浅析通信电源中的开关电源(一)
通信电源简单原理及设备介绍
什么是整流器？整流器的主要功能是什么？
整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流（AC）转化为直流（DC） 的装置。即所谓的AC－DC变换。
为了确保通信电源不中断、无瞬变，可采用静止型交流不停电电源系统，也称UPS。UPS一般都由 蓄电池、整流器、逆变器和静态开关等部分组成。市电正常时，市电和逆变器并联给通信设备提供交流 电源，而逆变器是由市电经整流后给它供电。同时，整流器也给蓄电池充电，蓄电池处于并联浮充状态。 当市电中断时，蓄电池通过逆变器给通信设备提供交流电源。逆变器和市电的转换由交流静态开关完成。
目录
1
通信电源系统的基本组成及交直流供电指标
2
通信电源系统的简单供电原理及分析
3
通信电源设备的主要技术指标
4
设备分类介绍
一、通信电源系统的基本组成和工作原理
为通信设备及保证通信的建筑负荷供电的各种电源设备组成的供电系统，称之为通 信电源系统。
通信电源好比通信设备系统中的心脏，它是不允许中断的。电源的安全、可靠是保 证通信系统正常运行的重要条件。否则，整个通信系统将会中断和瘫痪。
二、直流供电系统
1、系统组成
通信设备的直流供电系统由高频开关电源（AC/DC）、蓄电池、DC/DC变换器和直流配电屏等部分组成。 1）整流器：
从交流配电屏引入交流电，将交流电整流为直流电压后，输出到直流配电屏与负载及蓄电池连接， 为负载供电，给电池充电。 2）蓄电池：
交流停电时，向负载提供直流电，是直流系统不间断供电的基础条件。 3）直流配电屏：
开关通信电源概述
开关通信电源概述目录论文摘要 (1)第一章概述 (4)1.1 课题背景 (4)1.2 48V/100A开关整流模块的整体结构 (6)第二章输入级与PFC电路的设计 (8)2.1 系统输入级的组成及设计 (8)2.2 48V/100A模块的PFC电路设计 (11)2.2.1 功率因数校正装置简介 (11)2.2.2 PFC主电路的设计 (13)2.2.3 PFC控制电路的原理及设计 (18)第三章全桥DC-DC变换器的设计 (25)3.1 全桥DC-DC变换器的工作原理及控制方法 (25)3.3.1 全桥DC-DC变换器的工作原理 (25)3.3.2 全桥DC-DC变换器的控制策略 (26)3.3.3 全桥DC-DC变换器的软开关 (29)3.2 采用相位延迟控制方式的控制器原理及设计 (33)3.2.1 TL494的结构及原理 (33)3.2.2 TL494的外围电路设计 (35)3.2.3 信号延迟电路的原理与设计 (39)3.3 ZVZCS全桥变换器主电路的工作原理及设计 (42)3.3.1 电路的直流稳态分析 (43)3.3.2 主电路各部分元器件的选择 (48)3.4 系统保护电路 (53)supply have many advantages:light weight,small physical size,high reliability,etc.Keywords: switching mode power supply；power factor correction；full bridge DC-DC converter；phase overlapped control第一章概述1.1课题背景近几年来，随着我国经济建设的发展，通信设备和通信网点在全国各地迅速增长，通信手段越来越先进。
在各种程控数字交换设备和数字传输网得到广泛应用的同时，对系统供电设施的要求也越来越高。
目前，国内的各类程控电源已相继投入市场，通信电源系统正在逐步向集中监控、少人职守或无人职守的方向发展[1]。
开关电源原理与应用
开关电源原理与应用
开关电源是一种将交流电源转换为直流电源的电子设备。
它使用高频开关器件（如晶体管、MOSFET或IGBT）对输入电源
进行快速开关，将交流电转换为脉冲电流。
然后，通过变压器和整流电路进行滤波和调整，得到稳定的直流电源输出。
开关电源具有高效率、稳定性好、体积小等优点，因此广泛应用于电子设备和通信系统中。
下面是一些常见的开关电源应用：
1. 电子设备：开关电源广泛应用于计算机、电视、手机、音响等家电产品中。
由于开关电源体积小巧，可以方便地嵌入各种电子设备中，因此成为了电子设备的主要电源选择。
2. 通信系统：移动通信基站、无线路由器等通信设备需要稳定的电源供应。
