开关电源维护培训教材
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ATX微机开关电源维修培训教材
ATX微机开关电源维修教程1微机ATX电源电路的工作原理与维修随着电脑的逐渐普及和深入到家庭，显示器已经成为维修界的一个亮点，ATX开关电源又将成为维修界的一个新的亮点。
本文以市面上最常见的LWT2005型开关电源供应器为例，详细讲解最新ATX开关电源的工作原理和检修方法，对其它型号的开关电源供应器，也借此起到一个抛砖引玉的作用。
一、概述ATX开关电源的主要功能是向计算机系统提供所需的直流电源。
一般计算机电源所采用的都是双管半桥式无工频变压器的脉宽调制变换型稳压电源。
它将市电整流成直流后，通过变换型振荡器变成频率较高的矩形或近似正弦波电压，再经过高频整流滤波变成低压直流电压的目的。
其外观图和内部结构实物图见图1和图2所示。
ATX开关电源的功率一般为250W～300W，通过高频滤波电路共输出六组直流电压：+5V（25A）、—5V（0.5A）、+12V(10A)、—12V（1A）、+3.3V（14A）、+5VSB （0.8A）。
为防止负载过流或过压损坏电源，在交流市电输入端设有保险丝，在直流输出端设有过载保护电路。
二、工作原理ATX开关电源，电路按其组成功能分为：输入整流滤波电路、高压反峰吸收电路、辅助电源电路、脉宽调制控制电路、PS信号和PG信号产生电路、主电源电路及多路直流稳压输出电路、自动稳压稳流与保护控制电路。
参照实物绘出整机电路图，如图3所示。
1、输入整流滤波电路只要有交流电AC220V输入，ATX开关电源无论是否开启，其辅助电源就会一直工作，直接为开关电源控制电路提供工作电压。
如图4所示，交流电AC220V经过保险管FUSE、电源互感滤波器L0，经BD1—BD4整流、C5和C6滤波，输出300V 左右直流脉动电压。
C1为尖峰吸收电容，防止交流电突变瞬间对电路造成不良影响。
TH1为负温度系数热敏电阻，起过流保护和防雷击的作用。
L0、R1和C2组成Π型滤波器，滤除市电电网中的高频干扰。
C3和C4为高频辐射吸收电容，防止交流电窜入后级直流电路造成高频辐射干扰。
开关电源原理及维修培训教材
-29-
第二节：开关电源维修知识
本章重点 掌握开关电源的维修流程
-30-
拆箱
收货登记
是
否
是否返修件
挂返修维修卡
挂维修卡
电源产品基础理论
开关电源的维修流程图
产品维修
老化、复检
返修原因分析 维修责任追究
写维修报告 给客户
是否新产品 是 否
产品维修
制作维修资料
否 能否返修
是
老化、复检
是 是否报废
否
审批报废
根据收到的维修产品信息与客户进行型号、数量确认， 初步确定维修周期，报请市场副总决定后，将信息入档《 模块收发记录》。然后将《模块收发记录》传发给销售总 监，由销售总监对车间生产进行安排。
-32-
产品维修
电源产品基础理论
待修产品领取 维修车间根据生产计划，到内勤处登记领取待修 产品准备维修，一次领取数量不得超过3个，超 过3个时必须经技术总监同意后方可领取。严禁 自行到待修区拿产品进行维修。
-10-
电源产品基础理论
后备电池组的输入与开关整流器输出汇流母 排并联，以保证开关整流器无输出时，后备 电池组能向负载供电。系统具有二次下电功 能，可在蓄电池放电过程中按用户的设置电 压分两次将负载断掉，以保证主要负载能够 长时间的工作，同时保护蓄电池不致过放而 损坏。负载和蓄电池输出端均接有熔丝保护。
初步测量 主要用万用表2K电阻档测量功率器件是否损坏， 主要包括：整流桥、启动电阻、功率因数校正 CMOS管、功率因数校正整流管、高频变换CMOS管 、高频变换整流管等。如果上述器件均没有损坏 ，则可直接上220V观察模块输出是否正常。
-34-
产品维修
电源产品基础理论
第二节：开关电源维修知识
本章重点 掌握开关电源的维修流程
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拆箱
收货登记
是
否
是否返修件
挂返修维修卡
挂维修卡
电源产品基础理论
开关电源的维修流程图
产品维修
老化、复检
返修原因分析 维修责任追究
写维修报告 给客户
是否新产品 是 否
产品维修
制作维修资料
否 能否返修
是
老化、复检
是 是否报废
否
审批报废
根据收到的维修产品信息与客户进行型号、数量确认， 初步确定维修周期，报请市场副总决定后，将信息入档《 模块收发记录》。然后将《模块收发记录》传发给销售总 监，由销售总监对车间生产进行安排。
