智能高频开关电源技术第二章

六. 软起动和可靠性预计指标
1. 整流模块的软起动时间 会影响模块的工作可靠性和动态响应指标 3～8S ～ 2. 可靠性预计指标 开关电源的可靠性指标是用平均无故障工 作时间来考核 只能在设计时进行估算， 只能在设计时进行估算，然后经过长时间 的运行试验来进行检验
1.3.5 通信设备对开关电源系统其他 性能的要求
9 VREF 基准电压输出端，可对周边电路提供 基准电压输出端，可对周边电路提供10mA的 的 驱动电流 10 ENA 允许比较器输入端，不用时与＋5伏电压相 允许比较器输入端，不用时与＋ 伏电压相 连 11 VSENSE 电压误差放大器反向输入端，在芯片外与 电压误差放大器反向输入端， 反馈网络相连， 反馈网络相连，或通过分压网络与功率因子较正器输 出相连 12 RSET 12脚信号与地接入不同的电阻，用来调节振 脚信号与地接入不同的电阻， 脚信号与地接入不同的电阻 荡器的输出和乘法器的最大输出 13 SS 软起动端，与误差电压放大器同相端相连 软起动端， 14 CT 接对地电容器 ，作为振荡器定时电容 接对地电容器CT， 15 VCC 正电源阈值为 正电源阈值为10V～16V ～ 16 GTDrv PWM信号的图腾输出端，外接 信号的图腾输出端， 信号的图腾输出端 MOSFET管的栅极，该端电压箝位在 管的栅极， 管的栅极 该端电压箝位在15V
其他典型微波设备、 二.其他典型微波设备、有线传输设备 其他典型微波设备
1.3.2 现代通信基础开关电源系统的 设计指标和标准
一. 设计指标
1. 输出电压调节范围、输出电流数量等级、输出噪声 输出电压调节范围、输出电流数量等级、 电压、稳压精度、通电开机过冲等必须满足要求； 电压、稳压精度、通电开机过冲等必须满足要求； 2. 电网电压的适应能力、保护和报警、并联运行均分 电网电压的适应能力、保护和报警、 负载性能、效率、功率因数、抗雷击等性能； 负载性能、效率、功率因数、抗雷击等性能； 3. 蓄电池的均充 浮充电压调节、状态转换等 蓄电池的均充/浮充电压调节 浮充电压调节、 4. 绝缘电阻、绝缘强度、传导干扰、辐射干扰、音响 绝缘电阻、绝缘强度、传导干扰、辐射干扰、 噪声等 5. 外观、工作环境、储存运输环境等 外观、工作环境、
Leabharlann Baidu
三. 开关电源的系统外观
1. 包括： 包括： 机架组装、接地、机架面板、机壳面板、 机架组装、接地、机架面板、机壳面板、 明显的标牌、标志、 明显的标牌、标志、标记等 2. 外观要求： 外观要求： 美观大方；观察、使用、 美观大方；观察、使用、操作方便
2 2
图2－39 UC3854内部结构 － 内部结构
二. 现代通信基础开关电源系统的设计标准
1. 基本标准：YD/T731标准 基本标准： 标准 原邮电部行业标准YD/T731-1994《通信用高频开 原邮电部行业标准 《 关整流器》 关整流器》 规定了通信用高频开关整流器需要满足的基本技术 要求和其他各项指标。 要求和其他各项指标。 2. 升级标准 原邮电部行业标准《 原邮电部行业标准《通信用高频开关电源设备进网 质量认证检验实施细则》 质量认证检验实施细则》 规定了通信用高频开关电源整流模块和基础电源系 统需要满足的技术要求和其他各项指标。 统需要满足的技术要求和其他各项指标。 3. 实际设计标准 高于上述标准，有监控、 高于上述标准，有监控、智能化
二. 电网电压的适应能力
1.通信用高频开关整流模块和基础电源系统应允 许电网电压的频率 频率在45～65Hz的范围内变化 频率 2.电压 2.电压 电压： 单相220V电压波动范围: 176V~253V 三相380V电压波动范围: 304V～437V (－20%~＋15%)
三. 直流输出电压的调节范围
五.并联运行均分负载的性能 并联运行均分负载的性能
