高频开关电源的特点及在电力系统的应用 摘要：高频开关电源具有体积小重量轻、安全可靠、自动化程度及综合效率高、噪音低等特点，目前，电力系统已逐步采用这种电源系统。高频开关整流器与原始直流设备的性能比较。 关键词：高频开关电源；特点；性能比较；应用 一、前言 在电力系统中，直流电源作为继电保护、自动装置、控制操作回路、灯光音响信号及事故照明等电源之用，是发电厂和变电站比较重要的设备。因直流电源故障而引发的事故时有发生，所以，对直流电源的可靠性、稳定性具有很高要求。传统的直流电源多数采用可控硅整流型。近几年来，许多直流电源厂家推出智能化的高频开关电源，这种电源系统具有许多优点：安全、可靠、自动化程度高、具有更小的体积和重量、综合效率高以及噪音低等，适应电网发展的需要，值得推广使用。 目前，我国电力系统采用的直流电源也正由传统的相控电源逐步向模块化的高频开关电源转变。高频开关电源整流器的工作原理：交流电源接入整流模块，经滤波及三相全波整流器后变成直流，再接入高频逆变回路，将直流转换为高频交流，最后经高频变压器、整流桥、滤波器后输出平稳直流。这种高频开关电源主要由高频开关充电模块、集中监控器和蓄电池组等组成，其中充电模块和集中监控器具有内置微处理器，智能化程度高。高频开关电源系统正常
运行时，充电机的输出与蓄电池组并联运行，给经常性负荷供电。 二、高频开关电源的原理和特性 （一）高频电源系统方框图 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。 （二）采用高频化有较高技术经济指标 理论分析和实践经验表明，电器产品的体积重量与其供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50hz提高到20khz时，用电设备的体积重量大体上降至工频设计的（5～10）％。这正是开关电源实现变频带来明显效益的基本原因。逆变或整流焊机、通讯电源用浮充电源的开关式整流器，都是基于这一原理。 那么，以同样的原理对传统的电镀、电解、电加工、浮充、电力合闸等各种直流电源加以类似的改造，使之更新换代为“开关变换类电源”，其主要材料可以节约90％或更高，还可节电30％或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高，促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化，既可带来显著节能、节材的经济效益，更可体现技术含量的价值。 （三）设计模块化——自由组合扩容互为备用提高安全系数 模块化有两方面的含义，其一是指功率器件的模块化，其二是指电源单元的模块化。实际上，由于频率的不断提高，致使引线寄生
AC-DC4810/05系列高频开关电源模块 技术手册
目录 第一章概述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2 第二章产品性能命名方法。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 第三章主要特点。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 第四章操作规程及一般维护。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 第五章注意事项。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 第六章主要技术参数。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4
AC-DC4810/05高频开关电源使用说明 一、概述 小型通讯设备广泛采用通讯标准48V/24V 电压等级，一般电流较小，但供电设备 亦要求管理功能完备，方便使用，具有后备供电功能。 AC-DC4810/05系列一体化电源模块及电源柜即是针对此产品设计而成，其中一体化电源内部设有如下部分，交流/直流整流器电源，充电管理电路，放电保护电路，3-5个分路负载管理单元，电池接口，总输出接口，分路负载接口，系统原理图如下： -OUT 5A -OUT1 3A -OUT2 2A -OUT3 1A -OUT4 1A 系统工作原理如下：当有市电工作时，整流器电源利用市电交流220V ，变换成直 流电源输出，一方面向负载提供供电电流，另一方面由充电管理单元向电池提供充电，电池容量可选12AH ，24AH ，38AH ，50AH ，其中充电管理单元设有降压限流充电管理电路，恒压浮充管理电路，保证电池能够快速可靠地完成充电功能。 当市电停电后，系统会由电池通过放电保护单元不间断的向负载连续提供供电，供电时间由选取电池容量及设备此时工作电流决定。 负载用电池容量 12AH 24AH 38AH 设备用电：3A 3小时 6小时 10小时 设备用电：5A 2.4小时 3.6小时 6小时 在电池放电时间较长时，电池继续放电可能导致过放电，故电源内设有电池过放 电保护电路，当发生过放电时，切断电池与输出之间的连线通路，不再向外输出，等待市电来电。 电源直流输出一般采用通讯负电源标示方法，即GND ，-OUT 。并且为方便用户使用，设有一个主输出，4个分路输出。各输出分路并设有负载分配管理单元，当负载大于额定电流2倍以上时，负载分配管理单元会停止向此负载输出其他分路功能正常工作，当负载恢复到正常额定值内时，该分路会继续提供输出。 市电 整流器电源 供电 充电管理单元 电池 放电保护单元 分路负载管理单元 分路负载管理单元 分路负载管理单元 分路负载管理单元