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产品维修
电源产品基础理论
待修产品领取 维修车间根据生产计划，到内勤处登记领取待修 产品准备维修，一次领取数量不得超过3个，超 过3个时必须经技术总监同意后方可领取。严禁 自行到待修区拿产品进行维修。
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电源产品基础理论
后备电池组的输入与开关整流器输出汇流母 排并联，以保证开关整流器无输出时，后备 电池组能向负载供电。系统具有二次下电功 能，可在蓄电池放电过程中按用户的设置电 压分两次将负载断掉，以保证主要负载能够 长时间的工作，同时保护蓄电池不致过放而 损坏。负载和蓄电池输出端均接有熔丝保护。
初步测量 主要用万用表2K电阻档测量功率器件是否损坏， 主要包括：整流桥、启动电阻、功率因数校正 CMOS管、功率因数校正整流管、高频变换CMOS管 、高频变换整流管等。如果上述器件均没有损坏 ，则可直接上220V观察模块输出是否正常。
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产品维修
电源产品基础理论
《开关电源培训》课件
开关电源的安全与环保
开关电源的安全标准
国际标准：IEC 609501
国内标准：GB 4943.12011
安全要求：防触电、防过 热、防电磁干扰等
环保要求：低噪音、低辐 射、低能耗等
开关电源的安全防护措施
接地保护：确保开关电源的接地线可靠连接，防止触电事故发生
过压保护：设置过压保护电路，防止电压过高导致设备损坏
控制电路：控制开关管的开关状态， 实现电源的稳压和稳流
整流器：将交流电转换为直流电
输出滤波器：用于滤除输出电压中的 高频噪声和干扰
开关管：控制电源的开关状态，实现电 源的稳压和稳流
反馈电路：检测输出电压，实现电源 的稳压和稳流
开关电源的工作流程
输入电压：将交 流电转换为直流 电
整流滤波：将直 流电转换为稳定 的直流电
开关电源具有体积小、重量 轻、效率高等优点
开关电源广泛应用于各种电 子设备中，如计算机、手机、
电视等
开关电源的分类
按照输入电压分类：单相输入、三相输入、多相输入 按照输出电压分类：单相输出、三相输出、多相输出 按照输出功率分类：小功率、中功率、大功率 按照控制方式分类：线性控制、开关控制、混合控制 按照应用领域分类：工业控制、通信设备、医疗设备、家用电器等
开关电源的参数设计
输入电压范围：确定开关电源的输入电 压范围，以满足不同应用场景的需求。
输出电压和电流：确定开关电源的输 出电压和电流，以满足不同负载的需 求。
功率因数：优化开关电源的功率因数， 降低对电网的影响，提高电网的稳定 性。
电磁兼容性：优化开关电源的电磁兼 容性，降低对其他设备的干扰，提高 系统的稳定性。
开关电源的应用
家用电器： 如电视、 冰箱、洗 衣机等
开关电源培训讲义
开关电源培训讲义漆逢吉第一章不间断直流电源供电系统概述DC图1—1 不间断直流电源供电系统框图（一）系统框图开关电源设备中包含交流配电部分、整流器、直流配电部分和控制器，它连同蓄电池组和接地装置，构成不间断直流电源供电系统，如图1—1所示。
交流配电：防雷，并对交流电源进行分配、控制、检测和保护等，主电路原理图参看设备使用说明书。
输入交流应采用三相五线制。
在这种制式中，工作地线（零线）与保护地线必须严格分开。
交流导线的截面积，一般按发热条件来选择。
铜芯绝缘导线的线芯截面积，可按4A/mm2来选取。
绝缘导线的线芯标称截面积（mm2）系列为：1、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、95、120、150、185、240等。
机房内的交流导线应采用阻燃型电缆。
保护接地的接地线应采用多股铜芯绝缘导线。
其线芯截面积的选取原则是：相线截面积S≤35mm2时，采用16mm2；相线截面积S>35mm2时，选用≥S/2。
整流器：把交流电变成所需直流电。
现在一般都采用高频开关整流器。
高频开关整流器采用无工频变压器整流、功率因数校正电路和脉宽调制高频开关电源技术，具有小型、轻量、高效率、高功率因数、高可靠性以及智能化程度高、可以远程监控、无人值守或少人值守等优点，因此得到了广泛应用。
通信用高频开关整流器为模块化结构。
在一个高频开关电源系统中，通常是若干高频开关整流器模块并联输出，输出电压自动稳定，各整流模块的输出电流通过均流电路实现自动均衡。
