阶跃地改变负荷电流，而完成电路通断的一种开关电器(见低压电器)。无触点开关的主要特点是没有可运动的触头部件，导通和关断时不出现电弧或火花。无触点开关分为磁放大器式无触点开关，电子管、离子管式无触点开关，半导体无触点开关。磁放大器式无触点开关是利用磁性材料做成的。其磁放大器铁芯上绕有交流绕组和直流绕组，改变直流绕组的直流磁化电流的大小即可改变铁芯的磁导率，以使交流绕组的电抗值变化。电路中交流绕组的电抗值最大时，电路的箱出电流最小;而铁芯饱和后，交流绕组的电抗值最小，则翰出电流最大。此两种工作状态对应于电路的关断和导通。由于带铁芯的交流绕组电抗值不可能无穷大，所以电路在高阻状态下尚有一定的输出电流。此种无触点开关体积与重量较大，电流转换的速度慢，已较少采用。电子管、离子管式无触点开关是利用栅极可控特性使阳极与阴极间导通或截止来控制翰出电流变化的，由于电子管、离子管的功率不能作得很大，在实际应用中受到了很大的限制，也已较少使用。半导体无触点开关是借电路中半导体器件的可控导通性来实现电路通断的一种开关电器。它是20世纪50年代后发展起来的一种开关，可用晶体管或晶闸管组成，由于晶体管受到功率的限制，大都采用晶闸管及其控制电路组成。半导体无触点开关的优点是:电流可以作得较大，耐反压值高，控制门极功耗小，导通和关断时间短，工作寿命长，环境适应性好，工作效率高等. 例如，对有触点的接触器，操作频率高于36。。次/h以上时就很困难了，但对半导体式无触点开关则操作频率每小时可达数万次至数十万次以上.半导体无触点开关的缺点是:电流大时，功耗较大，需加用散热器或用风冷或水冷方法降低结温，从而增加了器件的尺寸与重t。为此出现了混合式半导体无触点开关，如混合式半导体接触器(hyb‘d semieon duetor。ontaetor)就是用有触点开关与无触点开关并联组成的，电路的通断由无触点.开关的半导体器件完成，而导通后的电流主要是从有触点开关流过，从而克服了上述缺点 。
直流电源设计方案
目录 1.概述 (1) 2 系统的整体结构设计 (3) 3．三相六开关APFC电路设计 (23) 4. 移相全桥ZVS PWM变换器分析与设计 (28) 5．高压直流二次电源DC／DC变换器设计 (34) 6. 器材选取 (40) 7. 电源系统散热分析 (55) 8. 参数设计仿真结果 (58)
1.概述 1.1 目的和意义 目前，越来越多的电力电子设备投入到电网中，由于不可控整流器在大功率电源设备中的广泛应用，其对电网造成的谐波污染日益严重，使得电能生产、传输和利用的效率降低，并影响电网的安全运行。为了保证电网的正常运行，现在采取的办法往往是限制接入电网的整流设备的容量，这就限制了一些大功率直流电源的使用。电力电子装置，尤其是各种直流变换装置向高频化、高功率密度化发展，其关键技术是软开关技术。因此，大功率开关电源的功率因数校正技术及DC/DC变换器软开关技术是当前研究的热点。 1.2 开关电源技术发展现状 开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件，通过控制开关元件的占空比进而调整输出电压的电源变换装置，开关电源的前置级将电网工频电压经整流滤波为直流电压，再经直流变换电路即开关电源后即处理后输出、整流、滤波。为了稳定输出电压，设计电压反馈电路对输出的电压进行采样，并把所采样的电压信号送到控制电路中，进行比较处理，调节输出的控制脉冲的占空比，最终使输出电压的纹波及电源的稳定满足设计指标。 开关电源通常包括EMI滤波模块、AC/DC变换模块、DC/DC变换模块、控制、驱动及保护模块、辅助电源模块等。传统的开关电源输入电流中谐波含量高,功率因数低,开关损耗大、电磁干扰严重等一系列问题阻碍了电源技术向着高效率、绿色化、实用化的方向发展。自20世纪80年代以来,随着有源功率因数校正技术和软开关技术的发展,上述问题得到了较好的解决，开关电源技术也步入了一个新的迅速发展的阶段。 1.3 本次设计的主要容 本次设计一款符合《航天地面直流电源通用规》要求的直流电源系统。其采用两级结构，前级AC/DC部分采用三相六开关APFC电路，后级采用移相全桥ZVS
太原理工大学课程设计任务书 指导教师签名：日期：
前言 随着电力电子技术的发展，开关电源的应用越来越广泛。反激式开关电源以其设计简单，体积小巧等优势，广泛应用于小功率场合。开关电源以其小型、轻量和高效率的特点，被广泛地应用于各种电气设备和系统中，其性能的优劣直接关系到整个系统功能的实现。开关稳压电源有多种类型，其中单端反激式开关电源由于具有线路简单，所需要的元器件少，能够提供多路隔离输出等优点而广泛应用于小功率电源领域。 本论文根据输入电压经EMI滤波设计整流桥，再与直流变压器开关管构成反激电路。通过输出反馈经UC3842控制占空比，从而使输出电压稳定。反激电路中开关管开通原边线圈储存能量，副边不导通。原边关断时，线圈储存的能量通过互感向负载提供能量。输出电压反馈由TL431和光耦构成，当输出稳定时，有一个稳定的电流；当输出电压增大时，TL431分流增加，发光二极管亮度改变，使三级管电流改变，致使开关管控制导通占空比改变，从而使输出电压减小。另外，芯片UC3842引脚接一电流反馈，通过控制分压值实现截流保护，防止输出过电流。 设计中，直流变压器的设计是重点，需要计算其原边电感，原副边匝数，铁芯的选择，根据这些参数构造电路图，计算各电容电阻值及二极管承受的反压，选择合适的型号。 论文先介绍了开关电源及反激式开关电源，然后介绍器件选型，再分部分介绍主电路、控制电路和保护电路，最后附表为选择时参数参考表和总电路图。
