高频开关电源系统
高频开关电源组成
据。 四、辅助电源 提供所接整流为较平滑的直流电，以供 下一级变换。 3、逆变：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。 4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 二、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。 三、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
高频开关电源组成
高频开关电源 高频开关电源（也称为开关型整流器 SMR）是通过 MOSFET 或 IGBT 的高频工作的电源，开关频率一般控制在 50-100 千赫兹范围内，实现 高效率和小型化。 高频开关电源组成图 高频开关电源组成详解 一、主电路 从交流电网输入、直流输出的全过程，包括： 1、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。
高频开关电源系统的优化设计及应用研究
高频开关电源系统的优化设计及应用研究在电力系统中，直流电源作为继电保护、自动装置、控制操作回路、灯光音响信号及事故照明等电源之用，是发电厂和变电站比较重要的设备。
因直流电源故障而引发的事故时有发生，所以，对直流电源的可靠性、稳定性具有很高要求。
传统的直流电源多数采用可控硅整流型。
近几年来，我国电网已经全面采用智能化的高频开关电源，这种电源系统具有许多优点：安全、可靠、自动化程度高、具有更小的体积和重量、综合效率高以及噪音低等，大大降低了运行人员的工作量，适应电网发展的需要，值得推广使用。
1 高频开关电源优化设计研究1.1 淘汰线性电源设计相对于传统的线性电源开关设计，高频开关电源在技术上有着明显的优势。
受限，其能够在开关内节省下一定的空间，而这一空间就是传统线性电源中变压器的空间，这样就能够使开关电源的重量更轻、体积更小。
同时高频开关电源在设计上是为了满足不断提高工作频率的要求，因此其能够满足于现代不同设备的功率输出，克服输出波纹过大等诸多问题，使得高频开关电源更加适合现代市场的需求。
1.2 小型化设计趋势随着现代集成技术的发展，各类电子设备在设计和研发的过程中都向着更小、更轻便的方向进行发展，因此各电子设备的小型化设计趋势非常明显。
因此，在对开关电源进行设计的过程中也必须要考虑到其安装设备的大小，也需要向着小型化的方向进行发展。
同时，电源在使用的过程中，其内部的电容、变压器以及质量都是与电源工作频率的平方根呈现反比情况，以此，随着不断开关电源的工作效率不断提高，其本身的体积必然会朝着更加小型化的方向发展。
另外，小型化的电源开关在设计和研发的过程中其所消耗的原材料较少，能够有效降低生产企业的生产成本，具有着极重要的经济价值。
1.3 电磁干扰的屏蔽设计在高频开关电源工作的过程中，随着开关的开通和中断，这种快速的电流变化就会引发噪音，噪音经过传导传递到开关外部，就形成了一定的电磁干扰现象，而这也是高频开关电源工作效率较低的原因之一。
深圳市世纪新泰达电子 PS-48 360型智能高频开关电源系统 说明书
PS-48/360型 智 能 高 频开 关 电 源 系 统使用说明书深 圳 市 世 纪 新 泰 达 电 子 有 限 公 司 SHENZHEN CENTURY ELECTRONIC CO.，LTD新泰达电源目录第一章 概述 (2)一、介绍 (2)二、系统特点 (2)三、系统技术指标 (3)四、系统构成 (4)第二章 监控屏 (6)第三章 整流器 (9)一、整流器技术指标 (9)二、整流器使用说明 (11)第四章 交直流配电 (13)一、直流配电 (13)二、交流配电 (13)第五章 系统安装 (15)一、安装前检查 (15)二、搬运 (15)三、验货 (15)四、安装 (16)五、接线 (19)第六章 系统操作 (24)第七章 电池管理 (29)第八章 维护与检修 (32)一、维护 (32)二、故障处理 (32)三、整流器的更换 (34)四、监控屏的更换 (35)五、扩容 (35)第一章 概 述一、 介 绍PS-48/360智能型开关电源系统是根据信息产业部行业标准、结合国内供电状况和使用要求、采用新型进口元器件而设计生产的高新技术产品，配接电池组组成不间断直流供电系统，广泛用于电信、移动、水利、电力、铁路、计算中心等需要大功率直流通信电源的场所，尤其适用于移动通信基站和农村电话局。