直流配电：连接整流器的输出端、蓄电池组和负载，构成浮充供电的不间断直流电源系统。
它对输出直流进行分配、控制、检测和保护等。
其主电路原理图如后面的图2—1所示。
直流馈电线的截面积，按允许电压降来选择。
根据欧姆定律，可按下式计算ILS≥（1—1）ΔUν式中S—导体截面积（mm2）；I—流过导线的电流（A）；L—导线长度（m）；ΔU—导线上的允许压降（V）；ν—导体的电导率（m/Ω·mm2）,铜为57,铝为34，是电阻率的倒数。
《开关电源培训》PPT课件
软磁铁氧体又是开关电源中主要应用的软磁材料。
可整理ppt
18
在开关电源中，应用得最多的材料是软 磁铁氧体。主要有两类：MnZn铁氧体和 NiZn铁氧体。镍锌(NiZn)铁氧体具有更高的 电阻率，因此它适合工作在1MHz以上的场 合；而锰锌(MnZn)铁氧体电阻率较低，通 常工作在1MHz以下。铁氧体的结构形式很 多，开关电源中应用较多的是EE、EI、U、 环形。
可整理ppt
3
可整理ppt
4
开关电源需要具备的三个条件： 1、开关：电力电子器件工作在开关状态。 2、高频：器件工作在高频（如50KHZ），而
非工频状态。 3、直流：电源输出直流。DC-DC变化。
可整理ppt
5
二、开关电源拓扑
电气非隔离型：Buck电路、Boost电路、升 降压、Cuk、Sepic、Zeta
（2）剩余磁感应强度Br ：铁磁物质磁化到饱和后，又将磁 场强度下降到零时，铁磁物质中残留的磁感应强度，即为 Br。称为剩余磁感应强度，简称剩磁。
（3）矫顽力Hc ：铁磁物质磁化到饱和后，由于磁滞现象，
要使磁介质中B为零，需有一定的反向磁场强度-H，此磁 场强度称为矫顽磁力Hc。
可整理ppt
16
如果磁滞回线很宽，即Hc很高，需要很大的 磁场强度才能将磁材料磁化到饱和，同时需要很 大的反向磁场强度才能将材料中磁感应强度下降 到零，也就是说这类材料磁化困难，去磁也困难， 我们称这类材料为硬磁材料。
在一个开关周期内，开关管导通的时间占整 个周期的比例称为导通占空比D。很明显，当开 关周期不变时，导通占空比越大，负载上获得的 直流电压越大。这就是PWM在开关电源中的应用。
可整理ppt
2
顾名思义，开关电源中的电力电子器件工作 在开关状态，这是相对于线性稳压电源来说的。 线性稳压电源中的开关管工作在线性放大状态。 所以，我们先来回顾一下线性稳压电源的工作原 理。
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在开关电源中，应用得最多的材料是软 磁铁氧体。主要有两类：MnZn铁氧体和 NiZn铁氧体。镍锌(NiZn)铁氧体具有更高的 电阻率，因此它适合工作在1MHz以上的场 合；而锰锌(MnZn)铁氧体电阻率较低，通 常工作在1MHz以下。铁氧体的结构形式很 多，开关电源中应用较多的是EE、EI、U、 环形。
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开关电源需要具备的三个条件： 1、开关：电力电子器件工作在开关状态。 2、高频：器件工作在高频（如50KHZ），而
非工频状态。 3、直流：电源输出直流。DC-DC变化。
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二、开关电源拓扑
电气非隔离型：Buck电路、Boost电路、升 降压、Cuk、Sepic、Zeta
（2）剩余磁感应强度Br ：铁磁物质磁化到饱和后，又将磁 场强度下降到零时，铁磁物质中残留的磁感应强度，即为 Br。称为剩余磁感应强度，简称剩磁。
（3）矫顽力Hc ：铁磁物质磁化到饱和后，由于磁滞现象，
要使磁介质中B为零，需有一定的反向磁场强度-H，此磁 场强度称为矫顽磁力Hc。
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如果磁滞回线很宽，即Hc很高，需要很大的 磁场强度才能将磁材料磁化到饱和，同时需要很 大的反向磁场强度才能将材料中磁感应强度下降 到零，也就是说这类材料磁化困难，去磁也困难， 我们称这类材料为硬磁材料。
在一个开关周期内，开关管导通的时间占整 个周期的比例称为导通占空比D。很明显，当开 关周期不变时，导通占空比越大，负载上获得的 直流电压越大。这就是PWM在开关电源中的应用。
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2
