高频开关电源技术方案
高频开关稳压电源的设计
高频开关稳压电源的设计高频开关稳压电源是一种采用高频开关技术来实现稳定输出电压的电源设计。
它在很多应用场景中都得到了广泛的应用，如电子设备、通信设备、工业控制系统等。
本文将从原理、设计和应用等方面对高频开关稳压电源进行详细介绍。
一、高频开关稳压电源的原理1.输入滤波电路：用于滤除输入电源中的电源干扰，避免其传播到输出端，以保证输出电压的稳定性。
2.整流电路：将输入电源交流信号变换为直流信号，一般使用整流桥或者整流二极管来实现。
3.DC-DC变换器：通过快速开关器件（如MOSFET）的开闭控制，将输入电压转换为高频交流信号，并经过变压器、滤波电路等处理后，得到所需的输出稳定电压。
4.控制电路：用于对DC-DC变换器进行调整和控制，以维持输出电压的稳定性。
通常采用PWM（脉宽调制）技术，通过调节开关器件的开闭时间来控制输出电压的大小。
二、高频开关稳压电源的设计步骤设计高频开关稳压电源通常需要经过以下几个步骤。
1.确定设计要求：包括输出电压、输出电流、转换效率、负载变化响应时间等。
这些指标将直接影响到电源设计的具体参数选择和性能。
2.选择开关器件：根据设计要求和应用场景的需求，选择合适的快速开关器件，如MOSFET或IGBT等。
一般来说，MOSFET具有开关速度快、功耗低、可靠性高等优点，在大多数情况下被广泛采用。
3.选择变压器：根据设计要求和开关器件的特性来选择合适的变压器。
变压器的参数包括输入输出电压比、变压器的绕制方式、匝数、铁芯材料等。
通过合理的设计和选择，可以使变压器的效率和体积得到优化。
4.设计控制电路：根据PWM技术，设计一个合适的控制电路。
控制电路的关键是根据反馈信号来对开关器件进行调整，以维持输出电压的稳定性。
同时，还需要考虑保护电路的设计，如过压保护、过流保护等，以提高电源的安全性和可靠性。
5.电路仿真和测试：设计完成后，需要进行电路的仿真和测试，验证电源的性能和稳定性。
通过仿真和测试，可以根据需要对电路进行优化和改进，以满足实际应用的需求。
高频开关电源技术规范书
通讯系统电源（高频开关电源、免维护电池）技术规范书1、概述1.1本技术规范书仅适用于2011主网技改工程。
1.2本规范未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范，卖方应提供符合本规范书和遵照国际电工委员会标准（IEC）、国际公制（SI）及国家标准的符合国家电力行业标准的优质产品。
技术指标应符合YD/T731《通讯用高频开关整流器》的规定。
1.3本规范未尽事宜，双方协商解决。
2、主要技术要求2.1 供货数量：高频开关电源：-48V/120A （4*30A） 4套蓄电池： -48V/300AH 4组（包括电池柜）每套两组每组24只，2V/只2.2设备电气性能3.单套高频开关电源配置：1)具备交流输入配电单元、整流单元、直流输出配电单元、监控单元，并为一体化机柜，应能至少接入2组蓄电池。
2)具备完善的故障告警、保护功能（交流输入故障、直流输出故障、整流单元故障、监控单元故障等自动保护功能），且部分状态具有自动恢复功能（交流过压、欠压、直流过流、过温）。
3)交流配电单元：输入2路，输入电压：三相五线制：380V±20%,50±10%HZ，2路交流输入电源能自动切换，且互为主备用。
输出：三相输出分路（2路）：2路32A，2路25A单相输出分路（14路）：2路20A，8路10A，4路6A。
4)直流配电单元：输入：整流4路：48V/4*30A,可调整为(10A-20A-30A-60A，最大能达到120A。
蓄电池： -48V≤300AH蓄电池保护值：43V±1%输出电压:-48V(-40V～-58V)输出总容量为120A。
输出电流规格：40A 6路、20A 40路、10A 14路直流输出采用端子接线。
5)整流模块单元：整流模块采用N+1方式工作由多个整流模块组成的整流单元，当其中一个（或几个）模块故障时，不得造成整个系统停止工作。
输入电压：304～456V(45～66HZ)输出电压：53.5V（可调范围40～60V）输出电流：25A效率：>90%纹波电压：<2MV稳压精度：≤±0.5%当输出电压在56.4V时，整流模块应能输出额定电流。
高频开关电源技术规范书
