通信高频开关电源技术研究
开关电源EMI滤波器原理和设计研究
开关电源EMI滤波器原理和设计研究开关电源EMI滤波器是用来减少开关电源产生的电磁干扰(EMI)的一种装置。
EMI是指开关电源工作时产生的高频干扰信号,可能会对其他电子设备、无线通信和无线电接收产生干扰,影响它们的正常工作。
EMI滤波器通过合理设计,能有效地抑制开关电源产生的EMI信号,从而减少对其他设备的干扰。
EMI滤波器的原理是基于电流和电压的相位关系来实现的。
开关电源在工作时会产生高频电流脉冲,而这些电流脉冲会通过开关电源输入端的电容等元件,从而形成高频电流回路。
EMI滤波器通过给开关电源输入端加上一个电感元件,阻断高频电流回路的形成,从而减小EMI信号的辐射。
设计EMI滤波器时需要考虑以下几个因素:1.工作频率范围:EMI滤波器需要在开关电源产生EMI信号的频率范围内有效工作。
根据具体的应用环境和要求,选择合适的滤波器工作频率范围。
2.滤波特性:滤波器需要具有良好的滤波特性,对于较高频率的EMI信号能够有较好的抑制效果。
常用的滤波器类型有低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
3.过渡区域:滤波器在过渡区域需要平衡阻抗和频率之间的变化。
过渡区域越宽,滤波器的性能越好。
过渡区域的宽度需要根据具体要求进行设计。
4.安全和可靠性:EMI滤波器需要满足安全和可靠性的要求。
在设计过程中,需要考虑电源参数范围、电流和电压的安全范围等因素,以确保滤波器的稳定性和可靠性。
设计EMI滤波器的方法有多种,可以根据需求选择不同的设计方法。
常见的方法包括线性滤波器设计、Pi型滤波器设计和C型滤波器设计等。
其中,Pi型滤波器是应用最广泛的一种,它由两个电感和一个电容组成,能够对高频信号进行抑制。
总之,开关电源EMI滤波器的原理和设计研究是为了降低开关电源产生的电磁干扰,保证其他设备的正常工作。
通过合理的滤波器设计和选择合适的滤波器类型,可以有效地减少EMI信号对其他设备的干扰,提高系统的抗干扰性能。
高频开关电源系统的主要技术参数
高频开关电源系统的主要技术参数
1.输入电压范围:高频开关电源系统通常需要输入直流电压或交流电压。
输入电压范围决定了电源系统的适用范围。
一般来说,输入电压范围是根据具体的应用需求来确定的,比如直流电压范围一般为12V、24V、48V等,交流电压范围一般为100V、220V、380V等。
2.输出电压范围:高频开关电源系统可以根据实际需求提供不同输出电压。
输出电压范围由电源系统的设计和组成元件决定。
一般来说,输出电压范围可以从几伏特到几千伏特不等。
3.输出功率:输出功率是指高频开关电源系统在工作状态下能够提供的最大功率。
输出功率的大小通常由应用需求来确定。
一般来说,输出功率可以从几瓦到几千瓦不等。
4.转换效率:转换效率是指高频开关电源系统将输入电能转换为输出电能的效率。
转换效率越高,系统的能量损耗就越少,效率也越高。
一般来说,高频开关电源系统的转换效率可以达到90%以上。
5.纹波和噪声:纹波和噪声是指高频开关电源系统输出电压中的波动和噪声。
纹波和噪声对于一些应用来说非常重要,比如在精密仪器和通信设备中,需要较低的纹波和噪声水平。
6.绝缘电阻:绝缘电阻是指高频开关电源系统的输入和输出之间的绝缘能力。
绝缘电阻决定了系统的安全性能。
一般来说,绝缘电阻应满足相关的国际和行业标准要求。
7.工作温度范围:工作温度范围是指高频开关电源系统能够正常工作的温度范围。
一般来说,高频开关电源系统的工作温度范围根据具体的应用需求来确定。
高频开关电源在通信中的应用
高频开关电源在通信中的应用高频开关电源是一种能将交流电转换为稳定直流电的电源设备,具备性能稳定、效率高等特点,被广泛应用于现代通信系统中。
接下来,我将从应用领域、特点、优势等方面详细介绍高频开关电源在通信中的应用。
1. 应用领域通信系统中需要使用大量的直流电源来给各种设备供电,例如基站、交换机、路由器、终端设备等。
高频开关电源作为一种高效稳定的电源设备,被广泛应用于这些设备中。
2. 特点高频开关电源具备以下特点:(1)高效性:相比传统的线性电源,高频开关电源的效率更高,能够更高效地将电流转换为直流电,从而减少能耗。
(2)小型化:高频开关电源采用小型化元器件,使得整个电源设备更为紧凑,适合各种空间环境。
(3)稳定性:高频开关电源能够提供稳定的输出电压和电流,确保设备能够正常运行。
(4)可靠性:高频开关电源采用了高品质的元器件和稳定的控制系统,使得设备更加稳定可靠。
3. 优势高频开关电源与传统线性电源相比,具备以下优势:(1)高效:高频开关电源的效率更高,减少不必要的能耗。
(2)小型化:高频开关电源体积更小,更加适合各种通信设备的空间环境。
(3)轻量化:高频开关电源重量更轻,更方便携带和使用。