顾名思义，开关电源中的电力电子器件工作 在开关状态，这是相对于线性稳压电源来说的。 线性稳压电源中的开关管工作在线性放大状态。 所以，我们先来回顾一下线性稳压电源的工作原 理。
开关电源培训
11.维护人员切勿自行打开或维修开关电源模 块（模块从系统中拔下后，模块内电容器件 仍可能带电），故障模块应厂家返修或由厂 家专业技术人员检修处理。
三、开关电源系统容量配置
1．整流模块备用方式
整流模块备份一般采用N+1备份，并考虑到蓄 电池充电电流容量。
2．充电系数ɑ
基于电网停电频率和平均停电持续时间来确 定。如果停电频率较高（3~4次/月）且持续 时间长（接近或大于电池放电小时数），电 池的充电系数可以选择的大一些，如 0.15~0.2左右，但不能超过部标的极限值 0.25。电网较好的局站，充电系数一般选择 0.1~0.15之间。
4.监控系统紧急故障应急处理
1）监控单元管理功能混乱：监控单元管理功 能主要包括显示查询、电池均充/浮充转换、 限流控制等，功能混乱紧急故障可能导致电 池损坏、数据显示异常等。处理办法：复位 监控单元。
2）软件控制功能丧失：监控单元软件、硬件 发生故障时，可能会造成关机、电池下电、 电池保护等误控，最后导致直流供电中断， 处理措施：复位监控单元；如果复位不能解 决问题，可以关闭监控单元，系统进入手动 控制。
返修 2．电压电流显示不准 可能原因：满量程设置有误、线路接错、温度传感器故障、背
板电路故障、监控器故障
处理方法：根据分流器设置满量程、校正线路、更换温度传感 器、检修背板电路、更换监控器并返修厂家
3．电流满量程显示
可能原因：信号线接线有误、分流器故障、背板故障
处理方法：校正信号线接线、更换合适的分流器、更 换背板
3.开关电源系统日常巡检时，应注意检查开 关电源各项参数设置是否正确、合理；检查 系统是否受控，交流供电恢复之后，能否对 蓄电池进行限流充电；检测整流模块温度， 判断风扇是否正常工作。
三、开关电源系统容量配置
1．整流模块备用方式
整流模块备份一般采用N+1备份，并考虑到蓄 电池充电电流容量。
2．充电系数ɑ
基于电网停电频率和平均停电持续时间来确 定。如果停电频率较高（3~4次/月）且持续 时间长（接近或大于电池放电小时数），电 池的充电系数可以选择的大一些，如 0.15~0.2左右，但不能超过部标的极限值 0.25。电网较好的局站，充电系数一般选择 0.1~0.15之间。
4.监控系统紧急故障应急处理
1）监控单元管理功能混乱：监控单元管理功 能主要包括显示查询、电池均充/浮充转换、 限流控制等，功能混乱紧急故障可能导致电 池损坏、数据显示异常等。处理办法：复位 监控单元。
2）软件控制功能丧失：监控单元软件、硬件 发生故障时，可能会造成关机、电池下电、 电池保护等误控，最后导致直流供电中断， 处理措施：复位监控单元；如果复位不能解 决问题，可以关闭监控单元，系统进入手动 控制。
返修 2．电压电流显示不准 可能原因：满量程设置有误、线路接错、温度传感器故障、背
板电路故障、监控器故障
处理方法：根据分流器设置满量程、校正线路、更换温度传感 器、检修背板电路、更换监控器并返修厂家
3．电流满量程显示
可能原因：信号线接线有误、分流器故障、背板故障
处理方法：校正信号线接线、更换合适的分流器、更 换背板
3.开关电源系统日常巡检时，应注意检查开 关电源各项参数设置是否正确、合理；检查 系统是否受控，交流供电恢复之后，能否对 蓄电池进行限流充电；检测整流模块温度， 判断风扇是否正常工作。
开关电源培训资料
1 2
遵守相关安全规定
在使用开关电源时，应遵守相关安全规定，如 设备操作指南、安全守则等。
确保电源已关闭
在开始工作前，必须确保开关电源已经关闭， 以避免电击危险。
3
佩戴防静电手环
在操作开关电源时，应佩戴防静电手环，以避 免静电放电影响。
开关电源的维护保养
定期检查
01
应定期检查开关电源的外观及散热风扇是否正常工作，如有异
分类
根据不同的转换类型，开关电源可分为正激式、反激式、推 挽式、半桥式和全桥式等。
开关电源的基本原理
工作原理
开关电源通过将市电转换为高频脉冲，再通过变压器和整流电路将脉冲转换 为直流电输出。
优点
效率高、体积小、重量轻、输出电压可调等。
开关电源的主要组成部件
输入电路
包括滤波器、保险丝、输入整流器等，用 于接收市电并将其转换为直流电。
输出特性
包括输出电压精度、负载效应、纹波电压 等。
过载能力
测试电源在过载情况下的稳定性和温升。
效率与散热性能
通过实测功率和温升评估电源效率与散热 性能。
故障排除的基本步骤
功能测试