通讯系统电源（高频开关电源、免维护电池）技术规范书1、概述1.1本技术规范书仅适用于2011主网技改工程。
1.2本规范未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范，卖方应提供符合本规范书和遵照国际电工委员会标准（IEC）、国际公制（SI）及国家标准的符合国家电力行业标准的优质产品。
技术指标应符合YD/T731《通讯用高频开关整流器》的规定。
1.3本规范未尽事宜，双方协商解决。
2、主要技术要求2.1 供货数量：高频开关电源：-48V/120A （4*30A）4套蓄电池：-48V/300AH 4组（包括电池柜）每套两组每组24只，2V/只2.2设备电气性能3.单套高频开关电源配置：1)具备交流输入配电单元、整流单元、直流输出配电单元、监控单元，并为一体化机柜，应能至少接入2组蓄电池。
2)具备完善的故障告警、保护功能（交流输入故障、直流输出故障、整流单元故障、监控单元故障等自动保护功能），且部分状态具有自动恢复功能（交流过压、欠压、直流过流、过温）。
3)交流配电单元：输入2路，输入电压：三相五线制：380V±20%,50±10%HZ，2路交流输入电源能自动切换，且互为主备用。
输出：三相输出分路（2路）：2路32A，2路25A单相输出分路（14路）：2路20A，8路10A，4路6A。
4)直流配电单元：输入：整流4路：48V/4*30A,可调整为(10A-20A-30A-60A，最大能达到120A。
蓄电池：-48V≤300AH蓄电池保护值：43V±1%输出电压:-48V(-40V～-58V)输出总容量为120A。
输出电流规格：40A 6路、20A 40路、10A 14路直流输出采用端子接线。
5)整流模块单元：整流模块采用N+1方式工作由多个整流模块组成的整流单元，当其中一个（或几个）模块故障时，不得造成整个系统停止工作。
输入电压：304～456V(45～66HZ)输出电压：53.5V（可调范围40～60V）输出电流：25A效率：>90%纹波电压：<2MV稳压精度：≤±0.5%当输出电压在56.4V时，整流模块应能输出额定电流。
高频开关电源技术方案[范文大全]
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高频开关电源技术方案[范文大全]第一篇：高频开关电源技术方案高频开关电源技术方案客户需求技术参数30929003.pdf 技术方案 2.1 概述现场的实际应用情况：12台15V/12000A的电源配1台90V/2000A的电源，每6台15V/12000A 的电源配一台6kV/380V/1MW的变压器，其中90V/2000A电源由于只是用于去除氧化膜，并不需要长时间工作。
电源关注核心指标是可靠性和系统效率。
电源可以考虑采用3种主回路方式，每种方式各有优缺点。
2.2主回路原理图方案1 2.2.1方案1 总体思想为输入36脉波移相变压器，6组功率模块并联的方式，具体电路如下：15V/12000A 开关电源最大输出功率180kW，90V/2000A开关电源最大输出功率180kW，功率等级一样，考虑采用同样的主回路原理，如下：整流器整流器36脉移相变压器整流器整流器整流器整流器功率模块1输出15V/12000A或90V/2000A功率模块2输入380V/50Hz 功率模块3功率模块4功率模块5功率模块6功率模块原理如下：高频变压器及整流输入端配置36脉波移相变压器，可有效拟制输入电流谐波，基本能满足3%的要求；每台开关电源采用6个功率模块并联的方式，如1个模块出现异常，其他模块还能继续降额工作，提高了工作可靠性；模块之间的均流精度可达5%以内，因此15V/12000A的开关电源每个模块的等级设计为15V/2200A，90V/2000A的开关电源每个模块的等级设计为90V/360A。
逆变采用移相全桥软开关技术，效率高，比普通硬开关技术效率平均多2%左右；二次整流采用同步整流技术，效率远远大于采用一般二极管整流的方式，一般同步整流比普通二极管整流效率高出5%～6%。
输出加LC滤波，如不加LC滤波，输出导电排由于高频肌肤效应的缘故，导电排发热严重。
90V/2000A电源由于只是用于去除氧化膜，并不需要长时间工作，从降低成本角度考虑，可以不加36脉波移相变压器，输出也不需要LC 滤波，直流输出高频方波电压。