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。
DUMB-48/50H 壁挂式高频开关电源系统使用说明书
目录
1. 产品简介 .......................................................... 2
2. 系统配置 ......................................................... 2
3. 机械安装 .......................................................... 2
4. 电气安装 .......................................................... 3
5. 开通调试 .......................................................... 4
附录一 控制器及设置 ................................................... 5
附录二 系统输出告警及处理措施 ......................................... 7
附录三 系统参数设置说明 ............................................... 8
附录四 整流模块 ....................................................... 8
公司地址：北京市丰台区科技园区星火路 8 号
邮政编码：100070
全球服务电话 +86-10-63783099
投诉热线：（010）63783055
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安全注意事项 在开始安装或操作之前，请仔细阅读操作指南和注意事项，以避免意外事故的发 生。产品及产品使用手册中的“注意、警告、危险”等事项，不代表所应遵守的 所有安全事项，只作为各种安装、使用操作中的安全注意事项的补充。因此，负 责产品安装、操作的人员必须经过专业培训，掌握系统的正确操作方法以及各种 安全注意事项后方可进行设备的各项安装或操作。 在进行本公司设备的各项安装或操作时，必须遵守相关行业的安全规范和工程设 计规范，严格遵守本公司提供的相关设备注意事项和特殊安全指示。
电气安全 接地
z 安装设备时，必须首先安装保护地线；拆除设备时，必须最后拆出保护地线。 z 操作通电之前，确保设备已可靠接地。
高压 本电源系统运行时部分部件带有高压，直接接触或通过潮湿物体间接 接触这些部件，会带来致命的危险。
危险 不规范、不正确的操作，可能导致起火或电击等意外。交流电缆的架 接、走线经过区域必须遵循所在地的法规和规范。进行各项高压操作 的人员必须具有高压、交流电作业资质。
工具 在进行高压、交流电各种操作时，必需使用专用工具，不得使用普通
警告 或自制的工具。 短路
严禁操作时将电源系统直流配电正、负极短路或将非接地极（端）对 危险 地短路。本电源设备短路时将会引起强烈电弧或设备起火，危及人身
和设备的安全。 雷雨
危险 严禁在雷雨天气下进行高压、交流电作业。 静电
人体产生的静电会损坏电路板上的静电敏感元器件，如大规模集成电 路（IC）等。在接触设备、电路板或 IC 芯片等前，为防止人体静电 注意 损坏敏感元器件，必须佩戴防静电手腕，并将防静电手腕的另一端良 好接地。 防液防爆 本产品应放置在远离液体的区域，禁止安装在通风口、空调口、机房 出线窗等易漏水位置下方，防止液体进入设备内部造成短路。严禁将 警告 设备置于易燃、易爆、有腐蚀性气体或烟雾环境中，严禁在该种环境 下进行任何操作。 结构部件 严禁擅自改装设备结构和更换板件位置，严禁擅自更换元器件，严禁 警告 擅自在机柜上钻孔。不符合要求的改动会影响设备的散热、电磁屏蔽 等性能，自行钻孔还会导致金属屑进入机柜致使电路板短路。 物体尖角 警告 用手搬运设备时，要佩带保护手套，防止利物割伤。 电池安全 进行电池作业之前，必须仔细阅读电池的使用手册，作业中遵循所规 危险 定的安全注意事项，以及电池的正确连接方法。 z 电池所处环境要求无阳光直射或雨淋，干燥且通风良好，无腐蚀性气体，远离火 源、有机溶液。