(4)稳定:高频开关电源能够提供稳定的输出电压和电流,确保设备正常运行。
4. 应用案例高频开关电源在通信领域中已经得到了广泛应用。
例如,在基站上,高频开关电源用于给天线和收发器供电;在交换机和路由器上,高频开关电源则用于给CPU和内存等供电;在终端设备中,高频开关电源则用于给屏幕、电池等供电。
总之,由于高频开关电源具备高效、小型化、稳定性等优势,它已经成为通信系统中不可或缺的电源设备。
在未来,随着通信技术的不断发展,高频开关电源的应用范围将进一步扩大,为通信系统的发展提供更加可靠和高效的能源保障。
YD T1058 电源标准介绍
技术项目名称
YD/T1058-2007
YD/T1058-2000
整流模块:
1.遥测:整流模块输出电压,每个 整流模块输出电流;
2. 遥 信 : 每 个 整 流 模 块 工 作 状 态 (开/关机,限流/不限流)
故障/正常;
3.遥控:开/关机,均/浮充/测试。
15. 监控性能* 直流配电部分:
(站按电源YD系/T统1总05技1 通术信要局求)1主.要遥分测路:电输流出(电可压选,)总负载电流,
(3)负载效应恢复时间(动态响应) 由于负载的阶跃变化(突变)引起的直流输出电压变化后 的恢复时间应不大于200 μs,其超调量应不超过输出电压 整定值的±5 %。
(4)开关机过冲幅度 由于开关机引起直流输出电压变化的最大峰值应不超过直 流输出电压整定值的±10 %。
(5)启动冲击电流(浪涌电流)
4)低压交流电压再经过一次整流滤波后,就可以生 成各种可供给通信设备使用的低压直流电了;
5)输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,来控制 脉冲宽度调制的占空比,达到稳定输出的目的。
它的作用与特点 : 把直流电源或交流电源通过它可以获得一个稳定 的直流电压源。 它具有效率高,输出电压稳定,交流纹波小,体 积小和重量轻等许多特点。
中国通信标准化协会 通信电源与通信局站工作环境技术工作委员会
熊兰英
一、简单介绍:什么是开关电源、它的作 用 及工作原理;
二、“YD/T1058 通信用高频开关电源系 统” 修订后的性能技术指标介绍与对比;
三、如何判断通信开关电源的优劣;
四、开关电源技术的发展动向及关注点。
什么是开关电源 电源技术是一种应用功率半导体器件、综合电力
技术项目名称
10.系统稳压精度 11.系统电话衡重
48V通信高频开关电源-技术规范
工程48V 通信高频开关电源专用技术规范工程名称:建设单位:设计单位:设计联系人:1工程概述(简要介绍与通信电源相关的工程情况,包括电源监控系统现状)2 招标设备需求一览表“招标设备需求一览表”编制说明:1)该表格取代原技术条件书中的供货范围表格。
2)填写该表格请务必填写“建设单位”和“项目名称”两个栏目的内容。
3 供货范围设备范围和数量见表2-1。
表2-1A 设备规范和数量(整流屏和交直流分配屏分开组屏)表2-1B 设备规范和数量(整流屏和交直流分配单元统一组屏)4 其他技术条款(设计单位根据工程的实际需求对通用技术规范进行补充)例如:如采用电源双重化配置,两台交直流配电屏之间应设置直流分段开关,采用手动投切。
直流分段开关安装在其中一块屏上。
5 使用说明本专用技术规范与湖南省电力公司通信高频开关电源设备通用技术规范(6.1版)构成完整的设备技术规范书。
湖南省电力公司通信高频开关电源设备通用技术规范书(7.1版)目次1总则1.1概述1.2投标商资格1.3投标产品应遵循的技术标准1.4工程环境条件2设备技术要求2.1系统功能要求2.2配置及性能指标2.3投标方应答参数3技术服务3.1项目管理3.2技术文件4买方工作5质量保证和试验5.1质量保证5.2试验6包装、运输和储存1 总则1.1概述1.1.1本设备技术规范书适用于湖南省电力公司通信高频开关电源、交直流电源分配屏的的招标订货,它提出了功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.1.2本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,卖方应提供符合本规范书和工业标准的优质产品。
1.1.3如果卖方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议,则意味着卖方提供的设备(或系统)完全符合本规范书的要求。
如有异议,不管是多么微小,都应在报价书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。
铁路通信系统中高频开关电源原理及使用