高频开关电源技术
高频开关电源技术开关电源的发展使电源摆脱了笨重、低效的变压线性电源，但是，随着电子技术的发展，很多设备都向便携式、微型化发展，这促使电源技术必须向高频化发展，研究表明，电源产品的体积，重量与供电频率的平方成反比。
1）电力电子设备的小型化、轻量化和高功率密度化电力电子设备的发展方向之一是小型化，降低其体积、重量，提高功率密度。
例如，随着微处理器大规模集成电路（VLSI）尺寸的不断减小，而供电电源的尺寸与微处理器相比却要大得多。
因此，必须采取新的技术来降低开关电源的体积重量。
20世纪人们在提高开关电源功率密度方面做了不少工作。
开关电源的小型化、减轻重量对便携式电子设备（如移动电话、数码相机）尤为重要。
为了实现开关电源高功率密度，必须提高PWM DC/DC转换器的工作频率，从而减小电路中储能元件的体积和重量。
2）高频电力电子技术1980年以前，开关电源中PWM DC/DC转换器的开关频率为20～50 kHz，从1980年起，提高开关频率成为减少开关电源尺寸的最有效手段，同时也改善了开关电源的动态性能。
现在⒛0～500 kHz已成为输出100 W以下开关电源的标准开关频率。
特殊制造的小功率开关电源，其开关频率已经达到了几兆赫。
如表给出了20世纪70年代以后的30年，通信和计算机用开关电源DC/DC转换器高功率密度的发展进程。
可见，高频化、高功率密度和高效率是开关电源技术发展进步的重要标志。
如表开关电源DC/DC转换器的发展进程3）高效率和软开关技术PWM开关电源按硬开关模式工作时，在开关过程中，功率开关器件的电压和电流波形有交叠，因而开关损耗大。
高频化可以缩小感性元件和容性元件的体积重量，但开关频率越高，开关损耗越大。
为此，必须采取措施来提高高开关频率DC/DC转换器的效率。
人们研究了在开关过程中开关器件的电压和电流波形不相交叠的技术，即所谓零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）技术，总称为软开关技术（相对于PWM硬开关技术而言）。
开关电源设计方案机载高频开关电源设计方案
开关电源设计机载高频开关电源设计机载高频开关电源产品专门用于输入交流400Hz的场合，这是特意为了满足军用雷达、航空航天、舰船、机车以及导弹发射等专门用途所设计的。
应用户要求，研制出机载高频开关电源产品对电子武器装备系统的国产化，打破国际封锁，提高我军装备的机动性，高性能都有重要的意义。
机上可供选择的供电电源有两种输入方式：115V/400Hz中频交流电源和28V直流电源。
两种输入方式各有优缺点，115V/400Hz电源波动小，需要器件的耐压相对较高。
而28V 直流电源却相反，一般不能直接提供给设备部件使用，必须将供电电源进行隔离并稳压成为需要的直流电源才能使用。
机载电源的使用环境比较恶劣，必须适应宽范围温度正常工作，并能经受冲击、震动、潮湿等应力筛选实验，因此设计机载电源的可靠性给我们提出了更高的要求。
下面主要介绍115V/400Hz中频交流输入方式所研制的开关电源，它的输出电压270～380Vdc可以调节，输出功率不小于3000W，环境温度可宽至-40℃～+55℃，完全适应军品级电源的需要。
系统构成及主回路设计图1所示为整机电路原理框图。
它的设计主要通过升压功率因数校正电路及DC/DC变换电路两部分完成。
115Vac/400Hz 中频交流电源经输入滤波，通过升压功率因数校正(PFC)电路完成功率因数校正及升压预稳、能量存储，再通过DC/DC半桥变换、高频整流滤波器、输出滤波电路以及反馈控制回路实现270～380Vdc可调节输出稳压的性能要求。
图1 整机电路原理框图升压功率因数校正电路主要使输入功率因数满足指标要求，同时实现升压预稳功能。
本部分设计兼顾功率因数电路达到0.92的要求，又使DC/DC输入电压适当，不致使功率因数校正电路工作负担过重，因此设定在330～350Vdc。
隔离式DC/DC变换器电路拓扑结构形式主要有以下几种：正激、反激、全桥、半桥和推挽。
反激和正激拓扑主要应用在中小功率电源中，不适合本电源的3000W输出功率要求。
高频电源技术方案
高频电源技术方案引言高频电源技术是一种用于转换电力的关键技术，广泛应用于各种电子设备和系统中。