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z 电池温度过高会导致电池变形、损坏或电解液溢出。
z 电池具有极高的电能能量，不规范的操作将会造成严重危险。操作中必须严格遵
循电池作业所规定的安全注意事项，必须注意操作空间对带电作业所产生的影响，
小心防范电池短路。
z 安装、维修、拆卸等操作前，确保电池回路已断开。 z 电池在搬运过程中应始终保持正面向上，严禁倒置、倾斜。 z 操作时必须使用专用绝缘工具。 z 操作时必须做好防护措施，应使用防护眼镜、橡胶手套、橡胶靴子、橡胶围裙等。
执行标准
GB 4943.1-2011 《信息技术设备的安全》
GB/T 3873-1983 《通信设备产品包装通用技术条件》
GB/T 9254-2008 《信息技术设备的无线电骚扰限制和测量方法》
GB/T 16821-2007 《通信用电源设备通用试验方法》
YD 5083-2005
《电信设备抗地震性能检测规范》
YD 5096-2016
《通信用电源设备抗地震性能检测规范》
YD/T 1051-2010 《通信局（站）电源系统总技术要求》
YD/T 1058-2015 《通信用高频开关组合电源》
YD/T 282-2000 《通信设备可靠性通用试验方法》
YD/T 5040-2005 《通信电源设备安装工程设计规范》
YD/T 585-2010 《通信用配电设备》
YD/T 731-2008 《通信用高频开关整流器》
YD/T 944-2007 《通信电源设备防雷技术要求和测试方法》
YD/T 983-2013 《通信电源设备电磁兼容性极限值及测量方法》
TB/T2993.3-2000 《铁路通信站用-48V 高频开关整流设备》
TB/T2169-2002 《铁路中间站通信电源设备技术条件》
1.产品简介
DUMB-48/50H 壁挂式高频开关电源系统(以下简称系统)采用模块化设计、紧凑式 结构, 由控制器、整流器、交流配电单元、直流配电单元、电能检测单元等部分组成。 该系统将交流电转换成稳定的-48V 直流电，适用于铁塔、电信、移动、联通、传输、 接入网，以及专网领域（如水利、电力、军队、公安、铁路、银行、计算机中心等） 需要直流电源系统的场所。
2．系统配置
系统配置见表 2。
表 2 系统配置
项目
室内型
外形尺寸 长*宽*高 450*280*600（mm）
室外 I 型 520*280*600（mm）
输入制式 单相三线制
整流模块 ≤3 台 系 交流输入 统 AC IN 断路器 63A/2P
≤3 台 断路器 63A/2P
配 交流防雷 单相 C 级，In=20KA，Imax=40KA 置 AC SPD
电池输入 断路器 125A/1P×2 断路器 125A/1P×2
室外 II 型 520*280*600（mm）
≤3 台 断路器 63A/2P
断路器 125A/1P×2
以
实
一次下电：63A/1P× 一次下电：63A/1P× 一次下电：63A/1P×
物
4、10A/1P×8 （断 4、10A/1P×8 （断路 4、10A/1P×8 （断路
为
路器）
器）
器）
直流输出 电保（二次）下电： 电保（二次）下电： 电保（二次）下电：
准
20A/1P × 1 、 10A/1P 20A/1P × 1 、 10A/1P 20A/1P × 1 、 10A/1P
×4（断路器)
×4（断路器)
×4（断路器)
温度范围 工作环境温度：-25～+45℃；贮存环境温度：-45～+70℃；
湿度范围
工作相对湿度：≤90%（40±2℃）（无凝露）； 贮存相对湿度：≤95%（40±2℃）（无凝露）。
工
大气压力 要求
大气压力(海拔）：70～106kPa（海拔：0～3000m）。注：海拔高度 3000m 以上系统应降额使用，海拔每升高 200m，则工作环境温度降 低 1℃。
作 交流输入 304～475Vac（相电压 176～275Vac）额定电流输出，在 156～304Vac
环 电压范围 （相电压 90～176Vac）降额输出。
境 输入频率 47.5～65Hz 额定直流 电压 -48VDC
稳压工作 范围 -42～-58VDC(额定负载)
效率 ≥94%(40%～100%负载率)
3. 机械安装
室内型壁挂包括壁挂式和落地式两种安装方式，室外型壁挂包括壁挂式、落地式 和抱杆式三种安装方式。
1、壁挂式安装。用 4 个膨胀螺栓 M10*95 将机柜的 4 个挂耳固定。如图 3-1 所示。
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图 3-1 壁挂式安装图
2、抱杆式安装。抱箍有固定式和可调式两种。固定式抱箍安装：用 4 个六角头螺 栓 GB5781 M8*25 将机柜用抱箍固定在安装杆上，再用 4 组 M8 的螺母、平垫和弹垫组 合将抱箍与机柜安装板锁紧。可调式抱箍安装：用 4 组 M8*90 的六角头螺栓、M8 的螺 母、平垫和弹垫组合将抱箍固定在安装杆上，然后用 4 组六角头螺栓 GB5781 M8*25、 M8 的螺母、平垫和弹垫组合将抱箍与机柜安装板紧固。抱箍的尺寸可根据客户要求选 择，如图 3-2 所示。