图1 :通信 高频开 关电源工作原理拓扑 图 如 果温度高 于 3 5摄 氏度 ,会 直接导 致 电池 寿 命 的缩减 。因此 ,在高频开 关电源 中的使 用维 护措施上 ,还 需要对 蓄电池 组室的温 度进 行控 制 ,通 过 大量 的 实 践 事 例证 明 , 高 频 开 关 电源 的电池组最 佳工作环 境温度为 2 5摄 氏度 , 过 高 、过低都会 导致 电池 寿命 的缩短。在炎热的 夏季 需要通过 空调降低 蓄电池 室的温度,对于 北 方 的 冬 季 则 需 要提 高 温度 , 保 障 蓄 电 池 组 室 的 温 度 一直 保 持 在 2 5摄 氏度 左 右 , 延 长 高 频 开关 电源 蓄电池 组使 用寿命 。为了提高蓄 电池 的使用寿 命,并且检 查蓄电池组的容量 ,需要 定 期做 充放 电试 验 。
2 . 5 纳 入 电源 与 环 境 监 控 系统 , 实 时监 控 高频
开 关 电 源
关 电源 的使用维护上还需要保 障检修 人员对 各 种检修 工具的合理使用 ,加强培训 ,提升工作 铁 路 通 信 系 统 中 高 频 开 关 电 源 组 成 上 包 人员的意识;此外 ,管理人 员根据 现场实际情 括 主 电路 、控制 电路、检测保护 电路 以及辅助 况制定出高标准 的高频开关 电源检修 作业指导 3 结 束语 电源 等部 分 。其工 作 原理 如下 ,交流 电源 接 书 ,要求 职工在检修工作 中严格依照作业 指导 同时 将 具体 的检 修 责 任落 实 到 人 , 入 开 关 电源 经 AC 断 路 器 ,保 险 丝 等 保 护 原 件 书进 行 作 业 , 在 铁 路 通 信 系 统 中 , 高 频 开 关 电源 是 系 后 ,进 入 E MI 滤波 器 ( 其 功能 是 防止开 关 电 从 思想面和制度面使检修人 员检修 设备,避免 统的动力供给单元 ,对整个系统 的运作稳 定性 源 受 到 交 流 电 的 突波 电 压 的 破 坏 以及 将 差 模 与 造 成 高 频 开 关 电源 的 损 坏 。 起 着 决 定 性 的 作 用 。本 文 基 于 高 频 开 关 电源 的 共模 杂讯做有效 的削减 ,以消除电网传入的高 工作原理及使 用特点, 提 出了保 障工作 区清洁 , 2 . 3合理接入 负载,调节均流 频 杂 讯 并 防 止 开 关 电源 的 杂 讯 反 馈 回 电网 ) 。 加 强 设 备 检 查 、 科 学 合 理 使 用 检 修 工具 、 合 理 交流 电源经桥式整流器整 流为直流后 ,再经主 在 铁 路 通 信 系 统 高 频 开 关 电 源 中 整 流 模 接入负载,调节均流 、保障机房 的温度适 中、 动 式功 率因数校 正线路 ( P F C), 产生约 4 0 0 V 块处于 自动控制 的状态 下时 ,系统内的内部监 纳入 电源及环境监控系统五 点高频开关 电源在 的直流 电压供 给 DC. DC转换器 使用 。同时为 控模块对 整个设备的运作进行控制 ,均流 也处 使用过程中的维护措施,需要我们在工作 中有 开 关 电源整流模块 内控制 线路提供辅助 电源 。 于 自动 调 节 下 ,人 员 无 法 对 其 进 行 操 作干 预 。 效执行,提升高频开关 电源 的使用稳定性和寿 4 0 0 V DC经 DC . DC转换器产 生一稳 定的输 出 在 一 切正 常运 作模 式 下,不 需要 人为进 行 控 命 。 电 压 。此 部 分 是 用 高频 软 开 关 脉 宽 调 制 零 电压 制 。但 是 当 铁 路 通 信 系 统 处 于 负载 很 低 的 状 态 转换技术 :在全 桥式线路上 以高频 ( 1 0 k Hz以 下时,会导致高频开关 电源 中部分模块 的电流 参考文 献 上)切换频率经移相 P WM 的方 式将 4 0 0 V DC 很小,进而会导致部分系统判 定这些模块 为无 [ 1 ] 朱世 盘 , 张 永 超 ,史 忠诚 .智 能 变 电站 切 换为交流脉波 ,经 高频 变压器的降压成为适 输 出,从而激活预警模块 ,上报 告警信息。此 中 高频 开 关 电 源 技 术 应 用 [ J ] .中 国 电 当波幅的交流脉波 。二次侧的交流脉波经整流 力 . 2 0 1 5 . 1 1 ( 0 1 ) : 1 4 2 - 1 4 5 . 时便需要人为的介入一些 负载 于其 中,保 障整 二极 管及 输 出滤 波 电路 ,可得 稳定 的直 流输 2 】张 学 廷 .如 何 进 一 步 优 化 高 频 开 个设备的运行稳定性 ,同时 也提升 高频开关电 [ 出。另为对 高频开 关电源 系统做最佳与适时 的 源 的使 用寿命 。 关 电源 变压 器 … J .科 技 创 新 与 应 保护 , 在此 并加上保 护线路, 其包含输 出过压 、 用 , 2 O 1 5 , 0 5 ( 0 3 ) : 1 2 2 — 1 2 2 , 1 2 3 . . 4保 障蓄 电池组 室的温度 适中,定期做放 电 过流保护 ,过温保 护、短路保护等 。如 图 1 所 2 试验 示 为 通 信 高 频 开 关 电源 工 作 原 理 拓 扑 图 。