1. 通信用基础开关电源系统由 ＋1个整流模块 通信用基础开关电源系统由N＋ 个整流模块 组成 冗余系统 2.这N＋1个整流模块并联运行时，应能够平均 个整流模块并联运行时， 这 ＋ 个整流模块并联运行时 分担负载（蓄电池）所需的电流， 分担负载（蓄电池）所需的电流，使得整流模 块的平均无故障工作时间更长； 块的平均无故障工作时间更长； 3. 多台同型号的开关电源模块并联工作时，在 多台同型号的开关电源模块并联工作时， 50％～ ％～100％的负载范围内，均分负载的不平 ％～ ％的负载范围内， 衡度应在直流输出电流标称值的＋－ ＋－3％ 衡度应在直流输出电流标称值的＋－ ％范围 内。
二. 输出电压的噪声
包括电话衡重噪声、宽频噪声、离散噪声、 包括电话衡重噪声、宽频噪声、离散噪声、峰峰值噪声 1. 衡重噪声： 衡重噪声： 由于人耳和耳机对各种频率的相应不同， 由于人耳和耳机对各种频率的相应不同，将 25Hz～5000Hz频段中各种频率的噪声电压等效为 ～ 频段中各种频率的噪声电压等效为 800Hz的电压值后，取其方均根值。 的电压值后， 的电压值后 取其方均根值。 2. 宽频噪声： 宽频噪声： 不同频率的噪声电压有效值的方均根值。 不同频率的噪声电压有效值的方均根值。 3. 离散噪声： 离散噪声： 频段中任一频率的噪声电压。 指3400Hz～30MHz频段中任一频率的噪声电压。 ～ 频段中任一频率的噪声电压 4. 峰峰值噪声： 峰峰值噪声： 指整流电路中产生的幅度最大的针状脉冲电压。 指整流电路中产生的幅度最大的针状脉冲电压。
三. 效率和功率因数
1. 这是节能的2个指标 这是节能 节能的 个指标 额定工作条件下考核 2. 两者的数值，都是在额定工作条件下考核。 两者的数值，都是在额定工作条件下考核。 交流输入为额定电压、 即：交流输入为额定电压、直流输出为额 定电压、额定电流。 定电压、额定电流。 3. 实际设计标准： 实际设计标准 设计标准： 如：单个整流模块输出的最大功率小于 1500W时，一般采用单相输入、高频有源功 时 一般采用单相输入、 率因数校正技术，效率>87%，功率因数 率因数校正技术，效率 ， >98.5%.
1.3.3 基础开关电源的使用和操作性能
控制、 一.控制、操作、指示性能 控制 操作、
YD/T731标准： 标准： 标准 1. 直流输出电压在其可调范围内应该能做到手动或自 动连续可调 2. 遥控开 关机、均充 浮充转换、 遥控开/关机 均充/浮充转换 关机、 浮充转换、 遥信工作状态、 遥信工作状态、故障诊断 升级标准： 升级标准： 3.遥测各模块和系统的输出电压、电流 遥测各模块和系统的输出电压、 遥测各模块和系统的输出电压 实际设计标准： 实际设计标准： 4.遥调远程调节模块的直流输出电压 遥调远程调节模块的直流输出电压 5.完整的监控性能 完整的监控性能
一. 需要适应的环境条件
工作温度：－ ～40 ℃ 工作温度：－5～ ：－ 储存温度：－ ：－40～ 储存温度：－ ～70 ℃ 相对湿度： ＋－2 相对湿度： ≤90％RH（40 ℃＋－ ℃） ％ （ 大气压力： ～ 大气压力：70～106KPa
防雷、 二. 防雷、干扰和音响噪声
1. 防雷： 防雷： 电源设备要具有防雷装置 2. 抗干扰： 抗干扰： 包括：传导干扰、 包括：传导干扰、辐射干扰 干扰电平不超过GB规定的极限值 干扰电平不超过 规定的极限值 3. 噪声： 噪声： 音响噪声应小于55dB 音响噪声应小于 尤其是变压器、电抗器等器件应降低噪声） （尤其是变压器、电抗器等器件应降低噪声）
1.3 现代通信电源的主要性能要求
1.3.1 典型通信设备对开关电源系统的要求
一. 典型的程控电话交换机对基础开关电源系统 的要求： 的要求： 1. 电压要求 输入直流电压一般为－48V,－24V 2. 不同 不同的程控电话交换机对输入电压的变化范 围和噪声的要求不同
噪声电压： 噪声电压： 除信号电压以外的电压。 衡重噪声： 衡重噪声： 由于人耳和耳机对各种频率的相应不同，将 25Hz～5000Hz频段中各种频率的噪声电压等效 为800Hz的电压值后，取其方均根值。 衡重噪声也叫加权噪声。