初步检查电源的输入、输出、 保护等功能是否正常。
电路板维修
检查电路板上的电子元件是否 有烧坏、断裂、脱焊等现象， 逐一修复。
外观检查
观察电源外壳、散热器、电路 板等是否有明显损坏或异常现 象。
电源故障码读取
如有故障码显示，先读取并记 录故障码，以便后续分析。
其他维修
检查电源的其他部件，如变压 器、滤波器、整流器等，进行 相应维修。
常见故障分析与处理
无输出电压
可能原因是电源未接入市电、保险 丝熔断、电源变压器损坏等，可逐 一排查解决。
开关电源基本知识培训讲议共55页PPT资料
整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流 电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。
2.DC 输入滤波电路(PFC)原理：
① 输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波 网络主要是对输入大功率开关电源的电磁噪声及杂 波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止大 功率开关电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、 C4 为安规电容，L2、L3为差模电感。
2. 大功率开关电源反激式整流电路： T1为开关变压器，其初极和次极的相位相反。D1为整流二极管，R1、 C1为削尖峰电路。L1为续流电 感，R2为假负载，C4、L2、C5组成π型 滤波器。
3、大功率开关电 源同步整流电路： 工作原理：当变压器次级上端为正时，电流经 C2、R5、R6、R7使
Q2导通，电路构成回路，Q2 为整流管。Q1栅极由于处于反偏而截止。 当变压器次级下端为正时，电流经C3、R4、R2使 Q1导通，Q1为续流 管。Q2栅极由于处于反偏而截止。L2为续流电感，C6、L1、C7组成π 型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电路。
第二部分 例 4-16V,40A输出大功率开关电源电路设 计
摘要：介绍一种采用半桥电路的开 关 电源，其输入电压为交流220V±20％， 输出电压为直流4～16V，最大电流40A， 工作频率50kHz。重点介绍了该电源的设
3、基本工作原理及原理框图 该电源的原理框图如图所示。此开关电源已成功地作为实验室电源、通信基 站电源使用。其效率≥85％，纹波优于30mVP-P，产品可靠性高、成本低，具 有一定的市场 竞争力。 220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥 变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS 管，通过功率 变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到 稳定的直流输出电压。
2.DC 输入滤波电路(PFC)原理：
① 输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波 网络主要是对输入大功率开关电源的电磁噪声及杂 波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止大 功率开关电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、 C4 为安规电容，L2、L3为差模电感。
2. 大功率开关电源反激式整流电路： T1为开关变压器，其初极和次极的相位相反。D1为整流二极管，R1、 C1为削尖峰电路。L1为续流电 感，R2为假负载，C4、L2、C5组成π型 滤波器。
3、大功率开关电 源同步整流电路： 工作原理：当变压器次级上端为正时，电流经 C2、R5、R6、R7使
Q2导通，电路构成回路，Q2 为整流管。Q1栅极由于处于反偏而截止。 当变压器次级下端为正时，电流经C3、R4、R2使 Q1导通，Q1为续流 管。Q2栅极由于处于反偏而截止。L2为续流电感，C6、L1、C7组成π 型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电路。
第二部分 例 4-16V,40A输出大功率开关电源电路设 计
摘要：介绍一种采用半桥电路的开 关 电源，其输入电压为交流220V±20％， 输出电压为直流4～16V，最大电流40A， 工作频率50kHz。重点介绍了该电源的设