本文将介绍高频电源技术的基本原理、常见的方案以及其在不同领域的应用。
高频电源技术原理高频电源技术通过将输入电压转换为高频交流电，并通过变压器和滤波器进一步转换为所需的输出电压。
其主要原理包括以下几个方面：1.变频器：高频电源技术使用变频器将输入电压转换为高频交流电。
变频器通常采用开关电源技术，通过控制开关管的通断来实现电压的转换。
常见的变频器包括升压变频器和降压变频器。
2.变压器：高频交流电经过变频器转换后，需要进一步通过变压器进行电压的转换。
变压器是高频电源技术中的关键组件之一，通过变压器的绕组比例可以实现输入电压到输出电压的转换。
3.滤波器：高频电源技术通过滤波器对输出电压进行滤波，以去除高频噪声和杂波。
滤波器通常采用电容器和电感器组成的LC滤波网络，可以有效地滤波输出电压。
高频电源技术方案高频电源技术有多种方案可供选择，具体方案的选择取决于应用需求以及系统的功率和效率要求。
以下是几种常见的高频电源技术方案：1.开关电源：开关电源是一种常见的高频电源技术方案，它通过开关管的通断控制来实现电压转换。
开关电源具有体积小、效率高、输出电压稳定等优点，广泛应用于各种电子设备中。
2.谐振变换器：谐振变换器是一种利用电感和电容的谐振作用来进行能量转换的高频电源技术方案。
谐振变换器具有高效率、高频率、低噪声等特点，在电池充电、电焊等领域得到广泛应用。
3.逆变器：逆变器是一种将直流电转换为交流电的高频电源技术方案。
逆变器通过采用高频开关电路和逆变电路，将直流电转换为高频交流电，并通过变压器将交流电输出。
4.共振变换器：共振变换器是一种利用共振电路来实现能量转换的高频电源技术方案。
共振变换器具有高效率、低杂散、高频率等特点，适用于高频电源和电力转换。
高频电源技术在不同领域的应用高频电源技术在各个领域中都有广泛应用。
以下是几个典型的应用领域：1.通信设备：高频电源技术在通信设备中起到关键作用。
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。
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高频开关电源技术方案
1 客户需求
技术参数30929003.
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技术参数30929003.pdf
2 技术方案
2.1 概述
现场的实际应用情况：12台15V/12000A的电源配1台90V/2000A的电源，每6台15V/12000A 的电源配一台6kV/380V/1MW的变压器，其中90V/2000A电源由于只是用于去除氧化膜，并不需要长时间工作。
电源关注核心指标是可靠性和系统效率。
电源可以考虑采用3种主回路方式，每种方式各有优缺点。
2.2主回路原理图方案1
2.2.1方案1
总体思想为输入36脉波移相变压器，6组功率模块并联的方式，具体电路如下：15V/12000A开关电源最大输出功率180kW，90V/2000A开关电源最大输出功率180kW，功率等级一样，考虑采用同样的主回路原理，如下：
整流器功率模块1
输入380V/50Hz
输出15V/12000A 或90V/2000A
36脉移相变压器
整流器
功率模块2
整流器功率模块3
整流器
功率模块4
整流器功率模块5
整流器
功率模块6
功率模块原理如下：
输入端配置36脉波移相变压器，可有效拟制输入电流谐波，基本能满足3%的要求； 每台开关电源采用6个功率模块并联的方式，如1个模块出现异常，其他模块还能继续降额工作，提高了工作可靠性；模块之间的均流精度可达5%以内，因此15V/12000A 的开关电源每个模块的等级设计为15V/2200A ，90V/2000A 的开关电源每个模块的等级设计为90V/360A 。
逆变采用移相全桥软开关技术，效率高，比普通硬开关技术效率平均多2%左右； 二次整流采用同步整流技术，效率远远大于采用一般二极管整流的方式，一般同步整流比普通二极管整流效率高出5%～6%。
输出加LC 滤波，如不加LC 滤波，输出导电排由于高频肌肤效应的缘故，导电排发热严重。
90V/2000A 电源由于只是用于去除氧化膜，并不需要长时间工作，从降低成本角度考虑，可以不加36脉波移相变压器，输出也不需要LC 滤波，直流输出高频方波电压。
