电力操作电源系统概述

事故照明切换装置
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电力操作电源系统接线
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电力操作电源系统接线
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电力操作电源系统接线
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电力操作电源系统接线
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电力操作电源系统接线
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电力操作电源系统接线
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高频开关电源－－软开关技术
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一体化电源装置结构示意图
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二、交流不间断电源
电力专业交流不间断电源系统分为电力 专用UPS系统和电力逆变电源系统；
电力专用UPS含有整流器和逆变器，正 常运行时交流输入经整流器变为直流后 再经过逆变器变为标准正弦波输出，电 网停电时可以无间断的切换至蓄电池组 供电；
稳压原理： *Vo↗→V1↗→V2↘→比较器输出脉宽变窄
→Vo↘； *Vo↘→V1↘→V2↗→比较器输出脉宽变宽
→Vo↗。
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高频开关电源－－软开关技术
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高频开关电源－－软开关技术
在全桥相移ZVZCS的基本原理图中，与 硬开关相比，增加了一个饱和电感Ls， 省去了全桥臂上的吸收电容，并在主回 路上增加了一个阻挡电容Ce。通过相移 方式控制主回路的有效占空比。阻挡电 容Ce与饱和电感Ls适当配合，能够使全 桥被动臂上的主开关管（A、B）达到零 电流开关（ZCS）的效果，而主动臂上 的主开关管（C、D）仍然处于零电压开 关（ZVS）的状态。
安全在于心细，事故出在麻痹。20.12. 1320.1 2.1302:59:1302 :59:13 December 13, 2020
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。0 2:59:13 02:59:1 302:59 12/13/2 020 2:59:13 AM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 12.1302 :59:130 2:59De c-2013 -Dec-2 0
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。02:59:1302 :59:130 2:59Su nday , December 13, 2020
* t1<t<t2：在t=t1时，A、D两管同时关断，主 回路的电流It迅速减小到零，变压器两 端的电压 Vt也迅速减小到零，此时靠输出电感Lo及电容 Co的续流储能向负载输送能量。
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高频开关电源各部分电路
DC/DC全桥变换工作过程
*t2<t<t3：t=t2时，主回路中B、C两管同时导 通，A、D两管处于关断状态，电源电压加在 变压器两端，通过变压器加在输出电感Lo和负 载上，主回路的电流It线性增加，电源再次向 负载输送能量。
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高频开关电源各部分电路
输入软起动 ：继电器J为常开触点，合上交流 输入时，交流电源经整流后通过限流电阻R对 电容充电，当电容充满后，控制继电器J闭合， 避免大电流对电容的冲击。
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高频开关电源各部分电路
输出直流滤波
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高频开关电源各部分电路
可见主动臂上的两只主管（C、D）处于ZVS状态， 其开通损耗为零，同时由于电容Cr（r=a，b，c， d）的存在，降低了主管关断时电压的上升斜率， 关断损耗也得到降低，被动臂上的两只主管（A、 B）处于ZCS状态，其关断损耗为零，同时由于饱 和电感Ls的存在，降低了主管开通时电流的上升 斜率，使整个开关损耗大大降低。
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直流稳压电源简介
稳压原理是通过采样得到的输出电压变化 量，经过与基准电压值在误差放大器中比 较放大之后，输出脉冲信号控制晶闸管的 导通角，当输出电压下降，晶闸管的导通 角增大，晶闸管的导通时间增加，输出电 压上升；当输出电压上升，晶闸管的导通 角减小，晶闸管的导通时间减小，输出电 压下降。
EMI输入滤波器：其作用是将电网存在 的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂 波反馈到公共电网。
软启动：消除开机浪涌电流。
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高频开关电源原理－－主电路
整流与滤波：将电网交流电源直接整流 为较平滑的直流电，以供下一级变换。
全桥变换：将整流后的直流电变为高频 交流电，这是高频开关电源的核心部分， 频率越高，体积、重量与输出功率之比 越小。
输出整流与滤波：根据负载需要，提供 稳定可靠的直流电源。
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高频开关电源原理
控制电路：一方面从输出端取样，经与设 定标准进行比较，然后去控制逆变器，改 变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方 面，根据测试电路提供的数据，经保护电 路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保 护措施。
*t3<t<t4：在t=t3时，B、C两管同时关断，主 回路的电流It迅速减小到零，变压器两端的电 压Vt也迅速减小到零，此时再次靠输出电感Lo 及电容Co的续流储能向负载输送能量。
21 2020ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ12/13
高频开关电源各部分电路
DC/DC全桥变换工作过程
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高频开关电源各部分电路
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高频开关电源－－软开关技术
t2<t<t3：由于Lo的续流作用，输出二极 管钳位使变压器副边短路，在主回路中 只有变压器的漏感存在，因此阻挡电压 Vce迅速将主回路的电流Ip回复到零， 当Ip回复到零时，饱合电感Ls退出饱合 状态，呈现出很大的电感量，使Ip维持 在零附近一直到A管关断。
电力操作电源系统
高频开关电源技术 交流不间断电源 直流操作电源
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电力操作电源系统原理框图
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一、高频开关电源技术
直流稳压电源简介 高频开关电源原理介绍 高频开关电源各部分电路
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直流稳压电源简介