3、基本工作原理及原理框图 该电源的原理框图如图所示。此开关电源已成功地作为实验室电源、通信基 站电源使用。其效率≥85％，纹波优于30mVP-P，产品可靠性高、成本低，具 有一定的市场 竞争力。 220V交流电压经过EMI滤波及整流滤波后，得到约300V的直流电压加到半桥 变换器上，用脉宽调制电路产生的双列脉冲信号去驱动功率MOS 管，通过功率 变压器的耦合和隔离作用在次级得到准方波电压，经整流滤波反馈控制后可得到 稳定的直流输出电压。
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交流导线中的电流（I）计算
• 对单相负载供电时
• 对三相负载供电时
I S S 3U 3Ul
• 以上两式中，U为相电压，Ul为线电压，它们均应取电网电压 的下限值；S为视在功率，单位为VA（伏安）。
• 视在功率（S）用下式计I US算
S P2 Q2
• P为有功功率，单位为W（瓦），当有多个负载时， P=P1+P2+P3+…+Pn；
7
TN-S系统（三相五线制）
•N为中性线即工作零线（简称零线，接了地的中性线称为零线），用于 流过三相不平衡电流，N线不准重复接地；
• PE为为保护零线即保护地线 ，专门用于保护接地（设备机壳接地）。
•布线时N线与PE线必须彼此绝缘、严格分开，不得混用。
•变压器中性点直接接地的接地电阻值，在变压器容量不超过100kVA时，
• 熔断器起过流与短路保护作用——当负载电流过大或 短路时，熔芯熔断，切断供电；故障排除后，换上同 规格的熔芯恢复供电。
• 交流熔断器的额定电流值，应不大于最大负载电流的 2倍（照明回路按实际负荷配置）。
• 熔断器的温升应低于80℃。
16
交流检测单元
• 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、防雷器状态等，并与控制器（监控 模块）通信。
11
直流供电系统
• 通信局（站）的直流供电系统，由整流器、蓄电池组、 直流配电屏和相关的馈电线路组成。
• 直流供电系统向各种通信设备和逆变器等提供不间断 直流电源。
12
通信用不间断直流电源供电系统
通信局（站）广泛使用的通信用高频开关电源设备，由交流配 电部分、整流器、直流配电部分和控制器（监控模块）组成， 它连同蓄电池组和接地装置，构成不间断直流电源供电系统 。
• 若铝线与铜材料相连接，则必须使用铜铝过渡接头， 以免铜、铝接触处由于电腐蚀作用产生较大的接触电 阻，导致通电时连接处发热，甚至产生火灾。
20
交流导线的选择
• 交流导线的截面积按发热条件来选择。已知导线需要通过 的最大电流（有效值）I，可按2A~4A/mm2来选取多股铜 芯绝缘导线的线芯截面积。
• 线芯标称截面积（mm2）系列为：1、1.5、2.5、4、6、10、 16、25、35、50、70、95、120、150、185、240等。
• 机房内的交流导线应采用阻燃型电缆 。零线应采用与相 线相等截面的导线。
• 通信电源用阻燃软电缆有ZA-RV型和ZA-RVV型，前者为铜 芯阻燃聚氯乙烯绝缘软电缆，后者是铜芯阻燃聚氯乙烯绝 缘聚氯乙烯护套软电缆。
21
交流电源线接入设备
• 电源线接入设备，必须采用铜鼻子连接牢固。导线及 连接头的温度，不应超过70℃。
• Q为无功功率，单位为Var（乏），当有多个负载时 Q=Q1+Q2+Q3+…+Qn。
18
交流导线中的电流计算（续1）
• 如果已知功率因数PF，则视在功率
S P PF
• 注意，视在功率不能直接相加。当有多个负载时，必 须把每个负载的视在功率都分解出其有功功率和无功
功率，然后所有有功功率相加得出总的有功功率P， 所有无功功率的代数和为总的无功功率Q，再用前式 求出总的视在功率S。
uc 2Usint(12o)0 u ca u c u a2 (3 U )sitn 1(o 5 4) 0
三相交流电（续）
• 线电压是相线与相线之间(火线3 之间)的U电l 压3.U
• 线电压的量值是相电压的
倍,即
U=220V
Ul=380V
• 线电压超前相电压30°(uab比ua，类推)。
• 三相电压彼此相差120°。
13
组合式开关电源设备（外观举例）
14
开关电源中的交流配电原理图（举例）
交流配电部分输入220/380V交流电，对交流电源进行分配、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。 15