PS-48/360系统采用模块化设计、组合式结构，它由整流器、监控屏、交直流配电、机柜组成，交直流配电已安装在同一机柜中，-48V系统容量为360A。
PS-48/360在向负载供电的同时，通过监控屏实现系统内部的自动测试、自动控制、自动诊断和告警，对并接的电池自动进行测量、维护及管理。
系统配备RS232或TCP/IP（RJ45）智能通讯接口，可以通过调制解调器、电话线、以太网或其他网络与远端的计算机相连，接受其查询、控制，向其通报系统工作状态，从而实现“三遥”功能，也可以与本地的计算机相连，实现本地的集中监控。
系统操作、参数设置、状态查询通过监控屏的显示和键盘完成，监控屏采用液晶汉字显示，简单明了，操作方便。
高频开关电源系统的运行维护
高频开关电源系统的运行维护作者：刘捷来源：《华中电力》2013年第08期摘要：随着电力技术的不断发展，高频开关电源在电力系统中发挥着越来越重要的作用。
为了保证高频开关电源系统安全可靠地工作，对其进行有效的运行管理和维护是必不可少的。
关键词：高频开关电源维护1 高频开关电源系统的组成一个完整的高频开关电源系统由5 个部分组成：交流配电单元、整流模块、直流配电单元、蓄电池组、监控系统。
交流配电单元也称交流屏，为高频开关电源系统提供交流电源。
整流模块将交流电转换成稳定的直流电。
它能够自主工作，且可以并联运行，以实现高频开关电源系统的平滑扩容。
直流电的标称电压有 220V、110V 和 48V 等。
直流配电单元也称直流屏，是高频开关电源系统的直流输出接口部分。
蓄电池组是高频开关电源系统的储能装置，在交流失压的情况下，为负载供电。
监控系统是高频开关电源系统的“大脑”，监测和控制整个高频开关电源系统的运行。
主要功能有实时监测整流模块和蓄电池组的电压、电流、整流模块运行状态、三相交流供电状态等，通过 RS232、RS485 等接口与监控中心实现四遥（遥信、遥测、遥控、遥调）通信。
2 高频开关电源系统的运行管理2.1 实施集中监控通过对运行的高频开关电源系统进行集中的实时监控，用准确、快速、真实的数据全面表征电源设备运行状况，完成值班人员日常的巡视和设备测试工作，方便监督检查维护人员作业情况，实现设备的集中管理。
2.2 定期分析数据除日常观察高频开关电源系统运行参数外，要定期分析运行历史数据，及早发现故障隐患，防范和杜绝设备故障的发生，缩短平均故障修复时间，如有必要时还可以及时进行数据修改。
2.3 蓄电池的管理（1）强调蓄电池在投运前、运行后的浮充和人工放电。
蓄电池在使用过程中，电解液的液面、比重、内阻、单体电压等会出现不均衡现象，为了使单节电池之间尽量达到均衡，经过一段时间（1～3月）后，要提高蓄电池的充电电压，对其进行均衡充电。
高频开关电源详细介绍
高频开关电源详细介绍高频开关电源（High-Frequency Switching Power Supply）是一种广泛应用于电子设备中的电源系统。
相比传统的线性电源，高频开关电源具有高效率、小体积、轻重量和稳定的电压输出等优点。
本文将详细介绍高频开关电源的工作原理、主要组成部分以及应用领域。
高频开关电源的工作原理如下：当输入电压接通时，由交流电源经过整流和滤波后，经过开关器件进行高频开关，然后经过变压器变换电压，之后经过滤波、稳压和反馈电路调节后输出稳定的直流电压。
整个过程中，开关器件在开关状态下，能以更高的频率进行开关操作，以提高转换效率和减小体积。