图 3-2 抱杆式安装图 3、落地式安装。用 6 个 M6*12 的螺钉组合件将 2 个地脚安装在开关电源的底部两侧， 如图 3-3 所示。
图 3-3 落地式安装图
4.电气安装
用户自配线及端子见表 4-1。 表 4-1 用户自配线及端子
项目
室内型
室外 I 型
室外 II 型
交流输入线 L、N、PE
L、PE、N 连接线建 议不小于 10mm2， PE、N 线压接 M5 端 子。
L、PE、N 连接线建 议不小于 10mm2， PE、N 线压接 M5 端 子。
L、PE、N 连接线建 议不小于 10mm2， PE、N 线压接 M5 端 子。
负载及电池线
正排安装孔为 M5、M6 螺纹孔。 根据断路器、熔断器规格选择相应的导线及端子。
RS485
RS485 接口，网口 4 脚（蓝）为 A、8 脚（棕）为 B。
ETHERNET 以太网接口。
A1、B1 信 A2、B2
连接智能配电单元，与配电单元实现信息的交互。 2 组，连接铅酸电池检测单元、铁锂电池管理单元等。（预留）
号 BMV1、BMV2 2 组电池中性点电压检测（可扩展至 4 组）。
线 COM、NO
4 组干接点输出接口（可扩展至 8 组）。 阻性负载：1A 125VAC,2A 30VDC。
BT1、BT2 2 组电池温度检测接口（可扩展至 4 组）。
DI
2 组 DI 信号输入接口,DI1 门磁告警、DI2 风扇告警（可扩展至
4 组），无源输入。
注：导线连接位置按照系统标识、丝印、接线示意图，线缆压接端子的建议只针 对标准产品，具体以实物为准。
连接电力电缆
在连接电力电缆及信号线前，应检查确认所有断路器、熔断器处于分断位置。 连接交流电缆：将交流输入线连接到交流输入断路器和零地排上。 连接负载及电池电缆：将负载及电池的正极电缆接至系统正排，负载负极电缆连 接到负载空开或熔断器上，电池负极连接到电池熔断器上，如图4-1所示。
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图 4-1 用户接线示意图 连接信号线
所有信号线连接到监控单元上，监控单元接口说明如图 4-2 所示。
BT、BMV扩展接口
A2 B2 A2 B2 A1 B1 1 2 BMV
DKD51
RS485 ETHERNET
1 2 3 4 BT1 BT2 + - + -
COM NO
DI1 DI2
图 4-2 信号接线示意图
5.开通调试
安全检查
检查现场工作环境符合表 2要求。 检查所有输入输出断路器及熔断器处于分断状态。所有输入输出连接线缆、信号 线、工作地线、保护地线连接牢固。并测量交流相间、相对零地间、直流输出正负母 排间、电池正负极间无短路现象。 检查机箱及接地零部件之间的接地电阻不大于0.1Ω。
开通调试
闭合交流配电箱开关电源输入总断路器，闭合开关电源交流输入总断路器。 逐一开启整流模块输入断路器，模块正常工作后，打开所有整流模块断路器。 整流模块正常工作后，用万用表测量正负母排输出电压为浮充电压出厂默认值 53.6V 时，再进行参数设置。
参数设置
电源系统首次开通运行时，需将控制器显示时间设置为当前时间，并根据现场电 池厂家信息设置控制器参数，参数名称见表 5。
表 5 参数名称
参数名称
电池组数
充电限流值
设置范围
电池容量 均充电压 浮充电压 直流欠压值
均浮转换值 电保下电值 一次下电值 二次下电值
设置范围参考 附录三
直流过压值
用万用表测量当前电池电压并记录，将整流模块的输出电压设置为电池实际电压， 插入电池熔丝，再将整流模块的输出电压设置成默认值 53.6V，系统正常工作。
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解析开关电源电压输出 低的原因和检修方法 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
解析开关电源电压输出低的原因和 检修方法 1、开关电源电压输出低的原因 (1)220V交流电压输入和整流滤波电路对开关管提供的工作电压不够，超出脉宽调整电路控制范围。 (2)负载电路存在过流引起开关电源负载加重而导致输出电压下降。 (3)开／关机切换错误，行扫描电路刚开始工作瞬间，开关电源即处于待机状态，此类故障适用于无预备电源的机器，CPu电源取自同一个电源，非副电源提供。 (4)开／关机接口电路末端因故障处于开机与待机之间的状态，从而导致开关电源输出电压低于正常值高于待机值。 (5)保护电路末端因故障进入导通状态，使电源进入弱振状态，引起开关电源输出电压下降。 (6)整流输出电路中二极管和滤波电容、限流电阻损坏引起输出电压低。 (7)脉宽调制电路故障，不能对开关电源输出电压的变化作出正确的响应，对开关管基极电压调整方向不对，从而造成开关电源输出电压低。 (8)正反馈电路中的正反馈电阻值变化，续流二极管性能变质或恒流源故障，使正反馈量不足，导致振荡周期变长，振荡频率下降，从而引起开关电源输出电压低。 (9)它激式开关电源因未得到行逆程脉冲而工作于低频状态，造成输出电压低。 2、判断故障的方法与步骤 从上述分析的原因看出，引起电压低的原因涉及到了开关电源自身的各个部分和与开关电源相关的所有电路，在检修时应先缩小故障范围。 (1)先测开关管c极电压，确认开关管供电正常。 (2)根据开关电源各个输出端电压判断故障。 开关电源有的输出端电压正常，有的低于正常值。故障在输出电压低的这个整流输出电路，应对电路中的限流电阻、整流二极管、滤波电容进行检查代换，若限流电阻发烫，说明负载过流，查负载。 开关电源各路输出均低。这种情况说明负载和整流输出电路均正常，故障在开关电源的正反馈电路、脉宽调整、开／待机电路、保护电路。 输出电压有的下降比例大，有的输出电压下降比例小。测量结果说明故障在输出电压下降比例大的电路。此时可断开此路负载，如果断开的是行电路，应接假负载。在断开负载后，再测开关电源各输出端电压，若恢复正常，可判断所断电路的负载有过流现象。若仍不正常，说明故障在该整流滤波电路。 3、断开主负载、接上灯泡，判断是否负载故障
电力电子技术课程设计报告 题目高频开关稳压电源 专业电气工程及其自动化 班级 学号 学生姓名 指导教师 2016年春季学期 起止时间：2016年6月25日至2016年6月27日
设计任务书11 高频开关稳压电源设计√ 一、设计任务 根据电源参数要求设计一个高频直流开关稳压电源。 二、设计条件与指标 1.电源：电压额定值220±10%，频率：50Hz； 2. 输出:稳压电源功率Po=1000W,电压Uo=50V； 开关频率:100KHz 3.电源输出保持时间td=10ms(电压从280V下降到250V)； 三、设计要求 1.分析题目要求，提出2~3种电路结构，比较并确定主电路 结构和控制方案； 2.设计主电路原理图、触发电路的原理框图，并设置必要的 保护电路； 3.参数计算，选择主电路及保护电路元件参数； 4.利用PSPICE、PSIM或MATLAB等进行电路仿真优化； 5.撰写课程设计报告。 四、参考文献 1.王兆安，《电力电子技术》，机械工业出版社； 2.林渭勋等，《电力电子设备设计和应用手册》； 3.张占松、蔡宣三，《开关电源的原理与设计》，电子工业 出版社。
目录 一、总体设计 0 1．主电路的选型（方案设计） 0 2.控制电路设计 (3) 3.总体实现框架 (3) 二、主要参数及电路设计 (4) 1.主电路参数设计 (4) 2.控制电路参数设计 (6) 3.保护电路的设计以及参数整定 (7) 4.过压和欠压保护 (7) 三、仿真验证（设计测试方案、存在的问题及解决方法） (8) 1、主电路测试 (8) 2、驱动电路测试 (9) 3、保护电路测试 (9) 四、小结 (10) 参考文献 (10)
第一章目录第一章：概述 第二章：安装 1.安装环境检查及通风和防尘要求 2.交流容量及连线要求 3.直流容量及连线要求 4.电池连线要求 5.接地 6.其它电缆连线 7.调试 第三章：电源系统 第四章：控制系统 第五章：交直流配电 第六章：操作 第七章：机械性能
第二章概述 一．简介 随着通讯技术的发展，新型通讯设备的迭出，对通讯电源提出了更高的要求。 DUM-48/50B智能开关通信电源是采用新型元器件设计、生产的新一代高频开关电源。具有容量大、可靠性高、智能化程度高、电网适应范围宽、维护方便等特点。适用于邮电通信、移动通信基站、水利电力、公安、铁路、计算中心等需要大功率直流电源的场所。 二．系统特点 1.DUM-48/50B智能开关通信电源交流输入电压适应范围宽： 三相供电266V～494V 2．DUM-48/50B智能开关电源整流器交流输入为三相无零线供电方式，彻底解决零线电流问题。 3．整流器具有缺相检测、保护电路。可以保证在有一相相电压失效的情况下（例如：一相断路），整流器仍能在一定范围内正常工作。整流器的输出电流不超过25A， 整流器不受输入端缺相的影响，继续工作。倘若，因为整流器输出端负载的变化， 一旦输出电流超过了25A，此时整流器输出电流会自动限流于25A处。 4．DUM-48/50B智能开关通信电源整流器采用无源功率因数校正技术，功率因数≥0.92。 5．整流器逆变整流部分采用先进可靠的全桥PWM相移谐振ZVZCS拓扑结构, 与其他拓扑结构相比，它有效地提高了整流器的效率（达到91%以上）。 6．DUM-48/50B智能开关通信电源采用民主均流技术，提高了系统可靠性，减少了设备日常维护工作。 7．DUM-48/50B智能开关通信电源采用微机控制、汉字显示、键盘操作，极大地方便了用户掌握使用。实现了系统的自动测试、自动诊断、自动控制，又 可实现系统的遥信、遥测和遥控。 8．系统控制器对设置的参数具有掉电保护功能。 9．整流器采用智能风冷技术，当整流器温升到启动值时，风扇自动开启，大大提高了风扇使用寿命。 10．电池维护功能齐全，具有自动和手动维护功能，系统可对电池自动维护，有关电池的均充电压、浮充电压、充电限流值等参数可根据电池性能通过控制器或遥控系统 连续设置。在启动、均充过程中系统电压逐步增长，对电池和电网均无冲击。 11．系统具有完备的防雷措施。能防止各种能量级的直击雷和感应雷的侵入。保