断路器与熔断器
• 断路器（自动空气开关）既起开关作用，又起过流与 短路保护作用——当负载电流过大或短路时，断路器 自动跳闸，切断供电；故障排除后，需人工合闸。
•为了防止因保护线断线而造成危害，在距离接地点超过50m时，PEN
线可以重复接地。
10
TN-C-S系统
•整个低压交流配电系统的前部分为三相四线制（TN-C系统），其零线 （N）和保护地线（PE）是合一的PEN线；后部分则采用三相五线制 （TN-S系统），其零线（N）和保护地线（PE）分开，并且不允许再合 并或者混用。 •当电力变压器在通信局（站）外且相距大于50m时，三相四线制的中性 线（PEN线）在通信局房入口处应做重复接地。
不宜大于 10Ω；当变压器容量超过100kVA时，不宜大于4Ω。
8
TN-S系统中电源线颜色的规定
• 相线：U相（A相）黄色、V相（B相）绿色、 W相（C相）红色；
• 零线（N）：黑色； • 保护地线（PE）：黄、绿双色。
9
TN-C系统（三相四制）
•在整个交流配电系统中，工作零线N与保护地线PE合为一体构成PEN 线。这时电气设备的金属外壳必须接到PEN线上，进行接零保护。
• 接线应相序正确；市电与油机发电机、UPS的逆变输出 与旁路通道必须相序一致。
5
三相电压相量图
6
低压交流配电系统的接地型式
• TN系统： TN-S系统（三相五线制）——通信局站用 TN-C系统（三相四线制） TN-C-S系统——通信局站用
• TT系统——通信局站无专用变压器等情况下用 • IT系统
开关电源培训教材
2016年5月
交流电基本知识
2
单相交流电
单相交流电压（相电压）是相线与零线（中性线）之间 的电压，通常用有效值表达。
3
三相交流电
相电压
线电压
ua 2Usint
u a b u a u b2 (3 U )sitn 3( o )0
ub 2Usin t(12o)0 u b c u b u c2 (3 U )sitn 9( o )0
19
交流导线中的电流计算（续2）
•
每个整流模块需要供给的有功功率为
PZ
PO m ax
•
每个整流模块需要供给的视在功率为
SZ
PZ PF
• POmax是每个整流模块的最大直流输出功率，等于整流
模块的输出电压上限值乘以输出电流限流值（额定电
流的105%~110%）；η是整流模块的效率；PF是整流
模块的功率因数。
交流导线中的电流（I）计算
• 对单相负载供电时
• 对三相负载供电时
I S S 3U 3Ul
• 以上两式中，U为相电压，Ul为线电压，它们均应取电网电压 的下限值；S为视在功率，单位为VA（伏安）。
• 视在功率（S）用下式计I US算
S P2 Q2
• P为有功功率，单位为W（瓦），当有多个负载时， P=P1+P2+P3+…+Pn；
7
TN-S系统（三相五线制）
•N为中性线即工作零线（简称零线，接了地的中性线称为零线），用于 流过三相不平衡电流，N线不准重复接地；
• PE为为保护零线即保护地线 ，专门用于保护接地（设备机壳接地）。
•布线时N线与PE线必须彼此绝缘、严格分开，不得混用。
•变压器中性点直接接地的接地电阻值，在变压器容量不超过100kVA时，
• 熔断器起过流与短路保护作用——当负载电流过大或 短路时，熔芯熔断，切断供电；故障排除后，换上同 规格的熔芯恢复供电。
• 交流熔断器的额定电流值，应不大于最大负载电流的 2倍（照明回路按实际负荷配置）。
• 熔断器的温升应低于80℃。
16
交流检测单元
• 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、防雷器状态等，并与控制器（监控 模块）通信。
11
直流供电系统
• 通信局（站）的直流供电系统，由整流器、蓄电池组、 直流配电屏和相关的馈电线路组成。
• 直流供电系统向各种通信设备和逆变器等提供不间断 直流电源。
12
通信用不间断直流电源供电系统
通信局（站）广泛使用的通信用高频开关电源设备，由交流配 电部分、整流器、直流配电部分和控制器（监控模块）组成， 它连同蓄电池组和接地装置，构成不间断直流电源供电系统 。
• 若铝线与铜材料相连接，则必须使用铜铝过渡接头， 以免铜、铝接触处由于电腐蚀作用产生较大的接触电 阻，导致通电时连接处发热，甚至产生火灾。
20
交流导线的选择
• 交流导线的截面积按发热条件来选择。已知导线需要通过 的最大电流（有效值）I，可按2A~4A/mm2来选取多股铜 芯绝缘导线的线芯截面积。
• 线芯标称截面积（mm2）系列为：1、1.5、2.5、4、6、10、 16、25、35、50、70、95、120、150、185、240等。
