《通信电源》第5章整流和变换设备剖析

❖ 谐振型功率转换电路有串联、并联和准谐振几种。 ❖ 准谐振功率转换电路又分为两种，一种是零电流谐振开关
式，一种是零电压谐振开关式。
《通信电源》第5章整流
3．时间比例控制稳压原理
❖ 改变开关接通时间ton和工作周期T的比例，亦即改变脉冲 的占空比，来调整输出电压的方法，称为“时间比例控制”, 缩写为TRC
《通信电源》第5章整流
5.2.2 高频开关电源系统的组成
❖ 高频开关系统由交流配电单元、整流模块、直流配电单元 和监控模块组成开关电源系统。
《通信电源》第5章整流
1、主电路
❖ 交流输入滤波：处于整流模块的输入端，包括低通滤波器、浪涌抑制 等电路。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 音反馈到公共电网。
❖ 输出整流与滤波：由高频整流滤波及抗电磁干扰等电路组成组成，提 供稳定可靠的直流电源。
《通信电源》第5章整流
2、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。
❖ 掌握高频开关整流器主要技术在整流器中的作用与地位， 掌握主要功率开关器件MOSFET、IGBT特点，理解功率转换 电路原理、PFC电路基本思想，理解电磁兼容性概念以及 高频整流器中滤波电路的主要形式。
❖ 理解监控单元日常操作方法，了解开关电源系统的故障处 理与维护的步骤方法。
❖ 了解通信用整流器发展历史及趋势。
越少。
《通信电源》第5章整流
5.2.2.3 高频开关整流器分类
❖ DC／AC逆变电路是高频开关整流器的主要组成部分。根 据其工作原理的不同，高频开关整流器可分为PWM型和谐 振型两类。
❖ PWM型高频开关整流器具有控制简单，稳态直流增益与 负载无关等优点，整流器中的功率开关器件工作在强迫关 断和强迫导通方式下，在开关截止和导通期间有一定的开 关损耗，而且开关损耗随开关频率的提高而增加，故限制 了整流器开关工作频率进一步提高。
《通信电源》第5章整流
5.2.3.1 功率转换电路
❖ 根据DC／AC逆变电路工作原理的不同，高频开关整流器 可分为PWM型和谐振型两类。
❖ 功率转换电路：高压直流→高压高频交流→高频降压变压 器→低压高频交流→低压直流
《通信电源》第5章整流
1. PWM型功率转换电路
❖ PWM型功率转换电路控制简单，有推挽、全桥、半桥以及 单端反激，单端正激等形式 。
❖ 本章难点 功率因数校正电路 高频开关整流器滤波电路 电磁兼容性问题 开关电源系统的故障处理与维护
《通信电源》第5章整流
本章的目的和要求
❖ 掌握通信高频开关整流器的组成框图和各部分的作用，理 解高频开关整流器的优点。
❖ 掌握开关电源系统各模块的组成结构及各模块的作用，理 解监控单元各功能单元的
式中：U是变压器电压，单位为V
B是磁通，单位为Gs
S是变压器铁芯截面积，单位为㎝2
F是变压器工作频率，单位为Hz
N是变压器绕组匝数
从公式5－1可以看出，在变压器电压和磁通（与电流有关） 一定的情况下，即变压器功率一定的情况下，工作频率越
高，变压器的铁芯截面积可以做得越小，绕组匝数也可以
《通信电源》第5章整流
3、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供值班人员观察、记录。
《通信电源》第5章整流
4、辅助电源
❖ 提供开关整流器本身所有电路工作所需的各种不同要求 的电源（交直流各种等级的电压电源）。
《通信电源》第5章整流
5.2.2.2 高频变换减小变压器体积原理
《通信电源》第5章整流 和变换设备剖析
本章内容
❖ 通信整流技术的发展 ❖ 通信高频开关整流器的组成 ❖ 高频开关整流器主要技术 ❖ 开关电源系统简述 ❖ 监控单元日常操作介绍 ❖ 开关电源系统的故障处理与维护
《通信电源》第5章整流
本章重点、难点
❖ 本章重点 通信高频开关整流器的组成及原理 开关电源系统组成及原理
❖ 开关管在导通和关断时的损耗大。主要是由于开关管的通 断都是强制的（有时称为硬开关）。在开关过程中，开关 管的电压、电流波形存在交叠的现象，从而产生了开关损 耗（p=u*i）。
《通信电源》第5章整流
推挽式功率转换电路及波形
《通信电源》第5章整流
工作原理
❖ 当BG1导通时，变压器初级电流途径为：E（＋） →N1→BG1→E（－），变压器次级导电回路为：N2（5） →D2→RL→N2（3）。
❖ 整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，并向功率 因数校正电路提供稳定的直流电源。
❖ 功率因数校正：为了消除由整流电路引起的谐波电流污染电网和减小 无功损耗来提升功率因数。
❖ 逆变：将直流电变为高频交流电，这是高频开关的核心部分，在一定 范围内，频率越高，体积重量与输出功率之比越小。
《通信电源》第5章整流
整流与变换的内容提要
1
通信整流技术的发展概述
2
通信高频开关整流器的组成
3
高频开关整流器主要技术
4
开关电源系统简述
5
监控单元日常操作
6
开关电源系统的故障处理与维护
7
日常检查项目内容、方法及意义
《通信电源》第5章整流
5.2.1 通信整流技术的发展概述
高频开关整流器的特点 1．重量轻、体积小。适合于分散供电方式。 2．节能高效。一般效率在90％左右。 3．功率因数高。 4．稳压精度高、可闻噪音低。 5．维护简单、扩容方便。 6．智能化程度较高。
❖ 谐振型高频开关整流器则可以使其工作在更高的频率下 工作而开关损耗很小，其又可分为串联谐振型、并联谐振 型和准谐振型几种，目前应用较为普通的是准谐振型高频 开关整流器。
《通信电源》第5章整流
5.2.3 高频开关整流器主要技术
5.3.1功率转换电路 5.3.2高频开关元器件 5.3.3功率因数校正电路
❖ 当BG2导通时，变压器初级导电回路为：E（＋） →N1→BG2→E（－），变压器次级导电回路为：N2（4） →D1→RL→N2（3）。
《通信电源》第5章整流
强制通断时电压和电流的交叠
《通信电源》第5章整流
2．谐振型功率转换电路
❖ 利用谐振现象，通过适当地改变开关管的电压、电流波形 关系来达到减小开关损耗的目的。