开关电源具有高转换效率和稳定的输出特性，可以保证通信设备在工作过程中获得稳定可靠的电源供应。
3. 工业应用：在工业控制系统、机器人等工业设备中，开关电源可以提供高效率、稳定的电源供应，确保工业设备的正常运行。
4. 汽车电子：现代汽车中的许多电子设备，如导航系统、音响系统等，都需要可靠的电源供应。
开关电源可以通过车载电池提供稳定的直流电源，满足汽车电子设备的工作需求。
总之，开关电源利用高频开关器件将交流电源转换为直流电源，具有高效率、稳定性好等优点，在各种电子设备和通信系统中
得到广泛应用。
它是现代电子技术发展中不可或缺的重要组成部分。
开关电源原理
一、开关电源的概念
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半桥型开关电源原理图
三、开关电源的常用电路类型
6、全桥电路 全桥电路是大功率电源常用的电路，有四个开关管组成两个桥臂。两 个桥臂分别导通激励高频功率变压器，进行能量变换，但是存在开关管 “直通”的危险。 全桥电路原理图如下图所示。由四个功率开关器件V1~V4组成，变压器 T连接在四桥臂中间，相对的两只功率开关器件V1、V4和V2、V3分别交替 导通或截止，使变压器T的次级有功率输出。当功率开关器件V1、V4导通 时，另一对V2、V3则截止，这时V2和V3两端承受的电压为输入电压Uin在 功率开关器件关断过程中产生的尖峰电压被二极管V5~V8箝位于输入电压 Uin。
％，工作频率是振荡频率的一半，所使用的控制芯片一般是UC3844和
在变压器中加去磁绕组，在关断时将付边的能量反射到交流输入上。
正激式开关电源的核心部分是正激式直流——直流变换器，基本电路
做得更高一点。虽然功率变压器不像反激式电路要开气隙，但是一般要
开关电源分类及原理
开关电源分类及原理开关电源是一种常见的电源类型，广泛应用于各种电子设备中。
根据其工作原理和特点，可以将开关电源分为多种类型。
本文将介绍几种常见的开关电源分类及其原理。
一、开关电源的分类1. 基于工作方式的分类开关电源可以根据其工作方式进行分类，主要包括以下几种类型：（1）开关模式电源：开关模式电源是一种常见的开关电源类型，其工作原理是通过开关管的开关动作来控制电源的输出。
开关模式电源具有高效率、稳定性好等特点，广泛应用于计算机、通信设备等领域。
（2）开关逆变器电源：开关逆变器电源是一种将直流电转换为交流电的开关电源。
它通过开关管的开关动作，将直流电源转换为高频交流电，再通过滤波电路得到稳定的交流电输出。
开关逆变器电源在太阳能发电、电动汽车等领域有着广泛的应用。
（3）开关稳压电源：开关稳压电源是一种能够提供稳定输出电压的开关电源。
它通过反馈控制电路来实现对输出电压的调节，具有输出电压稳定、响应速度快等特点，常用于精密仪器、医疗设备等领域。
2. 基于拓扑结构的分类开关电源还可以根据其拓扑结构进行分类，主要包括以下几种类型：（1）开关电源的原理开关电源的工作原理是通过开关管的开关动作来控制电源的输出。
当开关管导通时，电源输出电压；当开关管关断时，电源停止输出。
通过不断地开关动作，可以控制输出电压的大小和稳定性。
（2）开关电源的优点开关电源相比传统的线性电源具有以下优点：- 高效率：开关电源采用开关管进行开关动作，能够实现高效率的能量转换，减少能量损耗。
- 小体积：开关电源采用高频开关动作，可以减小变压器和滤波电容的体积，使整个电源模块更加紧凑。
- 宽输入电压范围：开关电源能够适应较宽的输入电压范围，具有较好的电网适应性。
- 稳定性好：开关电源通过反馈控制电路来实现对输出电压的调节，具有较好的稳定性和响应速度。
（3）开关电源的应用领域开关电源广泛应用于各种电子设备中，包括计算机、通信设备、工业自动化设备、医疗设备等。
开关电源电路分析
开关电源电路工作原理分析通信设备中经常会使用到开关电源。
现就公司入职培训时，设备所柴富起师兄《通信电源技术》课件中开关电源的电路作简要分析。
一、开关电源组成开关电源电路主要由：输入电磁干扰滤波（EMI）电路、整流电路、软启动电路、DC-DC 变换电路和次级滤波电路构成。
电路图如图1.1所示：图1.1二、开关电源各部分电路的工作原理2.1EMI滤波电路的工作原理该电路中C116是一个高压滤波电容，当有电压过高的交流电通过时，能通过C116形成回路，从而对后级电路没有影响；L102电感的作用是滤掉频率过高的交流电；C117和C118是两个去耦电容，和外壳（大地）连接在一起，起着保护的作用。
