开关电源(整流模块)电路构成

同步整流原理同步整流(SynchronousRectification)是采用通态电阻极低的专用功率MOSFET取代传统的整流二极管以降低整流损耗的技术。

它能够大大提高DC/DC变换器的效率并不存在由快速恢复二极管势垒电压造成的死区电压。

同步整流的基本原理：单端正激、隔离降压同步整流的基本原理电路中，其中，Q1、Q2为功率MOSFET。

该电路的工作原理为在次级电压的正半周期，Q1导通、Q2关断，在次级电压的负半周期，Q2导通、Q1关断。

同步整流电路的功率损耗主要包括MOSFET的导通损耗和栅极驱动损耗，在开关频率低于1MHz时，以导通损耗为主。

正激式DC/DC变换器在功率管截止期间必须有将高频变压器复位的电路，以防止变压器磁芯饱和，一般采用C、R、VD无源箝位电路。

当功率管V截止时，高频变压器初级线圈由R、VD电路构成的放电通路使变压器复位。

DPA-Switch电路的内部结构与工作原理DPA-Switch电路是6端器件，6个引脚分别为控制端C、线路检测端L、外部设定极限电流端X、开关频率选择端F、源极S和漏极D。

线路检测端可实现过压检测、欠压检测、电压反馈、远程通断和同步等功能。

将开关频率选择端与源极端连接时，开关频率为400kHz，而将其连接控制端时，开关频率为300kHz。

(1)控制电压源用于控制电压UC以向并联调整器和门驱动器级提供偏置电压。

控制电流IC用来调节占空比。

(2)带隙基准电压源用于向内部提供各种基准电压，同时产生一个具有温度补偿并可调整的电流源，以保证精确设定振荡器频率和门级驱动电流。

(3)振荡器用于产生脉宽调制器所需要的锯齿波、时钟信号及最大占空比信号(Dmax)。

(4)并联调整器和误差放大器误差放大器用于将反馈电压Uf与5.8V基准电压进行比较以输出误差电流Ir，从而在电阻Rs上形成误差电压Ur。

(5)脉宽调制器(PWM)脉宽调制器是一个电压反馈式控制电路，具有两个功能：一是改变控制端电流IC的大小，即调节占空比，实现脉宽调制；二是将误差电压Ur经由Ra和Ca组成的截止频率为7kHz的低通滤波器进行滤波，以在滤掉开关噪声电压后，加至PWM比较器的同相输入端，然后再与锯齿波电压Uj进行比较，从而产生脉宽调制信号Ub。

开关电源工作原理目前常见的电源在主要有两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。

一、线性电源线性电源主要包括工频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。

工作过程：先将220 V市电通过变压器转为低压交流电，比如说12V,然后再通过一系列的二极管或整流桥堆进行整流，将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”）;再通过电容对脉动电压进行滤波,经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的“4”）;此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波)，要想得到高精度的稳定的直流电压,还需要稳压二极管或者电压反馈电路调整输出电压。

最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的“5”）.配图1：标准的线性电源设计图配图2：线性电源的波形线性电源的优点:纹波小，调整率好，对外干扰小。

适合用于模拟电路，各类放大器等低功耗设备.线性电源的缺点：体积大，笨重，效率低、发热量也大.需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大,效率低（35%左右）,需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器,当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。

对于高功耗设备而言，线性电源将会力不从心。

二、开关电源开关电源是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。

开关电源的工作原理,简单的说是将交流电先整流成直流电，再将直流逆变成交流电，再整流输出成所需要的直流电压。

①交流电源经整流滤波成直流；②通过高频PWM（脉冲宽度调制)信号控制开关管进行高速的导通与截止，将直流电转化为高频率的交流电提供给开关变压器进行变压;③开关变压器次级感应出高频交流电压，经整流滤波变成直流电供给负载；④输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM占空比，以达到稳定输出的目的.开关电源的主要优点：体积小、重量轻（体积和重量只有线性电源的20～30％)、效率高（一般为60~70％，而线性电源只有30～40%）、自身抗干扰性强、输出电压范围宽、模块化。

