开关电源(整流模块)电路构成

开关电源（整流模块）电路构成

随着全控型电力电子器件的发展与使用，仅工作于器件饱和与截止状态的直流稳压电源应运而生。这种用于电能转换和控制的电力电子器件，以20千赫兹以上的频率在饱和与截止状态间切换，工作于开关状态，因此将这种工作于器件开关状态的电源，称之为高频开关电源。

开关电源结构上由强电主电路与弱电电路构成，强电主电路由电力电子器件为核心的各种电能转换电路构成，完成电能形态转换；弱电电路负责主电路中电力电子器件的驱动与负反馈控制。主电路包括整流电路（AC/DC）、直流变换电路（DC/DC）、功率因数矫正电路、滤波电路等，弱电电路包括PWM波生成电路、控制电路、保护电路和均流电路等，两部分协同工作，实现交流市电转换为所需稳压直流电的目的。各模块构框图如图1所示。

图1 开关电源（整流模块）内部框图

交流电首先进入滤波与入口保护功能电路模块，输入EMI滤波用于滤除来自电网的电磁干扰，以及抑制整流器对电网的电磁干扰，使整流器具有良好的电磁兼容性；软启动电路用于降低整流器开机时的冲击电流，避免整流器开机时对电网造成冲击。当交流输入电压超过整流器的输入电压上、下限值时，输入过、欠压保护电路关闭交流输入，整流器停止工作；当交流输入恢复正常时，自动开启交流输入，使整流器恢复输出。浪涌防护用于抑制由于雷击等造成的浪涌电流。

PFC功率因数校正电路用于减少整流器输入电流中的谐波成分，使整流器的功率因数接近1。PFC校正电路同时对输入电压进行预整流，输出约为400V的直流电压给后级DC-DC 变换电路。PFC输出的约为400V的直流电经DC/DC变换后，按设定值输出稳定的直流电。输出EMI滤波使整流器输出端的杂音电压满足要求，同时抑制输出端的电磁干扰，使整流器具有良好的电磁兼容性。辅助电源电路则为整流器内部各部件提供相应的直流工作电压。

控制及通讯模块的电路属于弱电电路，当整流器与监控单元通信正常时，按照监控单元

的要求控制整流器的输出，并上传整流器的相关信息，实现整流器的三遥（遥测、遥信、遥控）功能；当与监控单元通信异常时，按照默认参数控制整流器的输出。状态显示电路则通过LED显示整流器的工作状态。

开关电源的主要技术指标有：工作环境条件（环境温度、相对湿度、海拔高度），交流输入（交流输入电压范围、输入电压波形畸变率、输入功率因数、输入电流总谐波失真度等），效率，直流输出（直流输出电压标称值及可调范围、杂音电压、稳压精度、负载效应、均流性能等）。

效率是开关电源最重要的指标，额定输出电流为50A（额定输出功率3000W）的整流器，目前绝大多数厂家的峰值效率可达96%（称为高效整流器），少数厂家的峰值效率已达到98%（称为超高效整流器）。