通信电源技术的发展与应用研究
通信电源技术的发展与应用研究通信电源技术是指供应通信设备运行所需的电能的技术,通信设备的持续运行需要稳定、可靠的电源供应。
随着通信技术的发展,通信电源技术也得到了迅速的发展和应用。
本文将从通信电源技术的发展历程、应用领域和研究方向三个方面进行阐述。
(一)20世纪50年代至60年代20世纪50年代至60年代,电源技术主要依靠直流电源,使用大容量的电池组或直流稳压电源可以满足通信设备的电能需求。
这种技术的优点是工作稳定可靠,缺点是容量大,不便携带。
20世纪70年代至80年代,开关电源技术开始普及,其通过将交流信号转换为定流定压的直流信号供给设备,有效提高了电源效率,减小了功耗。
开关电源技术的优点是具备了更高的效率和更小的体积,适合嵌入式应用。
这种技术的缺点是造价高昂,设计成本较高。
20世纪90年代至现在,随着数字通信技术的广泛应用和通信设备的不断更新换代,对电源的要求越来越高。
通信电源技术也迎来了新的发展机遇,并在应用中逐渐被普及。
当前通信电源技术主要涵盖开关电源、UPS(不间断电源)、太阳能电池板等多个方面,这些技术的发展为通信设备运行提供了强有力的保障。
(一)移动通讯在移动通信领域,通信电源技术主要采用了开关电源和不间断电源技术。
这些技术具备体积小、重量轻、容量大、效率高的特点,为移动终端的稳定运行提供了可靠的电源保障。
(二)卫星通讯在卫星通讯领域,太阳能电池板是通信电源技术的主要应用之一。
太阳能电池板具备轻、薄、高效等特点,可为卫星提供长时间的、稳定的电源支持,是卫星通信的重要保障。
(三)固定通信在固定通信领域,通信电源技术主要采用了UPS技术。
UPS可以在电源故障或电力中断的情况下及时切换到备用电源,保证固定通信设备的正常工作。
(一)高效低功耗随着绿色低碳等理念的普及,通信电源技术的研究方向也逐渐偏向于高效低功耗。
未来通信电源技术需要做到更高的效率,更少的功耗,这样才能更好地适应节能、环保的需求。
(技术规范标准)高频开关电源技术规范书
2011年主网技改工程通讯系统电源(高频开关电源、免维护电池)技术规范书1、概述1.1本技术规范书仅适用于2011主网技改工程。
1.2本规范未对一切技术细节做出规定,也未充分引述有关标准和规范,卖方应提供符合本规范书和遵照国际电工委员会标准(IEC)、国际公制(SI)及国家标准的符合国家电力行业标准的优质产品。
技术指标应符合YD/T731《通讯用高频开关整流器》的规定。
1.3本规范未尽事宜,双方协商解决。
2、主要技术要求2.1 供货数量:高频开关电源:-48V/120A (4*30A) 4套蓄电池: -48V/300AH 4组(包括电池柜)每套两组每组24只,2V/只2.2设备电气性能3.单套高频开关电源配置:1)具备交流输入配电单元、整流单元、直流输出配电单元、监控单元,并为一体化机柜,应能至少接入2组蓄电池。
2)具备完善的故障告警、保护功能(交流输入故障、直流输出故障、整流单元故障、监控单元故障等自动保护功能),且部分状态具有自动恢复功能(交流过压、欠压、直流过流、过温)。
3)交流配电单元:输入2路,输入电压:三相五线制:380V±20%,50±10%HZ,2路交流输入电源能自动切换,且互为主备用。
输出:三相输出分路(2路):2路32A,2路25A单相输出分路(14路):2路20A,8路10A,4路6A。
4)直流配电单元:输入:整流4路:48V/4*30A,可调整为(10A-20A-30A-60A,最大能达到120A。
蓄电池: -48V≤300AH蓄电池保护值:43V±1%输出电压:-48V(-40V~-58V)输出总容量为120A。
输出电流规格:40A 6路、20A 40路、10A 14路直流输出采用端子接线。
5)整流模块单元:整流模块采用N+1方式工作由多个整流模块组成的整流单元,当其中一个(或几个)模块故障时,不得造成整个系统停止工作。
输入电压:304~456V(45~66HZ)输出电压:53.5V(可调范围40~60V)输出电流:25A效率:>90%纹波电压:<2MV稳压精度:≤±0.5%当输出电压在56.4V时,整流模块应能输出额定电流。
通信高频开关电源功率变换技术探讨
摘
要 : 于 通信 系统 对 电源 D 基 C—D 变换 器 的特 殊 要 求 , 过 分析 全桥 式 变换 电 C 通
路硬 开 关方式 与软 开 关方 式 的工作 原理 和特 点 , J ) 种谐 振 变换技 术 , 出移相 控 制 的 对:L g 提
全桥 串并联 谐振 变换 器的设 计 思路 并分析 其优 越 , 『 生。
噪声。
移相 P WM 控 制 方 式 的基 本 工 作 原 理 为 : 保 持 每个开 关 管 的导 通 时 间不 变 , 个 桥 臂 的 两个 每