开关电源测试详细解说当验证电源供应器的品质时，下列为一般的功能性测试项目，详细说明如下：一、功能(Functions)测试： ?输出电压调整(Hold-on Voltage Adjust) ?电源调整率(Line Regulation) ?负载调整率(Load Regulation) ?综合调整率(Conmine Regulation) ?输出涟波及杂讯(Output Ripple & Noise, RARD) ?输入功率及效率(Input Power, Efficiency) ?动态负载或暂态负载(Dynamic or Transient Response) ?电源良好/失效(Power Good/Fail)时间 ?起动(Set-Up)及保持(Hold-Up)时间 常规功能(Functions)测试 A. 输出电压调整： 当制造开关电源时，第一个测试步骤为将输出电压调整至规格范围内。此步骤完成后才能确保后续的规格能够符合。通常，当调整输出电压时，将输入交流电压设定为正常值(115Vac或230Vac)，并且将输出电流设定为正常值或满载电流，然后以数字电压表测量电源供应器的输出电压值并调整其电位器(VR)直到电压读值位于要求之范围内。 B. 电源调整率： 电源调整率的定义为电源供应器于输入电压变化时提供其稳定输出电压的能力。此项测试系用来验证电源供应器在最恶劣之电源电压环境下，如夏天之中午(因气温高，用电需求量最大)其电源电压最低；又如冬天之晚上(因气温低，用电需求量最小)其电源电压最高。在前述之两个极端下验证电源供应器之输出电源之稳定度是否合乎需求之规格。 为精确测量电源调整率，需要下列之设备： ?能提供可变电压能力的电源，至少能提供待测电源供应器的最低到最高之输入电压范围，（KIKUSUIPCR 系列电源能提供0--300VAC 5-1000Hz 的稳定交流电源，0---400V DC的直流电源）。 ?一个均方根值交流电压表来测量输入电源电压，众多的数字功率计能精确计量V A WPF。 ?一个精密直流电压表，具备至少高于待测物调整率十倍以上，一般应用5位以上高精度数字表。 ?连接至待测物输出的可变电子负载。 *测试步骤如下：于待测电源供应器以正常输入电压及负载状况下热机稳定后，分别于低输入电压(Min)，正常输入电压(Normal)，及高输入电压(Max)下测量并记录其输出电压值。 电源调整率通常以一正常之固定负载(NominalLoad)下，由输入电压变化所造成其输出电压偏差率
目录 1绪论 (1) 1.1高频开关电源概述 (1) 1.2意义及其发展趋势 (2) 2高频开关电源的工作原理 (3) 2.1 高频开关电源的基本原理 (3) 2.2 高频开关变换器 (5) 2.2.1 单端反激型开关电源变换器 (5) 2.2.2 多端式变换器 (6) 2.3 控制电路 (8) 3高频开关电源主电路的设计 (9) 3.1 PWM开关变换器的设计 (9) 3.2 变换器工作原理 (10) 3.3 变换器中的开关元件及其驱动电路 (11) 3.3.1 开关器件 (11) 3.3.2 MOSFET的驱动 (11) 3.4高频变压器的设计 (13) 3.4.1 概述 (13) 3.4.2 变压器的设计步骤 (13) 3.4.3 变压器电磁干扰的抑制 (15) 3.5 整流滤波电路 (15) 3.5.1 整流电路 (15) 3.5.2 滤波电路 (16) 4 总结 (19) 参考文献 (20)
1 绪论 1.1高频开关电源概述 八十年代,国内高频开关电源只在个人计算机、电视机等若干设备上得到应用。由于开关电源在重量、体积、用铜用铁及能耗等方面都比线性电源和相控电源有显著减少,而且对整机多相指标有良好影响,因此它的应用得到了推广。近年来许多领域,例如电力系统、邮电通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等都越来越多应用开关电源,取得了显著效益。究其原因,是新的电子元器件、新电磁材料、新变换技术、新控制理论及新的软件(简称五新)不断地出现并应用到开关电源的缘故。五新使开关电源更上一层搂,达到了频率高、效率高、功率密度高、功率因数高、可靠性高(简称五高)。有了五高,开关电源就有更强的竞争实力,应用也更为扩大,反过来又遇到更多问题和更实际的要求。这些问题和要求可归纳为以下五个方面: (l)能否全面贯彻电磁兼容各项标准? (2)能否大规模稳定生产或快捷单件特殊生产? (3)能否组建大容量电源? (4)电气额定值能否更高(如功率因数)或更低(如输出电压)? (5)能否使外形更加小型化、外形适应使用场所要求? 