开关电源知识讲座

1、20092009年年4 4月月培训内容培训内容第一部分：开关电源系统命名第一部分：开关电源系统命名第二部分：高频开关电源模块框图第二部分：高频开关电源模块框图第三部分：高频开关电源基本结构第三部分：高频开关电源基本结构第一部分：开关电源系统命名第一部分：开关电源系统命名整流模块额定输出电流整流模块额定输出电流50A50AP S 4 8 400-2C / 50 系统最大输出电流系统最大输出电流400A400A系统输出电压系统输出电压48V48V电源系统电源系统Power SystemPower System版本号版本号 绝大部分通信设备供电系统的基础电压为绝大部分通信设备供电系统的基础电压为“-

2、”48V-”48V，也有，也有少量采用少量采用“+”24V+”24V。基础电压范围内的工作电压有三种：浮充基础电压范围内的工作电压有三种：浮充电压、均充电压和终止电压。电压、均充电压和终止电压。 v 浮充电压：是在市电正常时，由整流器向负载供电，并同时给浮充电压：是在市电正常时，由整流器向负载供电，并同时给蓄电池微小的补充电流，此时的工作电压即浮充电压。蓄电池微小的补充电流，此时的工作电压即浮充电压。v 均充电压：是为了使蓄电池保持足够的容量，则需要提高浮充均充电压：是为了使蓄电池保持足够的容量，则需要提高浮充电压，使流入电池电流增加，此时的整流器工作电压即均衡电电压，使流入电池电流增加，此时

3、的整流器工作电压即均衡电压，它是基础电压的上限。压，它是基础电压的上限。v 中止电压：当市电中断后，由电池供电。蓄电池放电所允许的中止电压：当市电中断后，由电池供电。蓄电池放电所允许的最低值，称为蓄电池的终止电压。最低值，称为蓄电池的终止电压。第一部分：开关电源系统命名第一部分：开关电源系统命名第二部分第二部分:高频开关电源组成高频开关电源组成交流配电单元交流配电单元直流配电单元直流配电单元监控模块监控模块整流模块整流模块机架第二部分第二部分:高频开关电源组成高频开关电源组成交流配电单元交流配电单元直流配电单元直流配电单元监控模块监控模块整流模块整流模块机架LVDSLVDS（低压脱离）开关（低

4、压脱离）开关C C级防雷模块级防雷模块第二部分第二部分:高频开关电源组成高频开关电源组成DCDLVDSACDSM50/SM60ABCABCABCABCABCABCABCABC交流配电模块交流配电模块直流配电模块直流配电模块LVDSLVDS（低压脱离模块）（低压脱离模块）监控模块监控模块整流模块整流模块vACDACD（交流配电模块）（交流配电模块） 交流配电模块给整流器提供交流输入电源。交流配电模块给整流器提供交流输入电源。vDCDDCD（直流配电模块）（直流配电模块） 直流配电模块将整流器输出的直流电输送到负载和直流配电模块将整流器输出的直流电输送到负载和电池。电池。 直流配电模块的保护装置有

5、三种：小型空气开关直流配电模块的保护装置有三种：小型空气开关（DCM）、熔断器型（）、熔断器型（DCF）和混合型）和混合型(DCFM)。第二部分第二部分:高频开关电源组成高频开关电源组成vLVDLVD（低压脱离模块）（低压脱离模块） 当交流电长时间停电时，当交流电长时间停电时，LVDS模块用于脱离电池或负模块用于脱离电池或负载以保护电池。防止电池过放电。当电池电压降到低于载以保护电池。防止电池过放电。当电池电压降到低于预设值时，预设值时，LVDS模块上的直流接触器的主触点断开。当模块上的直流接触器的主触点断开。当电压升到高于预设值时，直流接触器的主触点重接。电压升到高于预设值时，直流接触器的主