图 1 全 桥变 换基 本 的 电路
开关 管互 补导 通 , 个 桥 臂 的 导 通 时 间 之 间相 差 两
一
个 相位 。对 全 桥 变 换 器 来说 , 有对 角线 上 两 只
关 键词 : C—DC变换 器 D 软 开 关 串并联 谐振
Ab ta t n t i p p r sr c :I hs a e ,we a ay e t eb sc t e r n h r ce fh d s th a d n lz h a i h oy a d c aa tro a wi n r c s f s thfrt ,t e o p r t m ekn s f eo a t o v rig tc n lg . n l ot wic i l s y h nc m aewihs o id s n n n e t e h oo y Fial o r c n y ad sg to ff l — rd e s r s— p rl lrs n n n et ri x a itd a d a a ein meh d o ul—b ig e i — a al e a tc v re se p t e n n — e e o o a
高频开关电源系统
高频开关电源系统高频开关电源系统是一种非常常见的电源系统,它通过高频开关器件进行电能的变换和传递,适用于各种电子设备和工业设备的电源供应。
高频开关电源系统的特点包括高效率、小体积、稳定性好等优点,被广泛应用于各个领域。
高频开关电源系统的基本原理是将输入的直流电源通过输入滤波电路进行滤波和解耦,然后经过交流输入的变压器进行变压和隔离,再通过谐振和整流电路将电源变为高频交流信号,接着经过输出滤波电路和输出调节电路将电源输出。
高频开关电源系统能够将输入的直流电源变换为高频交流信号的主要原因在于高频开关器件的使用。
常见的高频开关器件包括IGBT(绝缘栅双极型晶体管)和MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)等。
这些器件具有开关速度快、损耗小等特点,能够高效地将输入的直流电源变换为高频交流信号。
高频开关电源系统的工作频率通常在几kHz到几MHz之间,通过选择合适的工作频率可以在保证系统稳定性的同时提高能效。
此外,高频开关电源系统还使用了各种控制技术来实现稳定的输出电压和电流。
常见的控制技术包括脉宽调制(PWM)和频率抖动等。
在实际应用中,高频开关电源系统广泛应用于电子设备、通信设备、医疗设备、工业设备等领域。
比如,高频开关电源系统可以作为计算机和服务器的电源,提供稳定可靠的电能供应;它还可以作为无线通信设备的电源,保证通信信号的稳定性和可靠性;同时,在一些特殊领域,如医疗设备和工业设备中,高频开关电源系统也扮演着重要的角色。
总之,高频开关电源系统是一种应用广泛的电源系统,具有高效率、小体积、稳定性好等优点。
它通过高频开关器件将输入的直流电源变换为高频交流信号,并经过滤波和调节电路得到稳定的电源输出。
高频开关电源系统在电子设备、通信设备、医疗设备、工业设备等领域得到了广泛的应用,为各个领域的发展做出了重要贡献。
NHTX系列48V通信高频开关电源(交流220V转直流48V10A、48V20A、48V30A)
A) A 点的拨码开关控制“浮充” 、 “均充”转换。 B) B 点的拨码开关控制“手动” “自动”均浮充转换。
5
-6-
⑹“电流显示” ⑺“电压显示” ⑻“输出显示”
:当转换开关处于这一侧,数字显示屏处于输出电流显示状态时。 :当转换开关处于这一侧,数字显示屏处于输出电压显示状态时。 :数字显示屏显示输出电压、电流数值。
9
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------a) 交流输入 :交流输入端子。 b) 直流输入 :空置。 (为了本公司电源机箱通用性而预留) 。 c) RS232 接口 :监控接口。可提供远程限流,均 /浮充转换,关机接口。无监控时空置。 d) 并机线 :参见多台并联 a) SHARE+ 均流信号+(推荐线径 1~2.5mm2) b) SHARE- 均流信号-(推荐线径 1~2.5mm2) c) PE 机壳保护接地(线径不得小于 2.5mm2) e)直流输出 :接负载
2) .电源后面板标示说明 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
高频开关电源工作原理
高频开关电源工作原理高频开关电源是一种高效、稳定、可靠的电源,正在被广泛应用于各种电子设备中。
它的工作原理是将交流电压转换为高频脉冲信号后,在经过滤波、调整和反馈等电路处理之后,输出直流电压,从而为各种电子设备提供稳定的电力支持。
一、高频开关电源的基本构造高频开关电源的基本构造包括变压器、开关管、滤波电容、调整电路和反馈电路等五个部分。
