高效率、低應(yīng)力、低污染、低輸出紋波通信開關(guān)電源的研制

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1、高效率、低應(yīng)力、低污染、低輸出紋波通信開關(guān)電源的研制

2、第1摘要：電源是通信系統(tǒng)的供電核心。在系統(tǒng)分析電源關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用軟開關(guān)有源功率因數(shù)校正技術(shù)，相移諧振軟開關(guān)變換技術(shù)和輸入EMI、輸出紋波濾波技術(shù)研制成高效率、低應(yīng)力、低污染、低輸出紋波的500)this.style.ouseg(this)">圖14低應(yīng)力高可靠電源變換技術(shù)　　功率器件開關(guān)應(yīng)力（包括熱應(yīng)力和電應(yīng)力）是影響電源可靠性的主要因素，功率器件的熱應(yīng)力包括其穩(wěn)態(tài)溫升和開關(guān)過程中的動態(tài)功耗兩部分，穩(wěn)態(tài)溫升主要和系統(tǒng)的效率有關(guān)，只有減少系統(tǒng)各元器件的功耗（主要包括變壓器、

3、變換器件、吸收回路的功耗），才能提高系統(tǒng)效率從而降低穩(wěn)態(tài)溫升。動態(tài)損耗即開關(guān)過程中UI乘積，可通過使開關(guān)過程中電壓、電流波形錯位的方法來減少。功率器件的電應(yīng)力即開關(guān)過程中電壓、電流變化率及峰值。新型電源設(shè)計(jì)中采用軟開關(guān)變換技術(shù)來減少功率器件的應(yīng)力，提高系統(tǒng)可靠性。軟開關(guān)變換技術(shù)包括前級功率因數(shù)校正、軟開關(guān)變換技術(shù)和后級相移軟開關(guān)變換技術(shù)兩部分，前級功率因數(shù)校正及軟開關(guān)變換電路的原理如圖2所示?！　】刂齐娐凡捎肬nitrode公司UC3855完成，主、輔管驅(qū)動波形如圖3所示，V1為主開關(guān)管，V2為輔助開關(guān)管，在主管V1開通之前先使V2

4、導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)主開關(guān)管的ZVS開通，從而顯著降低功率器件的開關(guān)損耗和開關(guān)電應(yīng)力，提高系統(tǒng)的可靠性和電磁兼容性。500)this.style.ouseg(this)">圖2500)this.style.ouseg(this)">圖3　　后級相移軟開關(guān)變換電路原理如圖4所示。　　V1－V4組成橋式變換電路，L1為儲能諧振電感，其控制由Unitrode公司UC3875完成，V1，V2，V3，V4的驅(qū)動信號如圖5所示?！　≡撾娐饭ぷ鞯闹饕y點(diǎn)是如何在比較大的范圍內(nèi)使滯后臂實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，通過諧振電感、電容及死區(qū)時間的優(yōu)化設(shè)計(jì)滿足要求。500)thi

5、s.style.ouseg(this)">圖4500)this.style.ouseg(this)">圖55低污染電源變換技術(shù)　　低頻諧波干擾及高頻電磁干擾是開關(guān)電源污染的主要形式，低頻諧波干擾主要于500)this.style.ouseg(this)">圖6　　高頻電磁干擾是開關(guān)電源的另一種污染，指150kHz～30MHz的高頻傳導(dǎo)干擾。主要包含兩類干擾：常模干擾，即高頻器件開關(guān)引起的輸入線之間的干擾；共模干擾，即功率器件、變壓器與機(jī)殼地之間的漏電流引起的輸入線與機(jī)殼地之間的干擾。電源中采用了常模共模濾波網(wǎng)絡(luò)，濾除電源高頻干擾。另

6、外，在功率器件、變壓器與機(jī)殼地之間采用法拉地屏蔽器、主功率變換采用軟開關(guān)技術(shù)及優(yōu)化輸入電感濾波網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，也可以顯著增強(qiáng)電源的抗高頻干擾性能。6輸出紋波抑制措施　　開關(guān)電源輸出紋波主要于四個方面，即輸入交流電源噪聲，高頻差模噪聲，寄生參數(shù)引起的共模噪聲和功率器件開關(guān)過程中產(chǎn)生的超高頻諧振噪聲?！　〗涣麟娫丛肼曋饕谳斎牍ゎl交流分量，可采用前級預(yù)穩(wěn)壓和增大DC/DC變換器閉環(huán)增益來消除?！　「哳l差模噪聲于高頻功率開關(guān)變換電路，其大小主要和開關(guān)電源的變換頻率、輸出濾波器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，設(shè)計(jì)中盡量提高功率變換頻率，以減少高頻開關(guān)噪聲。　　

7、共模噪聲主要于功率器件、變壓器與機(jī)殼地之間的漏電流，盡量減少功率器件、變壓器與機(jī)殼地之間的寄生電容，并在輸出側(cè)加共模電感及共模電容，可減小輸出共模噪聲。　　超高頻諧振噪聲，主要于高頻整流二極管反向恢復(fù)時二極管結(jié)電容、功率器件開關(guān)時功率器件結(jié)電容與線路寄生電感的諧振，頻率一般為1～10MHz，通過選用軟恢復(fù)特性二極管、結(jié)電容小的開關(guān)管和減少布線長度等措施可以減少超高頻諧振噪聲。7新型電源技術(shù)指標(biāo)　輸入電壓范圍：AC154～286V（單相）輸出電壓范圍：均充57.6V浮充43.2—56.2V額定輸出電流：50A效率：90％輸入功率因數(shù)：

8、0.98負(fù)載效應(yīng)：±0.08％源效應(yīng)：±0.02％負(fù)載響應(yīng)：<200μs起動電流：≤130％端子干擾電壓：0.15～0.5MHz75dBUV0.5～30MHz70dBUV輸出紋波（峰－峰值）：150mV8結(jié)論　　在滿足客戶需求的前提下，系統(tǒng)地分析實(shí)現(xiàn)高可靠性、低污染、低輸出紋波的技術(shù)措施，并在此基礎(chǔ)上研制成功新型高效率、低污染，低輸出紋波開關(guān)電源，達(dá)到原郵電部入網(wǎng)要求，滿足市場需求。