高频开关电源的主要组成部分包括输入端、整流滤波器、开关器件、变压器、输出电路以及保护电路等。
输入端主要接收交流电源，并通过整流滤波器将其转换为直流电压。
开关器件是高频开关电源的核心部分，负责快速开关操作，常见的开关器件包括MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）和IGBT（绝缘栅双极型晶体管）等。
变压器则用于将输入电压变换为合适的电压，并通过输出电路将其稳定输出。
保护电路主要用于确保电源在工作过程中的安全性和稳定性，包括过载保护、短路保护和过温保护等。
高频开关电源具有较高的转换效率，一般可以达到85%以上，而传统的线性电源则只有60%左右的效率。
这是因为在高频开关电源中，开关器件可以迅速地通过开关操作来控制电源的输出，并通过反馈控制电路来实现稳定的电压输出，大大提高了能量转换的效率。
由于高频开关电源具有高效率的特点，可以减少电源损耗，降低能源消耗，因此在现代电子设备中得到了广泛应用。
高频开关电源的应用领域十分广泛，例如计算机、通讯设备、工业自动化设备以及医疗仪器等。
在计算机中，高频开关电源被广泛应用于各种电子设备，如主机、显示器和服务器等。
通讯设备方面，高频开关电源可以为手机、路由器和网络交换机等提供稳定的电源。
在工业自动化设备中，高频开关电源可以为机器人、PLC（可编程逻辑控制器）以及传感器等提供经济高效的电源解决方案。
高频开关电源系统可靠性研究
维普资讯
武汉 船舶 职业 技术 学 院学 报
…
２ ０ 年 第 ３期 ０６ 如果 一个 电源 系统 有 ｎ个 电源 模 块 ， 这个 电
，
） 失效 率为 ，ｉ １ ２ … ， ， 可靠 性数 ， （ 一 ， ， ） 其
学模 型 表现 为各 电子 元 、 件 串联结 构 。 器 任何 一个
电子 元 、 器件 故 障 ， 会导 致 电源模 块 故 障。 都
源 系统 按 Ｎ＋ｋ方式 设计 （ — Ｎ 十 ｋ ， 为保 证 ｎ ）Ｎ
正 常供 电 的必须 模块 数 量 ， ｋ为 热备 份 模 块数 量 ，
ｎ为模 块总 数 ） 根据 以上 计算 公 式 可求 出 ｎ个 电 ， 源 模块 组成 的系统 中 ， 证 Ｎ 个 模块 正 常运 行 的 保
中 图分 类 号 ＴＭ５ ４ ６ 文献 标 志 码 Ａ 文 章 编 号 １ ７ —８ ０ （ ０ ６ ０ —０ ４ —０ ６１ １０２０）３ ０ ９ ４
随着高 频 开关 电源 技 术 的 发展 ， 流操 作 电 直 源 系统 由原来 的硅 整 流 直流 操作 电 源 系统 ， 已被
源模 块 、 电源 监 控 、 系统 的交 直 流 配 电及 蓄 电池 、
，一 ‘ ，ｘ一
， ／ ｘ一 ‘
一
一
１ 电监 源控
一 一
图 １ 高频 开 关 电 源 系统 的 可 靠性 模 型
由图 １可 以看 出 ， 频 开关 电源 系 统 正 常 输 高 出的可 靠性 表现 为 电源 模块 并 联 ， 与交 流 输 人 再 配 电、 直流 配 电相 串联 的拓 扑结 构 ， 电源监 控 的 与
种提 高方 式并 不 具有很 大 的挖掘 潜 力 。如果将 充 电装 置 看作 是 由多 个 电源 模块 组 成 的系 统 ， 系 从
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。
高频开关电源系统中整流模块的功能设计
高频开关电源系统中整流模块的功能设计引言随着我国科技生产水平的不断提高，各行各业对供电质量的要求越来越高，而智能高频开关电源作为一种继电保护装置和控制回路装置，为生活和生产中的供电的可靠性提供了有力的保障。
当市电供电中断时还可以作为后备电源，所以说智能高频开关电源是对供电质量保证的重要组成部分之一。
它具有高度灵活组合、自主监控的特点，另外可靠性强、稳定性好且具有体积小、噪声低、节能高效、维护方便等也是它的一大优点。