1.变压器:变压器是高频开关电源的核心部件,它能够将输入的交流电压转换为高频脉冲信号,输出到开关管上。
因此,变压器的质量和性能是影响高频开关电源输出效果的关键因素之一。
2.开关管:高频开关电源采用晶体管或MOS管作为开关管,通过控制其导通和截止时间来实现电流的开断和转换。
由于开关管的开关频率很高,达到几十千赫,因此它的响应速度、频响特性和损耗情况对高频开关电源的性能有很大的影响。
3.滤波电容:滤波电容用于过滤高频干扰和跨越电压,将输出脉冲信号转换为直流电压。
它的作用是保证高频开关电源的输出稳定性和纹波电压小,也就是电源的纹波系数小。
4.调整电路:调整电路用于调整输出电压或电流,使高频开关电源能够满足不同的电子设备工作要求。
调整电路采用稳压器进行调整,可以通过电压分压器、电流限制器等方式实现输出电压或电流的稳定控制。
5.反馈电路:反馈电路也是高频开关电源关键部分之一,它通过检测输出电压或电流大小并输出反馈信号,控制开关管的工作状态,从而实现高频开关电源的自动稳压、限流和保护等功能。
二、高频开关电源的工作原理高频开关电源的工作原理可以分为三个步骤:输入、转换和输出。
1.输入阶段:高频开关电源的输入电源是交流电源,经过整流电路转换为直流电压,输入到变压器端口。
2.转换阶段:通过变压器将输入的电压转换为高频脉冲信号,输出到开关管上。
当开关管闭合时,电流会通过变压器和地线形成电磁场,从而将变压器中的能量存储在磁场中;当开关管断开时,电磁场就会将这些能量释放出来,形成一个脉冲信号输出到滤波电容上。
铁路通信系统中高频开关电源原理及使用
铁路通信系统中高频开关电源原理及使用作者:崔圣青来源:《电子技术与软件工程》2018年第01期随着我国铁路行车速度的不断提升,行车安全成为社会日益关注的热点话题。
作为铁路行车安全的重要影响因素,铁路通信系统需要为铁路的安全运行提供可靠的通信保障,这就要求需要我们为铁路通信系统提供可靠的动力系统。
基于此,本文以铁路通信系统的高频开关电源设备作为主要研究对象,首先对铁路通信系统中高频开关电源工作原理进行了简单介绍,继而提出了五点高频开关电源在使用过程中维护措施。
【关键词】高频开关电源铁路通信系统使用维护在铁路通信系统中高频开关电源设备是其电源的主要组成部分,主要包括主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源等部分,具有功能齐全、可靠性和稳定性较强等特征,对于整个铁路通信系统的安全、高效运行具有十分重要的作用。
在其使用中,需要基于高频开关电源的工作原理和特点采用一定的维护措施,方能够切实保障高频开关电源的稳定性。
因此,本文对铁路通信系统中高频开关电源的原理和相应的维护办法做出了详细的探究。
1 铁路通信系统中高频开关电源工作原理铁路通信系统中高频开关电源组成上包括主电路、控制电路、检测保护电路以及辅助电源等部分。
其工作原理如下,交流电源接入开关电源经AC断路器,保险丝等保护原件后,进入EMI滤波器(其功能是防止开关电源受到交流电的突波电压的破坏以及将差模与共模杂讯做有效的削减,以消除电网传入的高频杂讯并防止开关电源的杂讯反馈回电网)。
交流电源经桥式整流器整流为直流后,再经主动式功率因数校正线路(PFC),产生约400V的直流电压供给DC-DC转换器使用。
同时为开关电源整流模块内控制线路提供辅助电源。
400V DC经DC-DC 转换器产生一稳定的输出电压。
此部分是用高频软开关脉宽调制零电压转换技术:在全桥式线路上以高频(10kHz以上)切换频率经移相PWM的方式将400V DC切换为交流脉波,经高频变压器的降压成为适当波幅的交流脉波。
高频开关电源的工作原理
推挽电路原理图
V1
W1
- Uin +
V2
W2
Uce 2Uin
L
Uin
+
0
Ton
Toff
t
Ic
0
T
t
4、半桥电路
半桥电路有两个功率开关管,通过两个串连的电容器来构成 工作回路,这两个功率管交替导通驱动高频变压器进行能量 传递,变压器是双向激励的。半桥电路同样存在变压器磁偏 现象,会出现“直通”问题。同样的变压器的情况,半桥的 输出功率大于推挽电路。如下图所示:C1和C2的作用主要是 实现静态时分压,使Ua=1/2Uin。当V1导通,V2截止时, 输入电流方向为图中虚线方向,向C2充电;当V1截止,V2 导通时,输入电流方向为图中实线方向,向C1充电。当V1导 通,V2截止时,V2两端承受的电压为输入直流电压Uin。
APFC电路,是有源功率因数校正电路。它是一
个升压电路,电路结构采用的是BOOT电路,输出电压
一般规定在410VDC左右。由于开关电源所采用的器件 全部工作在非线性状态,电路上有电感和电容,所以会 造成交流输入电压和电流的相位存在相位差,导致交流 电不能全部做功,一部分在电感和电容中转换。另外交 流电压和电流波形出现畸变,造成谐波分量增加,干扰 增加。功率因数校正电路就是将电压和电流相位强制到 一致,同时对波形给予修正。