• 机房内的交流导线应采用阻燃型电缆 。零线应采用与相 线相等截面的导线。
• 通信电源用阻燃软电缆有ZA-RV型和ZA-RVV型，前者为铜 芯阻燃聚氯乙烯绝缘软电缆，后者是铜芯阻燃聚氯乙烯绝 缘聚氯乙烯护套软电缆。
21
交流电源线接入设备
• 电源线接入设备，必须采用铜鼻子连接牢固。导线及 连接头的温度，不应超过70℃。
• Q为无功功率，单位为Var（乏），当有多个负载时 Q=Q1+Q2+Q3+…+Qn。
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交流导线中的电流计算（续1）
• 如果已知功率因数PF，则视在功率
S P PF
• 注意，视在功率不能直接相加。当有多个负载时，必 须把每个负载的视在功率都分解出其有功功率和无功
功率，然后所有有功功率相加得出总的有功功率P， 所有无功功率的代数和为总的无功功率Q，再用前式 求出总的视在功率S。
uc 2Usint(12o)0 u ca u c u a2 (3 U )sitn 1(o 5 4) 0
三相交流电（续）
• 线电压是相线与相线之间(火线3 之间)的U电l 压3.U
• 线电压的量值是相电压的
倍,即
U=220V
Ul=380V
• 线电压超前相电压30°(uab比ua，类推)。
• 三相电压彼此相差120°。
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组合式开关电源设备（外观举例）
14
开关电源中的交流配电原理图（举例）
交流配电部分输入220/380V交流电，对交流电源进行分配、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。 15
断路器与熔断器
• 断路器（自动空气开关）既起开关作用，又起过流与 短路保护作用——当负载电流过大或短路时，断路器 自动跳闸，切断供电；故障排除后，需人工合闸。
•为了防止因保护线断线而造成危害，在距离接地点超过50m时，PEN
线可以重复接地。
10
TN-C-S系统
•整个低压交流配电系统的前部分为三相四线制（TN-C系统），其零线 （N）和保护地线（PE）是合一的PEN线；后部分则采用三相五线制 （TN-S系统），其零线（N）和保护地线（PE）分开，并且不允许再合 并或者混用。 •当电力变压器在通信局（站）外且相距大于50m时，三相四线制的中性 线（PEN线）在通信局房入口处应做重复接地。
不宜大于 10Ω；当变压器容量超过100kVA时，不宜大于4Ω。
8
TN-S系统中电源线颜色的规定
• 相线：U相（A相）黄色、V相（B相）绿色、 W相（C相）红色；
• 零线（N）：黑色； • 保护地线（PE）：黄、绿双色。
9
TN-C系统（三相四制）
•在整个交流配电系统中，工作零线N与保护地线PE合为一体构成PEN 线。这时电气设备的金属外壳必须接到PEN线上，进行接零保护。
• 接线应相序正确；市电与油机发电机、UPS的逆变输出 与旁路通道必须相序一致。
5
三相电压相量图
6
低压交流配电系统的接地型式
• TN系统： TN-S系统（三相五线制）——通信局站用 TN-C系统（三相四线制） TN-C-S系统——通信局站用
• TT系统——通信局站无专用变压器等情况下用 • IT系统
开关电源培训教材
2016年5月
交流电基本知识
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单相交流电
单相交流电压（相电压）是相线与零线（中性线）之间 的电压，通常用有效值表达。
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三相交流电
相电压
线电压
ua 2Usint
u a b u a u b2 (3 U )sitn 3( o )0
ub 2Usin t(12o)0 u b c u b u c2 (3 U )sitn 9( o )0
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交流导线中的电流计算（续2）
•
每个整流模块需要供给的有功功率为
PZ
PO m ax
•
每个整流模块需要供给的视在功率为
SZ
PZ PF
• POmax是每个整流模块的最大直流输出功率，等于整流
模块的输出电压上限值乘以输出电流限流值（额定电
流的105%~110%）；η是整流模块的效率；PF是整流
模块的功率因数。