这五个问题是开关电源能否在更广泛领域应用的关键,是五个挑战。(简称五挑战)把挑战看成开关电源发展的动力和机遇,一向是电源科技工作者的态度。以功率因数为例,AC-DC开关电源或其他电子仪器输入端产生功率因数下降问题,用什么办法来解决?毫无疑问,利用开关电源本身的工作原理来解决开关电源应用中产生的问题是最积极的态度。实践中,用DC-DC开关电源和有源功率因数校正的开关电源,(成本比单机增加20%):成功解决了这个问题。现在,又进一步发展成单级有功率因数校正的开关电源,(成本只增加5%);在三相升压式单开关整流器中减少谐波方法,有人采用注入六次谐波调脉宽控制,抑制住输入电流的五次谐波,解决了电流谐波畸变率小于100k的要求。
高频开关电源电路原理分析 开关电源微介绍开关电源具有体积小、效率高的一系列优点。已广泛应用于各种电子产品中。然而，由于控制电路复杂，输出纹波电压高，开关电源的应用也受到限制。它 电源小型化的关键是电源的小型化，因此必须尽可能地减少电源电路的损耗。当开关电源工作在开关状态时，开关电源的开关损耗不可避免地存在，损耗随着开关频率的增加而增大。另一方面，开关电源中的变压器和电抗器等磁性元件和电容元件的损耗随着频率的增加而增加。它 在目前市场上，开关电源中的功率晶体管大多是双极型晶体管，开关频率可以达到几十kHz，MOSFET开关电源的开关频率可以达到几百kHz。必须使用高速开关器件来提高开关频率。对于开关频率高于MHz的电源，可以使用谐振电路，这被称为谐振开关模式。它可以大大提高开关速度。原则上，开关损耗为零，噪声非常小。这是一种提高开关电源工作频率的方法。采用谐振开关模式的兆赫变换器。开关电源可以通过高频开关模式很好的解决这一问题。对于高频开关电源而言，AC输入电压可以在进入变压器之前升压（升压前一般是50-60 KHz）。随着输入电压的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不用像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是我们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需要的。需要说明的是，我们经常所说的开关电源其实是高频开关电源的缩写形式，和电源本身的关闭和开启式没有任何关系的。 开关电源分类介绍开关电源具有多种电路结构：（1）根据驱动方式，存在自激和自激。它2）根据DC／DC变换器的工作方式：（1）单端正激和反激、推挽式、半桥式、全桥式等；2）降压式、升压式和升压式。它 （3）根据电路的组成，有谐振和非谐振。它 （4）根据控制方式分为：脉宽调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）、PWM和PFM混合。（5）根据电源隔离和反馈控制信号耦合方式，存在隔离、非隔离和变压器耦合、光电耦合等问题。这些组合可以形成各种开关模式电源。因此，设计者需要根据各种模式的特点，
开关电源原理 一、开关电源的电路组成： 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值 降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。 ②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及 杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。 当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪 涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是 负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。 ③整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5 容量变小，输出的交流纹波将增大。
时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增 大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。 三、功率变换电路： 1、MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导 体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。 2、常见的原理图： 3、工作原理： R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断。 R1和Q1中的结电容C GS、C GD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。 Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量