高频开关电源工作原理
作者:湖南常德分公司传动中心郝书韬
1、开关电源的概念 2、开关电源的组成 3、开关电源的常用电路类型与原理 4、通信用开关电源的基本要求
1、开关电源的概念
开关电源是一个能量转换器,作为电源的功率器件工作 在开关状态(开关管、电感、高频变压器、电容、整流 二极管)-开或关状态,其特点是频率高、功耗低、工 作效率高、体积小、输入范围宽(SwitchingRegulator -- A switching circuit that operates in a closed loopsystem to regulate the power supply output) 通过闭环系统调节,使输出电压保持稳定。
通信用高频开关整流电源行业标准探讨
电源技术通信用高频开关整流电源行业标准探讨姚继忠,龚华刚,潘佩(上海汇珏网络通信设备股份有限公司,上海YD/T731-2018中的两项不明确的性能要求和测试方法进行了研究,阐明了整流电源的软启动要求的实际意义,和不同的峰—峰值电压纹波的测试方法对测试结果的影响,论述了标准中的这两通信电源;标准;整流电源;软启动;峰—峰值;纹波Discussion on Iindustry Sstandard of High Frequency Switching Rectifier Power Supply forCommunicationYAO Ji-zhong,GONG Hua-gangShanghai Huijue Network Communication Equipment Co.unclear performance requirementsclarifies the practical significance of the soft start requirements of rectifier and the influence of different peak to peak voltage ripple test methods on the test results图1 整流器的软启动波形(细实线为方法a)的设想波形)姑且不论这里规定了“48 V或以上的电压”本身就造成了测量误差,就物理意义来讲,两种“软启动”的实现方法也是截然不同,对设备的影响也是不同的。
由于该性能的定义不清,已经影响到了电源的设计、测试和使用。
就电源本身来说,输出电压按一定的斜率来爬升以避免对电源的功率器件产生冲击,并防止在负载设备输入端因电压突变和线路电感的存在而产生电压过冲,这才应该是软启动的原始含义。
在早期的开关电源设计中,一般需要采用专用的PWM控制IC来生成对功率MOFET、IGBT等功率器件进行控制的驱动信号,如TI的UC3825系列电源控制IC,这些IC本身就设置了软启动控制功能,只需要加个电容到其控制引脚上,就可以实现电源启动时PWM控制脉冲宽度的逐步增长,对应的电源启动时的输出电压也会逐步提高,从而实现软启动。
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通信技术
数码世界 P .27
通信高频开关电源技术研究
吕鹏涛 张秋霞 雷佳 陕西省电子技术研究所
摘要:文章从高频开关电源的特点及原理分析入手,论述了通信高频开关电源的关键技术。
期望通过本文的研究能够对促进通信高频
开关电源的应用与发展有所帮助。
关键词:通信 高频 开关电源技术
1高频开关电源的特点及原理
1.1主要特点
高频开关电源又被称之为开关型整流器,简称SMR,其特点体现在如下几个方面:采用高频方波作为直流输出波形,由此大幅度提升了镀数,避免钝化问题的发生,不但使镀层面的光泽度进一步增强,而且还使原材料的损耗显著减少;采用风冷设计,便于安装,配有远程遥控装置,操作更加简单方便,能够在带负载的条件下进行开关机,省去调节的繁琐过程;质量轻、体积小,防腐蚀能力强,可在恶劣的环境中保持稳定运行,使用寿命长;高效、节能,正常情况下的工作效率可以达到90%以上,电流电压比始终成线性匹配,节能在35%以上。
1.2工作原理
常规的高频开关电源由四个部分组成,分别为主电路、控制电路、检测电路及辅助电源。
其中主电路可从交流电网输入、直流输出,整个过程包括输入滤波器、整流与滤波以及逆变等环节,最终能够按照负载的实际需求,提供可靠的直流电源;控制电路主要是对逆变器进行控制,通过改变脉宽或是频率,来保证输出的稳定性;检测电路能够提供各种显示仪表资料和保护电路运行中的相关参数;辅助电源可为单一电路的不同要求提供电源。
2通信高频开关电源的关键技术
在通信设备中,通信电源是不可或缺的重要组成部分之一,其主要作用是为设备供电,从而确保通信设备稳定、可靠运行。