目录 前言 第一章开关电源概述 (1) 1.1开关电源综述 (1) 1.2反激式开关电源介绍 (2) 第二章总体方案的确定 (2) 2.1总体设计思路及框图 (2) 2.2仿真原理图 (3) 第三章具体电路设计 (5) 3.1EMI滤波电路 (5) 3.2整流滤波电路设计 (6) 3.3高频变压器的设计 (7) 3.4控制反馈电路的设计 (15) 3.5保护电路的设计 (17) 3.6输出侧滤波电路设计 (18) 第四章电路仿真与结果 (19) 4.1 EMI滤波电路 (19) 4.2整流电路 (21) 4.3反激型电路 (22) 4.4反馈电路 (23) 4.5总电路 (24) 心得体会 (25) 参考文献 (26)
开关电源技术发展趋势浅谈
2009-12-3 7:45:23
开关电源是利用现代电力电子技术,采用功率半导体器件作为开关,通过控制开 关晶体管开通和关断的时间比率(占空比),调整输出电压,维持输出稳定的一种电 源.早在 20 世纪 80 年代计算机电源全面实现了开关电源化,率先完成计算机电源换 代,进入 90 年代开关电源已广泛应用在各种电子,电器设备,程控交换机,通讯, 电力检测设备电源和控制设备电源之中.开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控 制 IC 和 MOSFET 构成.开关电源和线性电源相比,两者的成本都随着输出功率的增 加而增长,但两者增长速率各异.线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关 电源,这一点称为成本反转点.随着电力电子技术的发展和创新,使的开关电源技术 也不断的创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,从而为开关电源提供了广 阔的发展空间. 开关电源高频化使其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源更进 入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高技术产品的小型化, 轻便化.另外开关电源的发展与应用在节约能源,节约资源及保护环境方面都具有重 要的意义. 开关电源的发展方向是高频,高可靠,低耗,低噪声,抗干扰和模块化.由于开 关电源轻,小,薄的关键技术是高频化,因此国外各在开关电源制造商都致力同步开 发新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体 (Mn-Zn)材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的 磁性能,而电容器的小型化也是一项关键技术.SMT 技术的应用使得开关电源取得 了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻,小薄.开关电源的 高频化就必然对传统的 PWM 开关技术进行创新, 实现 ZVS, ZCS 的软开关技术已成 为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源的工作效率.对联高可靠性指标,美 国的开关电源生产商通过降低运行电流,降低结温等措施以减少器件的应力,使得产 品的可靠性大大提高. 模块化是开关电源发展的总体趋势,可以用模块化电源组成分布式电源系统,可 以设计成 N+1 冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展.针对开关电源运行噪声 大这一缺点,若单独追求高频化,其噪声也必将随着增大,而用部分谐振转换电路技 术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术实际应用仍存在着 技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,使得多项技术得以实用化.电力电子 技术的不断创新,开关电源产业有着广阔的发展前景.要加快我国开关电源产业的发 展速度就必须走技术创新之路,走出有中国特色的产学研联合发展之路,为我国国民 经济的高速发展做出贡献.