可以说智能高频开关电源是一种集计算机技术、控制技术、通信技术于一体的高科技产品，可实现系统的自动诊断、自动测试和自动控制。
本文主要阐述的是智能高频开关电源的整流模块的设计方案。
1 系统总体结构介绍智能高频开关电源系统的总体结构主要由主监控单元、配电模块、交流配电单元、整流模块等组成，系统总体的结构图如图1 所示。
系统中的各个监控单元受主监控单元的管理和控制，通过通信线将各个监控单元采集的信息送给主监控统一管理。
主监控显示直流系统各种信息，用户也可以触摸显示屏查询信息及操作，系统信息还可以接入到远程监控系统中。
系统除了交流监控、直流监控、开关量监控等基础单位外，还配置了绝缘监测、降压装置、电池巡检等功能单元，以达到对直流系统进行全面监控的目的。
图1 系统控制原理图工作时两路市电（交流）经过交流切换装置输入一路交流，给各个整流模块供电。
整流模块将输入三相交流电转换为直流电，给备用电源（蓄电池）充电，同时也给合闸母线负载供电，另外合闸母线通过降压装置给控制母线供电。
所以说本文设计的整流模块是将整流和充电两项功能结合于一体的一种新型的整流模块。
2整流模块的设计整流模块是智能高频开关电源系统中的一个重要部分，关系到系统的直流电压输出和工作时电压输出的稳定状况。
本文的设计主要是对模块整流原理的改进和完善，利用无源PFC 和DC/ DC 变换器的原理，使得改进后的模块能够有效完成整流作用。
本文设计的整流模块的工作原理框图如图2 所示，工作时，模块首先通过过防雷处理和滤波对输入的三相交流进行处理，这样才能保证模块后级电路的安全；经过处理后的三相交流经过整流和无源PFC 后转换成高压直流时，这时转换的高压直流要经过DC/ DC 变换器再次转换成可变的直流电压输出；另外模块控制部分还有负责过压、过流以及短路保护等作用，这样才能保证输出电压的稳定，也同时能对模块各部件进行保护。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• ②交流配电单元主要性能
• 输入采用两路市电、三相五线制输入；额定 线电压为交流380V；最大电流为200A。 输出采用3路100A三相交流输出；4路 32A三相交流输出；3路20A单相交流输出。 报警时欠压报警值为交流324V，欠压恢复 值为交流331V；过压报警值为交流438V， 过压恢复值为交流431V。抗雷击时最大工 作相电压为交流275V（50Hz）； 最大汇 放电流大于40kA；最大响应时间大于 25ns。
• 交流配电单元负责将输入220/380V低压交流电， 将其分配给各整流模块以及其他负荷，同时对低压 交流供电进行通断控制、检测、告警和保护，并装 设浪涌保护器（SPD）进行防雷保护。交流输入采 用三相五线制，即三根相线（U、V、W）、一根 零线N、一根地线PE。经避雷器（MOA）后再接 到3个空气开关以控制三相交流电的输入。
图5-2 PS48600系统结构图
• 1．交直流配电系统
• PD48/1200BF属于智能型交直流配电系统， 它将交流配电单元和直流配电单元集合在同一柜体 内，通过屏顶正负汇流母排与两台600A的整流柜 组成一个完整的高频开关电源系统。
• （1）环境和性能
• ①使用环境条件
• 环境温度：－25～+40℃；环境湿度：≤95%； 适合安装于无振动颠簸、垂直斜度不大于5°、无 腐蚀性气体、无导电尘埃、非爆炸危险场所。
任务1了解高频开关电源系统
• 在大容量的高频开关电源系统中，有独立的交流配 电屏、整流器机柜（插入整流模块）和独立的直流 配电屏，监控器装设在直流配电屏或整流器机柜上。
• 在组合式高频开关电源设备中，包含交流配电单 元、整流模块、直流配电单元和监控器。根据开关 电源容量大小和使用要求的不同，其结构形态有机 柜式、壁挂式和嵌入式，嵌入式开关电源可以嵌入 19英寸机架。