因受到供电故障的影响,通信设备中存储的数据信息可能会出现丢失的情况。
现阶段,市电是通信电源输入供电的主要方式,除此之外,还有风电和太阳能方阵等供电方式,当输入供电发生故障,或是通信电源自身发生故障时,与通信电源并接的蓄电池组便会为通信设备进行供电,以此来确保正常通信。
由电源模块组成的通信高频开关电源在通信领域中被称之为一次电源,其电压等级为-48V 。
不同功率的通信高频开关电源的电路拓扑结构及控制方式均不相同,如正激和反激变换器适用于100W 以下电源;半桥变换器适用于100W 以上、1000W 以下的电源;而所有1000W 以上的电源基本上采用的都是全桥变换器。
在通信高频开关电源中的关键技术有软开关技术、同步整流技术和校正技术等,下面就此展开详细论述。
2.1软开关技术
早期的高频开关电源采用的都是硬开关的方式,虽然这种方式的控制过程较为简单,且负载大小不会影响直流增益,但是随着输出功率逐步增大,加之工作频率进一步提高,使硬开关的损耗随之增大,电磁干扰对开关电源运行稳定性的影响也越来越严重。
为有效解决这一问题,业内的专家学者经过研究后,开发出软开关技术。
从本质的角度上讲,该技术是通过对电感与电容谐振的充分利用,为开关电源中的功率器件导通或关断创造零电压和零电流的条件,从而使开关器件的导通和关断实现零损耗的目标,即零电压开关和零电流开关。
目前,在通信用高频开关电源的设计中,软开关技术占据主导地位,具体的实现过程如下:通过对全桥对角线上的开关管导通重合角的宽度进行调节,达到对开关电源进行稳压控制的目的,这种控制方式被称之为移相全桥控制。
该控制方式与脉冲宽度调制在间歇期的控制方面存在一定的差别。
在移相全桥控制方式下,间歇期存在惯性环流,由此使换流过程发生改变,从而给软开关的实现提供了条件。
移相全桥零电压开关,使通信高频开关电源中功率器件的零电压开通与关断得以实现,不仅降低了损耗,而且还使电源的工作效率获得显著提升。
同时,通过对通信高频开关电源的实际应用情况进行分析后发现,干扰产生的主要来源是电流脉冲,移相全桥零电压开关,能够对该干
扰源进行有效消除,大幅度降低了干扰电平,从而使开关电源的运行更加稳定。
由此可见,在通信用高频开关电源中,软开关技术具有良好的适用性。
随着该技术的加入,可以实现开关器件的零电压导通,开关的损耗及噪声均随之降低。
2.2同步整流技术
现阶段,大功率通信设备的占比越来越高,为满足应用需要,通信用高频开关电源相继推出多款大电流产品,随着输出电流的增大,使得损耗随之增加。
而金氧半场效晶体管技术的逐步完善,在通信用高频开关电源中引入同步整流技术,可以使开关电源的工作效率获得显著提升,由此使得同步整流技术成为通信电源的核心技术之一。
对同步整流管进行有效驱动是该技术的关键之所在,可以使用的驱动方式有以下几种:自驱动、绕组控制、IC 控制等等。
在功率半导体技术快速发展的推动下,金氧半场效晶体管具备恢复功能,这样不但提升了效率,而且还使散热器的面积随之缩小,寄生电容大幅度减少,共模干扰显著降低,开关电源的抗电磁干扰性能有了质的飞跃。
在通信高频开关电源中,同步整流技术已经成为标志性技术,几乎所有高水平的通信高频开关电源产品都采用了该技术,同步整流器件的不断升级,为其在通信用高频开关电源中的应用创造了有利条件。
2.3校正技术
这里所指的校正技术主要是针对三相有源功率因数而言。
自上个世纪80年初开关电源得到普及应用后,促进了功率因数校正技术的发展,早期生产的开关电源功率因数最高的可以达到0.75,最低的仅为0.45,从效率上看相对较低,并且高次谐波的含量高。
随着人们对谐波干扰的关注和重视,谐波控制标准随之出现,由此对开关电源的效率以及电磁兼容性方面提出更高的要求,从而使功率因数控制成为开关电源中不可或缺的关键技术。
对功率因数进行校正除了能够为软开关技术在通信高频开关电源中的应用提供有利条件之外,还能使电磁兼容性显著提升。
同时,可以减小电流谐波,使开关电源的运行对其它设备的干扰程度有所降低。
有源校正和无源校正是功率因数控制中常用的两类电路,前者是在输入电源与变换器之间插入一个变换器,由此可使电流跟随电压,并反馈输出电压,从而使开关电源的运行更加稳定。
该电路的优点在于体积小,虽然电路本身的复杂程度较高,但只要确保设计的合理性仍然能够达到预期中的控制效果;后者则是通过无源器件对功率因数进行改善,从而达到减小电流谐波的目的,虽然电路的结构简单,但是体积过于庞大,所以实际应用越来越少。
3结论
综上所述,通信高频开关电源作为通信设备的重要组成部分之一,其性能优劣直接关系到通信设备的运行稳定性。
为此,有必要加大对通信高频开关电源技术的研究力度,除对现有的技术进行改进和完善之外,还应开发一些新的技术,从而使其更好地为通信工程服务。
参考文献
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