毕业论文（设计） 题目开关电源设计 英文题目switch source design 院系 专业 姓名 年级 指导教师
2015年4月 摘要 摘要内容： 本论文题目是学校根据学生的实际情况和所学的专业而设计的，它体现了学校对学生的理论知识和实践动手能力的考察，并且让学生充分的发挥自己所学的知识。 随着大规模和超大规模集成电路的快速发展，特别是微处理器和半导体存储器的开发利用，孕育了电子系统的新一代产品。显然，那种体积大而笨重的使用工频变压器的线性调节稳压电源已经过时。取而代之的是小型化、重量轻、效率高的隔离式开关电源。隔离式开关电源的核心是一种高频电源变换电路。它使交流电源高效率地产生一路或多路经调整的稳定直流电压。 本论文共分七章，内容包括：开关电源概述，输入电路，隔离单端反激式变换器电路，UC3842的原理及技术参数，UC3842常用的电压反馈电路的选用，UC3842在开关电源电路的应用，电源市场的概况。 【关键词】： 变压器 滤波 过载 Switch Source Design Abstract
Abstract content: The topic of this thesis is designed according to the actual situation of the school and professional school students which reflects the effects of school students theoretical knowledge and practical ability, and let the students give fulllay to their own knowledge. With the rapid development of large-scale and ultra large scale integrated circuit, especially the microprocessor and a semconductor memory utilization, gave birth to the electronic system of a new generation of products. Obviously, the volume is big and , light weight, circuit. It makes the AC power efficient generates one or more adjusted stable DC voltage. T his paper is divided into seven chapters, including: input switching power supply circuit, an overview, isolation of single end flyback converter circuit, principle and technical parameters of UC3842, UC3842 common voltage feedback circuit selection, application of UC3842 in switching power supply circuit, power market overview. Key Words：Transformer ；Wave filtering ；Overload 目录 第1章开关电源概述 1.1 开关电源的产生与发展 (5)
开关电源研究背景历史与现状 1研究背景 2开关电源发展历史及现状 1研究背景 21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。从开关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。 2开关电源发展历史及现状 开关电源最早起源于上世纪50年代初，美国宇航局以小型化、轻量化、为目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个多世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。 20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代。20世纪90年代，开关电源在电子、电气设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展时期。 历经几十年的不断发展，现代开关电源技术有了重大的进步和突破。新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MOSFET和IGBT可使中小型开关电源的工作频率达到400kHz（AC/DC）或1MHz（DC/DC）；软开关技术使高频开关电源的实现有了可能，它不仅可以减小电源的体积和重量，而且提高了电源的效率；控制技术的发展和专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正（APFC）技术的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，既治理了电网的谐波污染，又提高了开关电