线性稳压电源 ：交流电源经过工频变压器变压、整 流、滤波，再经过晶体调整管整定输出直流电压。
t3<t<t4：在t=t3时，A管零电流关断， 经过一个死区时间B管开通。
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高频开关电源－－软开关技术
t4<t<t5：B管开通时由于饱合电感Ls尚未饱合， Ip经过一定的滞后再迅速上升，电流的滞后使B管 的开通损耗大大降低。在t=t5时Ip达到输出电流 在主回路的折合值，变压器副边出现电压，电源 再次向负载输送能量，电容Ce的电压Vce由正向 负逐渐减小，开始下半个对称的周期。
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直流稳压电源简介
该稳压电源与线性稳压电源比较，晶闸管 工作在开通与截止两种状态，减小了晶体 管的功率损耗。但电源变压器同样工作在 工频频率，为了使输出电压纹波较小及减 小导通时的电流冲击，要求有较大电感量 的电抗器及较大容量的滤波电容，同样的 在输出较大功率时，变压器、电抗器及电 容的体积大及笨重，变压器、电抗器铁损 及铜损较大，有温升散热、通风的问题。 电源效率只在60%～80%左右。
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电力操作电源系统接线
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电力操作电源系统接线
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 12.1320 .12.13Sunday , December 13, 2020
电力专用逆变电源系统
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三、直流操作电源
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交 流 配 电 单 元
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单路 输入 交流 配电 单元
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雷击浪涌吸收器
压敏电阻
气体放电管
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降 压 装 置
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该稳压电源与晶体管线性稳压电源比较，开关 管工作在导通与截止两种状态，减小了晶体管 的功率损耗。电源效率在80%～94%左右。
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开关稳压电源与相控电源比较
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高频开关电源原理
11 2020/12/13
高频开关电源原理－－主电路
原边检测控制电路：监视交流输入电网 的电压，实现输入过压、欠压、缺相保 护功能及软启动的控制。
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高频开关电源－－软开关技术
t0<t<t1：主回路中A，D两管导通，饱合电感 Ls处于饱合状态，电感量很小，可以认为是短 路状态。电源电压通过变压器加在输出电感Lo 和负载上，主回路的电流Ip线形增加，电源向 负载输送能量，电容Ce的电压Vce由负向正逐 渐增加。
t1<t<t2：在t=t1时，D管关断，主回路的电流持 续，使C管的电容Cr放电，最终使C管的电压 为零，并通过C管的体二极管续流，在t=t2时C 管零电压开通。这个过程与全桥相移ZVS的情 况完全一致。此时电容Ce上形成的阻挡电压 Vce达到最大。
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高频开关电源各部分电路
24 2020/12/13
高频开关电源各部分电路
脉宽调制控制器工作原理：开关电源输出电 压Vo通过电阻分压，分压后的电压为V1，接 到放大器的负端，放大器的正端接标准稳压 电源（例如LM7805）输出Vt，放大器输出电 压为V2，接比较器正端，比较器负端接斜波 发生器。斜波发生器产生一个固定频率和幅 度的斜波，V2与斜波比较后输出脉冲波形。
电源存在如下的缺点：变压器由于工作在工频频率， 在输出较大功率时体积大、笨重； 晶体调整管由于 工作在放大状态，等效于一个可变电阻器。整机的 效率低于50%。
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直流稳压电源简介
晶闸管可控硅相控电源 ：交流电源经过工频 变压器变压隔离，再经过晶闸管转换成50Hz 脉冲电压，再经过电抗器及输出滤波器滤波， 将输入转换成稳定的直流输出电压。
检测电路 ：除了提供保护电路中正在运行 中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。
辅助电源 ：提供所有单一电路的不同要求 电源。
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高频开关电源各部分电路
EMI滤波电路
滤波电容
抗干扰 电容
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高频开关电源各部分电路
三相整流电路 ：采用一块三相整流集成电路
DC/DC全桥变换 ：高频开关管A、D和B、C组成 桥的两臂，高频变压器T连接在它们中间。通过加 在A、 D 和B、 C两组开关管栅极的对称倒相脉冲 实现该两组组开关管依次导通或截至，以实现 DC/DC的高频变换过程。
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高频开关电源各部分电路
DC/DC全桥变换工作过程
*t0<t<t1：t=t0时，主回路中A、D两管同时导通， B、C两管处于关断状态，电源电压Ui加在变压器 两端，通过变压器加在输出电感Lo和负载上，主 回路的电流It线性增加，电源向负载输送能量。
脉宽调制控制器 ：开关电源输出电压的变
化取决于功率变换电路的开关管导通时间， 导通时间越长，则电容两端电压升高越多； 开关管关闭时间越长，则电容两端电压降低 越多。为了调节开关电源输出电压，就必须 控制开关管的栅极驱动。通过采用脉冲宽度 调制方式（PWM方式）来控制开关电源的输 出电压。如使开关电源输出电压升高，则开 关管驱动的脉冲要加宽，即脉冲宽度固定， 在单位时间内的导通次数增加，保证总的导 通时间加长。反之亦然。
电力专用逆变器仅含逆变器，主要有在 线式和后备式，但主要用于后备式运行。
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电力专用UPS系统
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电力专用UPS系统
单电源的UPS系统
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电力专用UPS系统
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电力专用逆变电源系统
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直流稳压电源简介
开关型稳压电源：交流电源经过整流、滤波变成直 流，再经过高频变压器及高频开关管，将直流电转 换成高频脉冲输出，高频脉冲信号经过快恢复整流 管整流、电抗器及输出滤波器滤波变成稳定的输出 直流电压。
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直流稳压电源简介
其稳压原理是通过采样得到的输出电压变化量， 经过与SMP控制器的基准电压值在误差放大器 中比较放大之后，输出脉宽信号控制开关管的 导通与截止，当输出电压下降，脉宽展宽，开 关管的导通时间增加，输出电压上升；当输出 电压上升，脉宽减小，开关管的导通时间减小， 输出电压下降。