开关电源模块的原理开关电源模块是一种常见的直流电源供电方式，具有高效率、高稳定性和小体积的特点。

其原理是通过开关管的开关动作，将原始输入电压转换为需要的输出电压，实现电能的变换和传递。

开关电源模块的基本原理可通过以下几个方面来说明：1. 输入电路：开关电源模块通常接受交流输入电压，如220V交流电源，经过整流电路将交流电压整流成直流电压。

2. 滤波电路：经过整流后的直流电压仍然存在着较大的脉动，需要通过滤波电路将脉动电压去除以保证直流电压的稳定性。

3. 开关电路：开关电源模块的核心是开关电路，其作用是控制输入电压开关管的开关状态，从而实现对输入电压的控制和调节。

当开关管处于导通状态时，输入电压通过开关管输出；而当开关管处于关断状态时，输入电路则与输出电路完全隔离。

4. 控制电路：为了实现对开关管的控制，开关电源模块需要添加控制电路。

控制电路一般包含反馈电路、PWM控制器以及保护电路等。

其中反馈电路用于监测输出电压的变化，并通过反馈信号进行控制，以保证输出电压的稳定性；PWM 控制器则通过对开关管的开关频率和占空比进行调节，来控制输出电压的大小；保护电路则用于监测模块工作时的各种异常情况，如过压、过流、过载等，并通过自动保护措施来保护开关电源模块的安全运行。

5. 输出电路：开关电源模块的输出电路通常包括变压器、整流电路以及滤波电路，用于将经过开关管控制的输入电压转换成需要的输出电压。

其中变压器主要用于电压变换，通过将输入电压转换成所需的输出电压；整流电路将变压器输出的交流电压整流成直流电压；滤波电路去除直流电压中的脉动，以提供稳定的输出电压。

总结来说，开关电源模块通过对输入电压的控制和调节，实现了电能的变换和传递。

它采用了开关管的开关动作，通过开关电路的控制和调节，将输入电压转换为需要的输出电压，同时通过控制电路的反馈和保护机制，保证输出电压的稳定性和模块的安全运行。

开关电源模块具有高效率、高稳定性和小体积等优点，广泛应用于电子设备、通信设备、工业控制等领域。

开关电源电路图工作原理及维修详解析一、开关电源的工作原理开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件,通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。

开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能量,当开关S断开时，电路中的储能装置（L1、C2、二极管D组成的电路）向负载RL释放在开关接通时所储存的能量，使负载得到连续而稳定的能量.开关电源原理图VO=TON/T＊Vi，VO 为负载两端的电压平均值，TON 为开关每次接通的时间，T 为开关通断的工作周期;由式可知，改变开关接通时间和工作周期的比例，VO间电压平均值也随之改变，因此,随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便使输出电压VO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,这种方法称为“时间比率控制”（TimeRationControl，缩写为TRC)。

按TRC控制原理,有三种方式：1、脉冲宽度调制(PulseWithModulation,缩写为PWM)开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。

2、脉冲频率调制（PulseFrequencyModulation,缩写为PFM）导通脉冲宽度恒定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。

3、混合调制导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定，彼此都能改变的方式，它是以上二种方式的混合。

二、开关电源的维修技巧和常见故障1、维修技巧开关电源的维修可分为两步进行：断电情况下，“看、闻、问、量” 看：打开电源的外壳，检查保险丝是否熔断,再观察电源的内部情况，如果发现电源的PCB板上有烧焦处或元件破裂，则应重点检查此处元件及相关电路元件.闻：闻一下电源内部是否有糊味，检查是否有烧焦的元器件.问：问一下电源损坏的经过，是否对电源进行违规操作.量：没通电前，用万用表量一下高压电容两端的电压先.如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障，则大多数情况下，高压滤波电容两端的电压未泄放悼，此电压有300多伏，需小心.用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况，电阻值不应过低，否则电源内部可能存在短路。

1开关电源主电路设计1.1主电路拓扑结构选择由于本设计的要求为输入电压176-264V交流电，输出为24V直流电，因此中间需要将输入侧的交流电转换为直流电，考虑采用两级电路。

前级电路可以选用含电容滤波的单相不可控整流电路对电能进行转换，后级由隔离型全桥Buck电路构成。

总体要求是先将AC176-264V整流滤波，然后再经过BUCK电路稳压到24V。

考虑到变换器最大负输出功率为1000W，因此需采用功率级较高的Buck电路类型，且必须保证工作在CCM工作状态下，因此综合考虑,本文采用全桥隔离型Buck变换器。

其主电路拓扑结构如下图所示：下面将对全桥隔离型BUCK变换器进行稳态分析，主要是推导前级输出电压V与后级输g 出电压V之间的关系，为主电路参数的设计提供参考。

将前级输出电压V代替前级电路，作g 为后级电路的输入，且后级BUCK变换器工作在CCM模式，BUCK电路中的变压器可以用等效电路代替。

由于全桥隔离型BUCK变换器中变压器二次侧存在两个引出端，使得后级BUCK电路的工作频率等同于前级二倍的工作频率，如图1-1所示。

在2T的工作时间内，总共可分为四种S 开关阶段，其具体分析过程如下：1）当0<t<DT时，此时Q、Q和D导通，其等效电路图如图1-2所示。

S145/?1-1) 1-2) 1-3)3) du.•川L i (t )m 严+仃(t )c 二二v (t )R图1-3在DT<t<T 时等效电路SSv=0sv=-v Li=i -v /R C当TS <t<a+D )TS 时，此时Q2、1-4) 1-5)1-6)Q 和D 导通，其等效电路图如图1-2所示。