高频开关电源电路组成及稳压原理 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，以供下一级变换。 3、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。 4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 二、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资料，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。 三、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资料。
四、辅助电源 提供所有单一电路的不同要求电源。 第二节开关控制稳压原理 开关K以一定的时间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便中断了能量的提供。可见，输入电源向负载提供能量是断续的，为使负载能得到连续的能量提供，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组成的电路，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中的能量通过二极管D释放给负载，使负载得到连续而稳定的能量，因二极管D使负载电流连续不断，所以称为续流二极管。在AB间的电压平均值EAB可用下式表示 EAB=TON/T*E 式中TON为开关每次接通的时间，T为开关通断的工作周期（即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和）。 由式可知，改变开关接通时间和工作周期的比例，AB间电压的平均值也随之改变，因此，随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变。改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比，
高频开关电源变压器的动态测试 （JP2581B＋JP619B材料功耗测量系统应用笔记之一） 1 引言 目前，对高频开关电源变压器电磁参数‘测试’大约使用两种方法：一种是用LCR表测量一些基本电磁参数，例如，开关电源变压器初次级电感、漏感、分布电容、绕组直流电阻以及匝比、相位等，我们称这种测试方法为’静态’测试；一种是将开关电源变压器放到主机上考核其工作情况，对已经定型生产的开关电源变压器，为考核外购磁芯质量，通过测量变压器工作温升判断磁芯的损耗比较直观简便。前一种方法因在弱场、低频低磁感应强度（例如Bm<0.25mT、f=1kHz）下测量，由于磁性材料特性的非线性、不可逆和对温度敏感，其在强场下工作与在弱场情况下工作电磁特性有很大不同。弱场下测量结果不能反映磁性器件工作在强场下的情况；后一种方法虽随主机在强场下应用，但不能得到被测器件电磁参数。磁芯损耗需要专用仪器才能测量。 高频开关电源变压器的上述测试分析现状影响了此类器件的开发和生产。 需要开发一种仪器或测试系统，这种测试系统能够模拟实际工作条件，完成对高频开关电源变压器主要电磁参数分析，例如，各种负载（包括满载和空载）情况下变压器初级复数阻抗z、有效初级电感L，通过功率Pth、功率损耗PT、传输效率η以及在指定频率下磁芯的传输功率密度等，我们称这种模拟实际工作条件的测试为‘动态’测试。作为磁性器件综合测试系统，还要求具有对磁芯材料功率损耗分析功能。在电磁机器进一步小型化、高频化和采用高密度组装情况下对器件进行‘动态’分析，对加速象高频开关电源之类的电磁器件开发、提高器件质量显得特别重要。 2 测试系统简介 JP2581B＋JP619B材料功耗及器件功率测量系统是一种交流电压、电流和功率精密测量装置。其主要测量功能、指标和测量精度非常适用于磁性材料和磁性器件（例如，开关电源变压器）研究开发和磁芯产品快速检测。该系统配套完整，自成体系，无需用户增加额外投资，系统主要测试功能如下： 1、软磁材料及器件交流功率损耗（总功耗PL , 质量比功耗 Pcm , 体积比功耗 Pcv）测量; 2、磁性材料振幅磁导率μa测量; 3、磁芯（有效）振幅磁导率(μa)e测量; 磁芯因素(AL)e.测量 以上测量均符合IEC367--1（或GB9632--88）标准中推荐的测量方法。 4、电感、电容及组成器件（例如，开关电源变压器）等效电磁参数的动态测量和分析; 5、由测量结果分析器件下列参数： z |z| Ls Rs Lp Rp C Q D。 测试系统具有如下使用、操作特点：