开关电源维修培训

开关电源原理及维修

-1-学习目标：

l

熟悉开关电源的基本原理l

了解开关电源的维修流程

-2-第一节：开关电源基本知识第二节：开关电源的维修-3-第一节：开关电源基本知识本章重点掌握通信电源系统的基本结构；通信电源系统各组成部分的工作原理。

-4-通信电源系统的结构

通信电源系统包括五个基本组成部分，分别是交流配电单元、高频开关整流器、直流配电单元、监控系统和蓄电池组。组合电源系统的原理框图如图1-1所示：

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图1-1

系统的原理框图

-6-各组成部分的工作原理

交流配电单元交流配电单元将市电接入，经过切换送入系统，交流电经分配单元分配后，一部分提供给开关整流器，一部分作为备用输出，供用户使用。系统可以由两路市电（或一路市电一路油机）供电，两路市电主备工作方式，平时由市电1供电，当市电1发生故障时，切换到市电2（或者油机），在切换过程中，通信设备的供电由蓄电池来供给。

-7-两路交流输入通过交流接触器选通一路后供给交流主输出和交流辅助输出。空气开关的后边接有交流变送器和交流避雷器。交流辅助输出分别接有空气开关。

交流配电功能原理图如图1-2所示：

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图1-2

交流配电原理图

-9-直流配电单元

直流配电单元完成直流的分配和备用电池组的接入。整流器的输出采用并联方式，整流器的输出经汇流母排接入直流配电单元，直流配电单元为负载分配不同容量的输出，可满足不同的需要，直流配电路数可根据用户需求增减。每组直流输出采用一个直流断路器控制。

-10-后备电池组的输入与开关整流器输出汇流母排并联，以保证开关整流器无输出时，后备电池组能向负载供电。系统具有二次下电功能，可在蓄电池放电过程中按用户的设置电压分两次将负载断掉，以保证主要负载能够长时间的工作，同时保护蓄电池不致过放而损坏。负载和蓄电池输出端均接有熔丝保护。

直流配电原理图如图1-3所示：

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图1-3

直流配电原理图

-12-整流部分

整流部分的功能是将交流配电单元提供的220V的交流电变换成48V或者24V的直流电输出到直流配电单元。整流部分的功能由整流模块完成。高频开关整流器的原理框图如图1-4所示：

-13-图1-4

高频开关整流器电路原理框图

-14-开关整流器的基本电路包括两部分：一是主电路，是指从交流电网输入到直流输出的全过程，它完成功率转换任务。二是控制电路，给主电路变换器提供激励信号控制主电路工作，同时实现稳压。

-15-交流输入滤波器：其作用是将电网中的尖峰等杂波过滤，给本机提供良好的交流电，另一方面也防止本机产生的尖峰等杂音回馈到公共电网中。

-16-整流滤波：将电网交流电直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。功率因数校正：此电路为升压电路，它将整流滤波后的直流电升压为410V左右的直流电，以供下一级逆变。

-17-逆变：将升压后的直流电变换为高频交流电，尽量提高频率，以便于用较小的电容、电感滤波（减小体积、提高稳压精度），同时也有利于提高动态响应速度。频率最终受到元器件、干扰、功耗以及成本的限制。

-18-输出整流滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。其中逆变将直流变成高频交流，输出整流滤波再将交流变为所希望的直流，从而完成从一种直流电压到另一种直流电压的转换，因此也可以将这两个部分合称DC-DC变换（直流-直流变换）。

-19-控制电路：从输出端采样，经与设定标准（基准电源的电压）进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或频率，从而控制滤波电容的充放电时间，最终达到稳定输出的目的。

-20-蓄电池组

通信电源系统中采用整流器和蓄电池组并联供电方式。蓄电池组既为备用电源，又可以吸收高频纹波电流。目前常用的蓄电池为阀控式密封铅酸蓄电池。

-21-监控系统

监控系统检测组合电源系统各部分的工作状态，并将这些数据进行分析和处理，自动控制整个电源系统的运行。同时通过RS232/RS422/RS485接口将数据传送到近端监控计算机或远端监控中心，实现无人值守。

-22-当系统发生故障时，告警指示灯及蜂鸣器会发出声光告警信号，电源系统脱离监控单元仍可正常工作，此时后备蓄电池组将处于浮充状态。

-23-组合电源系统的接地及防雷

-24-组合电源系统的接地

组合通信电源系统必须很好地接地，保护地和工作地最好单独引出接于接地体的不同点上，也可各自引出集中接于用户接地铜排上。组合电源系统接地必须良好，应符合通信设备接地标准（接地电阻不大于3

）。联合接地示意图如图1-5所示。

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图1-5

组合电源联合接地图

-26-防雷网络

目前国内外被广泛接受的防雷思路是由3道防线构成一个完整的防护体系，这3道防线是：第一道是将绝大部分雷电流直接引入地中泄放，第二道防线是阻塞侵入波沿引入线进到设备上的雷电过电压，第三道是限制被保护物上的雷电过电压幅值。这种防雷方式不仅对防雷击较为有效，对防电网上的电压浪涌也有效。图1-6为“三级防雷网络”示意图。

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图1-6

通信电源三级防雷网络示意图

-28-在“三级防雷网络”中，第一级防雷器的泄放能力可达到120KA，这一级为外置壁挂式的防雷盒；第二级防雷