2.2.2方案2
总体思想为输入PWM整流器，4组功率模块并联的方式，具体电路如下：
6脉波
整流器
功率模块1输入380V/50Hz 输出15V/12000A 或90V/2000A
PWM整流器
功率模块2
功率模块3
功率模块4
输入端配置PWM整流器，可有效拟制输入电流谐波，基本能满足3%的要求；PWM 整流器再备份一组6脉波整流器，只是在PWM整流器出故障时投入运行；
每台开关电源采用4个功率模块并联的方式，如1个模块出现异常，其他模块还能继续降额工作，提高了工作可靠性；模块之间的均流精度可达5%以内，因此15V/12000A 的开关电源每个模块的等级设计为15V/3000A，90V/2000A的开关电源每个模块的等级设计为90V/500A。
逆变采用移相全桥软开关技术，效率高，比普通硬开关技术效率平均多2%左右；
二次整流采用同步整流技术，效率远远大于采用一般二极管整流的方式，一般同步整流比普通二极管整流效率高出5%～6%。
输出加LC滤波，如不加LC滤波，输出导电排由于高频肌肤效应的缘故，导电排发热严重。
90V/2000A电源由于只是用于去除氧化膜，并不需要长时间工作，从降低成本角度考虑，可以不加PWM，输出也不需要LC滤波，直流输出高频方波电压。
2.2.3方案3
总体思想为综合6kV高压配电，系统设计，利用6kV高压变压器直接做成36脉波移相变压器，具体电路如下：
输入6kV/50Hz36脉波移
相变压器开关电源1
输出15V/12000A
或90V/2000A 开关电源6
输出15V/12000A
或90V/2000A
功率模块1
380V/50Hz
输出15V/12000A
或90V/2000A
6脉波
整流器
功率模块2
功率模块3
功率模块4
6kV变压器直接设计为36脉波移相变压器，高压侧几乎没有谐波，每一组输出接入一台开关电源。
开关电源就采用普通6脉波整流；
每台开关电源采用4个功率模块并联的方式，如1个模块出现异常，其他模块还能继续降额工作，提高了工作可靠性；模块之间的均流精度可达5%以内，因此15V/12000A 的开关电源每个模块的等级设计为15V/3000A，90V/2000A的开关电源每个模块的等级设计为90V/500A。
逆变采用移相全桥软开关技术，效率高，比普通硬开关技术效率平均多2%左右；
二次整流采用同步整流技术，效率远远大于采用一般二极管整流的方式，一般同步整流比普通二极管整流效率高出5%～6%。
输出加LC滤波，如不加LC滤波，输出导电排由于高频肌肤效应的缘故，导电排发热严重。
90V/2000A电源由于只是用于去除氧化膜，并不需要长时间工作，从降低成本角度考虑，可以不加PWM，输出也不需要LC滤波，直流输出高频方波电压。
2.2.4方案比较
从系统可靠性、系统效率这两个主要关心的方面进行比较。
本方案的逆变、二次整流、输出滤波采用的最先进的技术，在前面的方案叙述中已经提出，逆变采用全软开关技术，比硬开关的效率高出2%左右；二次整流采用同步整流技术，比普通二极管的效率高出5%～6%左右；输出经过LC后为平滑的直流，不会引起后级导电排高频发热；电源内部输出的直流汇流排全部采用铜排，比采用铝排的效率高出1%左右；
方案选择主要针对输入采用哪一种方式更合理进行比较分析。
可靠性分析：
36脉波移相变压器的可靠性远远高出PWM整流器，而且方案1采用6个模块并联，及时2个模块出现故障，也不会影响系统使用，方案1的可靠性远远高出方案2的可靠性；
方案3把高压变压器引入，作为电源设计的一部分，相当于减少了一个变压器的可靠性影响，因此方案3比方案1的可靠性更高。
系统效率分析：
方案1中变压器损耗约为1.5%，整流器约为0.5%，前级总和约为2%；方案2中PWM 整流器的损耗约为3%；方案1比方案2的效率略微高出一些；
方案3中比方案1只有一级变压器的损耗，效率自然多出1.5%左右。
综合比较：方案排序为方案3、方案1、方案2。
2.2控制系统
模拟控制板
功率模块1
控制方式：
双环控制：电压或电流外环，PI环；
每模块电流内环，比例环
2.3监控单元
采用8寸触摸屏；
功能：本地、远程操作切换；电源设置、启停操作；显示输出等参数，电源故障信息等；RS485上位机通讯等。
2.4结构外形
见附件。