• 监控单元也称控制器，是整个开关电源系统的“总指挥”， 它与开关电源系统中的交流检测单元、直流检测单元和转接 单元等组成本机监控系统，起着监控各个模块的工作情况， 协调各模块正常工作的作用。监控单元以CPU为核心，采用 EPRAM、RAM、EEPRAM等以实现分别存储各种数据的 目的。为实现多个下级设备的连接，具有串口电路。为实现 人机对话，具有I/O接口电路，以连接键盘、LCD模块和输 出告警的干接点。监视器控单元的应用软件采用面向对象的 编程方法。监控单元主要实现对开关电源系统的信息查询、 参数设置、系统控制、告警处理、电池管理和后台通信等功 能。
• 交流配电部分除了主电路外，还有交流检测单元， 用于检测输入交流三相电压、线电流（该项选用）、 防雷器状态等，检测结果传送到开关电源系统中的 监控器。
• 交流电源一般为TN-S系统，也可以是TT系统。 在这些供电制式中，零线（即接了地的中性线）与 保护地线必须严格分开。机柜内零线汇集排应与机 架绝缘，机架及机壳则应通过保护接地线可靠接地。
• 通信用高频开关电源系统是整个通信系统的动力 源，常被称为通信系统的“心脏”。它主要由交流 配电部分、整流器、直流配电部分和监控器（又称 控制器或监控模块）组成，方框图如图5-1所示。
图5-1 高频开关电源系统组成框图
• 图中交流输入电压可以是单相220V，也可以是三 相380V，并允许有一定的变化范围。直流输出标 称电压一般为－48V，或者是－24V，实际输出电 压要求能在一定范围内连续可调，既可以手动调节， 也能自动调节，但是都要通过监控部分。
情境导引
• 随着通信电源技术的快速发展，高频开关电 源已成为通信电源系统中必不可少的重要部 分。开关电源技术的发展与半导体器件及磁 性元件的发展紧密相关，功率MOSFET、 IGBT等新型电。
• 高频开关电源（简称开关电源）是指功率晶 体管工作在高频开关状态的直流稳压电源， 它是利用现代电力电子技术，控制开关晶体 管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电 压的一种电源，其开关频率在20kHz以上。
学习目标
• 在通信电源系统中，开关电源是不间断供 电的核心。通过本情境的学习，了解高频开 关电源系统，熟悉开关整流器件，对整流模 块的结构组成、电路工作原理和操作方法有 比较清楚的了解，掌握开关电源的维护方法。
• 任务1了解高频开关电源系统 • 任务2高频开关整流器的认知 • 任务3熟知开关电源电路原理 • 任务4掌握高频开关电源设备的维护方法
资讯1 PS48600型高频开关电源系统
• PS48600型高频开关电源系统是艾默生网络能源有限公司 生产的新一代大容量通信电源产品，由两台机柜组成，如图 5-2所示，一台是交直流配电柜PD48/1200BF，另一台是 整流柜RACK-600。交直流配电柜包括交流配电单元和直流 配电单元，配电柜面板装配有市电、报警指示灯以及大屏幕 液晶显示屏，具有汉字显示功能。交流配电单元位于交直流 配电柜前部，采用上进线方式。输入交流电经配电柜分路后， 进入整流柜，满配置的整流柜包含12个HD4850整流模块 和一个PSM-4监控模块，输出总容量为DC48V、600A。 整流柜输出的直流电经过汇流排汇接到交直流配电柜中的直 流配电单元。该直流配电单元位于交直流配电柜后部，采用 自由出线方式。在增加一个整流柜的情况下，该直流配电单 元可平滑扩容至1200A。广泛用于市话网大中型交换局、长 途局、GSM移动交换局和汇接局、CDMA移动交换局和汇接 局等大中型通信局（站）。
• 整流器单元负责将交流转换成符合通信要求的直流 电。由于一个开关电源系统内具有多个整模块，所 以它们之间必须相互协调，包括多个整流模块工作 时合理分配负载电流（即均流作用），当其中某一 个模块出现输出高压时该模块能正常退出而不影响 其他模块的工作（即选择性过压停机功能）等。
• 直流配电单元负责将蓄电池组接入系统与整流模块输出并联， 再将一路不间断的直流电分成多路分配给各种容量的直流负 载。其中，在相应线路中接有熔丝保护和测量线路电流的分 流器。