开关电源拓扑结构概 述
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史与非隔离式两大类型。 一、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、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。 2、并联式结构 并联——在主回路中，相对于输入端而言，开关器件（下图中所示的开关三极管T）与输出端负载成并联连接的关系。 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对电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载R靠电容器存储的电能供电；当开关管T关断时，续流二极管D 导通，输入端电源电压与电感器L中的自感电动势正向叠加后，通过续流二极管D对负载R供电，并同时对电容器C充电。
由此可见，并联式结构中，可以获得高于输入电压的输出电压，因此为升压式变换。并且为了获得连续的负载电流，并联结构比串联结果对输出滤波电容C的容量有更高的要求。 3、极性反转型变换器结构 极性反转——输出电压与输入电压的极性相反。电路的基本结构特征是：在主回路中，相对于输入端而言，电感器L与负载成并联。 开关管T交替工作于通/断两种状态，工作过程与并联式结构相似，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T对电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载RL 靠电容器存储的电能供电；当开关管T关断时，续流二极管D导通，电感器L中的自感电动势通过续流二极管D对负载RL供电，并同时对电容器C充电；由于续流二极管D的反向极性，使输出端获得相反极性的电压输出。 二、隔离式电路的类型：
（通信企业管理）章通信电 源系统概述
第壹章通信电源系统概述 通信电源是向电信设备提供交直流电的能源，它于电信网上处于极为重要的位置，人们往往把电源设备的供电比喻为电信设备运行的“心脏”。如果壹个市话局的供电发生故障，中断供电将使整个电话局瘫痪，影响社会的正常生活和运作。如果壹个长途干线站或电信枢纽局发生供电故障，中断供电则必将造成严重的经济损失和社会影响。因此，要求电源工作人员全面掌握电源设备的基本性能、工作原理和运用方法，做好电源设备的维护工作。 通信电源设备和设施主要包括：交流市电引入线路、高低压局内变电站设备、柴油发电机组、整流器、蓄电池组、直流变换器和交流逆变设备、以及各种交直流配电设备等。 通信配电就是把上述的电源设备，组合成壹个完整的供电系统，合理地进行控制、分配、输送，满足通信设备的要求。 壹个完整的电源系统，其组成如图1-1-1所示。 DC-48V(a) 10KV 市电AC380V(b)(a) (a) AC380V(b)AC380/220V(a) 交流供电系统由主用交流电源、备用交流电源（油机发电机组）、高压开关柜、电力降压变压器、低压配电屏、低压电容器屏和交流调压稳压设备及连接馈线组成的供电总体。 主用交流电源均采用市电。为了防备市电停电，采用油机发电机等设备作为备用交流电源。大中型电信局采用10KV 高压市电，经电力变压器降为380V/220V 低压后，再供给整流器、不间断电源设备（UPS ）、通信设备、空调设备和建筑用电设备等。小型电信局（站）
则壹般采用低压市电电源。 壹、交流供电系统的组成 1、高压开关柜。高压开关柜的主要功能，除了引入高压（壹般10KV）市电外，且能保护本局的设备和配线，同时仍能防止由本局设备故障造成的影响波及到外线设备。高压开关柜仍有操作控制和监测电压和电流的性能。 高压开关柜内安装有高压隔离开关、高压真空断路器（或油断路器）、高压熔断器、高压仪用互感器和避雷器等元器件。 2、降压电力变压器。降压电力变压器是把10KV高压电源变换到380V/220V低压的电源设备。电力变压器壹般采用油浸式变压器，也有的采用有载调压变压器。近年来，由于干式电力变压器便于于机楼内安装，因此也逐渐得到应用。 3、低压配电设备。低压配电设备是将由降压电力变压器输出的低电压电源或直接由市电引入的低电压电源进行配电，作市电的通断、切换控制和监测，且保护接到输出侧的各种交流负载。低压配电设备由低压开关、空气断路开关、熔断器、接触器、避雷器和监测用各种交流电表等组成。 4、低压电容器屏。根据原水电部《供用电规则》规定：“无功电力应就地平衡，用户应于提高用电自然功率因数基础上，设计和装置无功补偿设备”以达到规定的要求。电信局（站）以采用低压补偿用电功率因素的原则，装设电容器屏。屏内装有低压电容器、控制接入或撤除电容器组的自动化器件和监测用功率因数表等组成。 5、调压稳压设备。于市电电压变动超出规定时，需装设调压设备使输出电压稳定于额定电压允许范围内。除采用有载调压变压器于高压侧调压外，电信局（站）壹般于低压侧调压，过去曾采用感应调压器，但因调节速度慢、体积大等问题，现已改用自动补偿式电力稳压器和交流参数稳压器等设备。