36图1-2在0<t<DT 时等效电路Sv=nvs gv=nv -vL gi=i -v /RC2)当DT<t<T 时，此时Q ~Q 全部关断，D 和D 导通，其等效电路图如图1-3SS 1465所示。

开关电源知识大家都知道，通信设备一般采用直流电源供电（那么，直流电是怎样得来的呢？它与交流电有什么关系）。

目前，应用最广泛的、提供直流电的设备是开关电源。

高频开关电源与相控整流器相比较，具有效率高、可靠性高、精度高、具有智能化管理功能、体积小重量轻和更换扩容方便等优点。

开关电源种类繁多、特点各异，我们公司使用的开关电源有艾默生、中达、中兴等。

一、开关电源的分类：按开关电源容量大小分为大、中、小系统；按开关电源系统组成分为三柜、两柜、独立架系统，其中三柜系统由交流配电柜、直流配电柜和整流架组成，两柜系统的交流和直流配电集成在一个柜子中，独立架系统即交流、直流、整流三者集成于一个柜子中。

诸位所接触到的开关电源一般为独立架系统。

独立架开关电源系统的组成：交流配电单元、整流单元（高频整流模块）、直流配电单元、监控模块。

二、开关电源系统组成1．交流配电单元：一般由交流开关、交流供电线路、交流防雷器件等组成。

作用是引入一路或两路三相交流电或单相交流电（接入网点基本上是使用单相电，模块局有的采用三相电<如安庄子、西花园、棉纺厂>、有的采用单相电）。

经交流输入空开（过流、短路保护）、交流侧防雷器（抑制雷击冲击电压或浪涌过电压），分配给整流模块。

2．整流模块：进行AC/DC变换，输出稳定的直流电。

3．直流配电单元：一般由正负铜排、保险<熔断器>、直流空开、保护地、工作地、直流防雷组成，作用是向负载供电及电池充放电。

4．监控模块：一般由电源板、信号采样电路板、（信号）控制电路板、CPU板、通讯板、显示板、信号指示灯等组成。

蓄电池组1直流负载1直流负载2直流负载3直流负载4蓄电池组2三、 开关电源的工作过程将工频交流电压滤波后整流升压变为直流高压，再以一定的开关频率调制成特定的高频交流，然后整流滤波为所需直流电压。