6、触点重接。v整流模块整流模块 整流模块将交流电输入转换为直流电输出向电池和负载整流模块将交流电输入转换为直流电输出向电池和负载供电。供电。第二部分第二部分:高频开关电源组成高频开关电源组成v监控模块监控模块 监控模块监视整个电源系统的运行，发布命令控制监控模块监视整个电源系统的运行，发布命令控制整流器及整流器及LVDS的运行。每个模块都被监视，一旦发的运行。每个模块都被监视，一旦发生影响系统性能的故障，便触发告警器。生影响系统性能的故障，便触发告警器。 监控模块的主要功能有信号采集、参数设置、监控模块的主要功能有信号采集、参数设置、 故障故障记录、记录、 控制功能、控制功能、 电池管理以及通信

7、功能等电池管理以及通信功能等 第二部分第二部分:高频开关电源组成高频开关电源组成第二部分第二部分:高频开关电源组成高频开关电源组成压敏电阻指示窗气体放电管防雷空开如何判断如何判断C级防雷器好坏？级防雷器好坏？防雷空开作用是什么？防雷空开作用是什么？D级防雷级防雷第二部分第二部分:高频开关电源组成高频开关电源组成ANCBD级防雷盒防雷片气体放电管PE防雷空开C级防雷器防雷检测压敏电阻防雷片CD接地接地压敏电阻压敏电阻第二部分第二部分:高频开关电源组成高频开关电源组成高频开关电源特点高频开关电源特点高频开关电源具有：重量轻、体积小、功率因子高、稳压精度高频开关电源具有：重量轻、体积小、功率因子高、

8、稳压精度高高 、维护简单、维护简单 、扩容方便以及动态性能好等特点、扩容方便以及动态性能好等特点 第三部分第三部分:高频开关电源工作原理高频开关电源工作原理第三部分第三部分:高频开关电源工作原理高频开关电源工作原理220 VAC-48 VDC后台计算机RS-485口RS-2 32口监控模块RS-232口调制解调器MODEMPSTN调制解调器MODEM监控中心交流配电整流模块市电I市电II.蓄电池直流配电通信设备-48 VDC.RS-485口-220V第三部分第三部分: 高频开关电源工作原理高频开关电源工作原理v 输入滤波器：作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本输入滤波器：作用是将电网存在的

9、杂波过滤，同时也阻碍本机机 产生的杂音反馈到公共电网。产生的杂音反馈到公共电网。 v 整流滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以整流滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供供 下一级变换。下一级变换。v PFCPFC电路：电路： PFCPFC电路分为有源功率因素校正和无源功率因素校电路分为有源功率因素校正和无源功率因素校 正。有源功率因素校正电路具有效率高、体积小等优点，中恒正。有源功率因素校正电路具有效率高、体积小等优点，中恒 就采用该种电路（就采用该种电路（BOOSTBOOST电路电路) )开关频率开关频率65KHZ65KHZ。从而使电源输。从而使电源输 入功率因素接近

10、于入功率因素接近于1 1。无源功率因素校正则较之体现为因素校。无源功率因素校正则较之体现为因素校 正效率低，而且不稳定，并且整体电路体积较大。正效率低，而且不稳定，并且整体电路体积较大。从交流电网输入到直流输出包括：从交流电网输入到直流输出包括： 第三部分第三部分:高频开关电源模块框图高频开关电源模块框图v 逆变（逆变（DC-ACDC-AC变换）：将整流后的直流变为高频脉冲电，它是变换）：将整流后的直流变为高频脉冲电，它是 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；当然并不是频率越高越好，这里涉及元器件的成之比越小；当然并不是频率越高越好，这里涉及元器件的成 本、干扰、功耗等多种因素，我们采用开关管频率本、干扰、功耗等多种因素，我们采用开关管频率150KHZ150KHZ 420KHZ 420KHZ。v 输出整流与滤波：是负载的需要，必须提供稳定可靠的直流输出整流与滤波：是负载的需要，必须提供稳定可靠的直流电电 源。源。第三部分第三部分:高频开关电源工作原理高频开关电源工作原理v 开关稳压电源根据直流直流变换器的工作原理，可分为开关稳压电源根据直流直流变换器的工作原理，可分为 PWM PWM 型和型和 谐振谐振 型型v MOSF