1.浮充 浮充方式： 浮充 标称值的90％～117％ 2.均充 均充方式： 均充 上限为标称值的120％ 3.既可手动 手动调节，又可自动 自动连续调节 手动 自动
四. 保护和报警功能
1. 输入过压、欠压保护 输入过压、 2. 直流输出过压、欠压保护 直流输出过压、 3. 过流保护 4. 限流保护 5. 熔断器或断路器保护 6. 过热保护 7. 报警
四. 动态响应和稳压精度
1. 动态响应 包括整流模块控制系统起动开机时输入输出 过冲和正常工作负载变化时的调节速度。 过冲和正常工作负载变化时的调节速度。 起动冲击电流 开机过冲幅度 负载效应恢复时间
2. 稳压精度 考核的是在输入电压和负载变化时直流输 出电压的相对变化量。 出电压的相对变化量。 负载效应： 负载效应： 输入输出为额定量，负载变化时，直流输 出电压的相对变化量。 源效应： 源效应： 输出为额定值，交流输入电压变化时，直 流输出电压的相对变化量。
包含UC3854的功率因数校正电路图 例：1.包含 包含 的功率因数校正电路图
五. 绝缘电阻和绝缘强度
1. 绝缘电阻 在正常气压条件下，环境温度为28～ ℃ 在正常气压条件下，环境温度为 ～30℃ ，相 对湿度为90%RH，实验电压为 对湿度为 ，实验电压为500V，整流器主电路 ， 的交流部分和直流部分对地以及交流对直流部分的绝 缘电阻的阻值≥2M 缘电阻的阻值 2. 绝缘强度（介电强度、耐压） 绝缘强度（介电强度、耐压） 交流部分对地以及交流部分对直流部分应能承受 50Hz、1500V交流电压 、 交流电压1min而无击穿、飞弧现象； 而无击穿、飞弧现象； 交流电压 而无击穿 漏电流≤ 漏电流 30mA。 。 直流部分对地应能承受50Hz、500V交流电压 直流部分对地应能承受 、 交流电压 1min而无击穿、飞弧现象；漏电流 30mA。 而无击穿、 而无击穿 飞弧现象；漏电流≤ 。
1.3.4 开关电源整流模块的电气性能要求
一. 整流模块的产品系列 1. 整流模块的输出电流、直流输出电压标称值 标称值 2A、5A、10A、20A、25A、(30A)、40A－－ 6V、12V、24V、48V、(60V) 2. 注意 注意： 带括号的是非优选项 可根据用户要求，生产数值以外的产品， 可根据用户要求，生产数值以外的产品，但 要符合GB 要符合 在标称值上下有一定的调节范围
UL AC
iL
GTDRV RL U0
2 2
校正芯片UC3854连接图 校正芯片UC3854连接图 UC3854
UC3854管脚序号 管脚符号 ,管脚说明： 管脚序号, 管脚说明： 管脚序号 管脚说明
1 Gnd 接地端，器件内部电压均以此电压为基准 接地端， 2 PKLMT 峰值限定端，其阈值电压为零伏 2脚应接电流取 峰值限定端，其阈值电压为零伏, 脚应接电流取 样电阻的负端（负电压） 样电阻的负端（负电压） 3 CAOut 电流误差放大器的输出端，对输入总线电流进行 电流误差放大器的输出端， 传感， 传感，并向脉宽调制器发送电流校正信号的运放输出 4 Isense 电流取样信号，电流传感信号接至电流放大器反 电流取样信号， 向输入端 5 MultOut 乘法放大器的输出和电流误差放大器的正向输入 端 6 IAC 乘法器前馈交流输入端，与B端相连，6脚的设定电压 乘法器前馈交流输入端， 端相连， 脚的设定电压 端相连 为6伏，通过外接电阻与整流桥输出工频总线相连，并用电阻 伏 通过外接电阻与整流桥输出工频总线相连， 与芯片内基准相连 7 VAOut 误差电压放大器的输出电压，这个信号又与乘法 误差电压放大器的输出电压， 端相连， 器A端相连，但若低于 伏乘法器便无输出 端相连 但若低于1伏乘法器便无输出 8 VRMS 前馈总线电压有效值端，与跟输入线电压有效值正 前馈总线电压有效值端， 比的电阻相连时， 比的电阻相连时，可对线电压的变化进行补偿