（通过控制器调整占空比使输出电压保持稳定。

）逆变控制电路线路滤波的作用：将交流电源中的尖峰等杂波过滤，给开关电源提供良好的交流 电；防止本机产生的尖峰等杂音进入电网。

开关电源题库（中级）一、填空题1、通信用智能高频开关电源一般包含交流配电、直流配电_整流模块以及监控单元等四个组成部分。

2、高频开关电源的滤波电路一般由输入滤波、工频滤波、输出滤波以及防辐射干扰等四个基本电路组成。

3、高频开关电源具有可靠、稳定、智能化、效率高以及动态性能好等特点。

4、整流模块限流的目的是保护整流器和保护蓄电池。

5、通信电源检测直流负载电流常见的有分流器与霍尔器件两种方式。

6、维护规程中电源设备故障的基本定义是：1、电源设备无法供给通信设备所要求的标称电源，2、电源设备所供给的电源指标达不到通信设备的要求。

7、通信设备的直流供电系统中，蓄电池组和开关电源并联运行时起到荷电备用和平滑滤波的作用8、通信电源系统中使用的防雷器件一般常见的是压敏电阻与__气体放电管_。

9、某通信电源配置4个50A整流模块分别输出电流为21A，22A，19A，18A。

该电源的不均流度为___4%_______。

10、通信局（站）的基础电源分为交流基础电源和直流基础电源两大类。

11、电源系统输入功率因数是输入有功功率与输入视在功率之比。

12、直流供电方式在有交流电源时，整流器、蓄电池组并联浮充工作。

当交流电停电时，由蓄电池组、供电。

当交流电恢复时，实行恒压限流供电方式。

13、电源系统的可靠性指标用不可用度表征，不可用度表示为：电源系统故障时间与电源系统故障时间与正常供电时间之和的比。

14、开关电源系统的输出杂音衡量指标分：电话衡重杂音、峰峰值杂音，宽带杂音，离散频率杂音。

15、组合式电源系统，直流配电屏内直流压降不能超过500 mV.16、通信电源维护主要要求是保证供电的可靠性。

因此要根据负载的重要程度来决定通信电源是否需要__电池______保护与负载下电功能。

17、联合接地是指：保护地、防雷地、工作地三地合一。

18、电源设备的电磁干扰性主要分为传导干扰、谐波干扰两个方面。

19、联合接地系统由：接地体、接地引入线、接地汇集线、接地线四部分所组成。

开关电源题库（中级）一、填空题1、通信用智能高频开关电源一般包含交流配电、直流配电_整流模块以及监控单元等四个组成部分。

2、高频开关电源的滤波电路一般由输入滤波、工频滤波、输出滤波以及防辐射干扰等四个基本电路组成。

3、高频开关电源具有可靠、稳定、智能化、效率高以及动态性能好等特点。

4、整流模块限流的目的是保护整流器和保护蓄电池。

5、通信电源检测直流负载电流常见的有分流器与霍尔器件两种方式。

6、维护规程中电源设备故障的基本定义是：1、电源设备无法供给通信设备所要求的标称电源，2、电源设备所供给的电源指标达不到通信设备的要求。

7、通信设备的直流供电系统中，蓄电池组和开关电源并联运行时起到荷电备用和平滑滤波的作用8、通信电源系统中使用的防雷器件一般常见的是压敏电阻与__气体放电管_。

9、某通信电源配置4个50A整流模块分别输出电流为21A，22A，19A，18A。

该电源的不均流度为___4%_______。

10、通信局（站）的基础电源分为交流基础电源和直流基础电源两大类。

11、电源系统输入功率因数是输入有功功率与输入视在功率之比。

12、直流供电方式在有交流电源时，整流器、蓄电池组并联浮充工作。

当交流电停电时，由蓄电池组、供电。

当交流电恢复时，实行恒压限流供电方式。

13、电源系统的可靠性指标用不可用度表征，不可用度表示为：电源系统故障时间与电源系统故障时间与正常供电时间之和的比。

14、开关电源系统的输出杂音衡量指标分：电话衡重杂音、峰峰值杂音，宽带杂音，离散频率杂音。

15、组合式电源系统，直流配电屏内直流压降不能超过500 mV.16、通信电源维护主要要求是保证供电的可靠性。

因此要根据负载的重要程度来决定通信电源是否需要__电池______保护与负载下电功能。

17、联合接地是指：保护地、防雷地、工作地三地合一。

18、电源设备的电磁干扰性主要分为传导干扰、谐波干扰两个方面。

19、联合接地系统由：接地体、接地引入线、接地汇集线、接地线四部分所组成。

开关电源开关电源（英文：Switching Mode Power Supply），又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置。

其功能是将一个位准的电压,透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。

随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。

目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。

开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。

线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。

随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。

开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。

另外开关电源的发展与应用在安防监控，节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。

主要特点开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。

北京动力源DUM-48-50B开关电源系统说明书第一章目录第一章：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开展，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～494V2．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。

倘假设，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．整流器逆变整流局部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〔到达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。

防雷击浪涌的开关电源电路设计序言随着城市经济的发展，感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加。

一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷，而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及电视、电话及电子仪表等用电设备。

特别是太阳能控制仪表，由于太阳能安装位置的特殊情况，其使用稳定性是广大开发人员一直关注的重点。

瞬间高电压的雷击浪涌以及信号系统浪涌是引起仪表稳定性差的重要原因，信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰(EMI)、无线电干扰和静电干扰。

金属物体(如电话线) 受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。

如何设计防雷电路成为仪表研发的关键问题。

雷击浪涌分析最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。

一方面由于电子设备内部结构高度集成化 (VLSI芯片)，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。

浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电脑设备，我们就这两方面分别讨论：1)电源浪涌电源浪涌并不仅源于雷击，当电力系统出现短路故障、投切大负荷时都会产生电源浪涌，电网绵延千里，不论是雷击还是线路浪涌发生的几率都很高。

当距你几百公里的远方发生了雷击时，雷击浪涌通过电网光速传输，经过变电站等衰减，到你的电脑时可能仍然有上千伏，这个高压很短，只有几十到几百个微秒，或者不足以烧毁电脑，但是对于电脑内部的半导体元件却有很大的损害，正象旧音响的杂音比新的要大是因为内部元件受到损害一样，随着这些损害的加深，电脑也逐渐变的越来越不稳定，或有可能造成您重要数据的丢失。

美国GE公司测定一般家庭、饭店、公寓等低压配电线(110V)在10 000小时(约一年零两个月)内在线间发生的超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达到800余次，其中超过1000V的就有300余次。