经过EMI滤波电路后得到一个频率适中电压稳定的交流电。
如图2.1 图2.1 所示。
2.2整流电路的工作原理整流电路是由四个二极管组合而成的整流桥，整流桥工作原理是：交流电的正、负半周期分别通过整流桥上的两对二极管，无论是哪对二极管导通，输出的都是正半周的交流电，因此得到从整流桥输出的电压波形如图2.2所示。
图2.22.3软启动电路的工作原理软启动电路工作原理是：当开关K101闭合时，R129、N10和R126被短路，N10光耦中的发光二极管不亮，从而控制Soft start电路检测端为高电平，Soft start电路开始工作，为DC-DC提供控制电压；当K101断开时，电流流经光耦中发光二极管使可控硅开启，Soft start电图2.3路检测端为低电平，Soft start电路停止工作。
C113和C114是两个极性电容，起的作用是滤波，通过C113和C114是两个极性电容后电压变为如图2.3所示。
2.4DC-DC变换电路的工作原理该电路左半部分是由四个相同的组合电路构成，每个组合电路中都有一个N沟道增强型MOS管、一个二极管、一个电容和一个电阻，其中二极管起续流保护，电容和电阻串联构成一个防浪涌保护。
每个MOS管的栅极分别接了V1、V2、Q3、Q4 四个控制电压，当栅极控制电压为高电平时MOS管导通，因此要保证电流流过该组合电路就必须保图2.4证V1、Q3同时为高电平或者同时为低电平，V2、Q3也得同时为低电平或者同时为高电平，既是V1、Q3和V2、Q3是不一样的电平，通过调节V1、Q3和V2、Q3间高低电平转换频率，就调节了输出电压的占空比，从而调节其电压的大小，也就是PMW调制。
通信电源中的开关电源
通信电源中的开关电源作者：朱玉成来源：《电子技术与软件工程》2018年第17期摘要当前，通信电源行业对于整个通信行业来说都是至关重要的，其在通信行业中常常会起到不可替代的作用。
而开关电源作为一种效率较高、体积适中并且重量较轻的电源，其在通信电源的使用过程中常常占据重要地位。
【关键词】通信电源开关电源1 开关电源在通信电源中的重要地位和作用通信电源的分类方法有很多种，其中，按照直流稳压电源进行分类，可以将其分为三类：线性电源、相控电源和开关电源。
开关电源主要是负责电源的开关，其最主要的特点就是“高频”。
开关电源的工作频率非常高，大部分在40kHz以上，并且没有繁杂的噪音。
开关电源的体积通常比较小，重量也比较轻，比较适合分散供电的情况，它可以和通信设备放在一个机房里面。
此外，开关电源的效率很高，通常在90%以上，在当前这个能源需求比较紧张的情况下，应当可以在节约能源方面起到很大的作用。
在运用有效的功率因数对电路进行校正的过程中，功率因数可以接近于1，并且对公共电网大多并不会产生很大的污染。
如图1所示。
当前，开关电源大多采用模块化的设计，能够实现N+1的配置，具备很高的可靠性。
并且，开关电源方便维护，能够在运行过程中变换模块，并且不影响相应系统的供电，非常方便扩容和分段。
在刚开始建设的时候，可以留出来最后的模块，方便随时进行扩容。
为了能够方便调试，里面就应当设置有模拟电路，并不需要另外的负载。
开关电源还有监控的功能，同时配备有标准的通信接口，能够展现出集中监控的作用，不需要人员值班看守。
2 通信领域的常用开关电源2.1 无工频变压器式开关电源无工频变压器式开关电源主要是运用体积相对来说比较小的高频变压器来替换掉原先体积巨大、重量较大的工频变压器。
因为开关电源里面本身就是处于一个频率比较高的开关情况，所以其自身对于能量的消耗是非常低的，其电源的效率也会比一般的电源更高，甚至可以达到一般电源的两倍之多。
2.2 开关稳压器开关稳压器作为一类开关式的稳压器，其能够把控制器、功率输出器和电路保护等多个器具集中在同一个芯片里面，其供电效率更是可以达到九成左右，有些开关稳压器还能够实现对于电压的持续不断的调节，能够通过多种方式制造产生新的开关电源。
通信系统中开关电源技术的应用
ｋｉｎｄ ｏｆ
引言 机械电位器在长时间使用后，滑动端就会出现磨损和接触不良
开关电源由交流配电、整流模块、直流配电和监控单元四部分 构成。工作原理是： ３．２ 图１系统构成示意图
Ａｃ／ＤＣ变换 ＡＣ／ＤＣ变换是将交流变换为直流，其功率流向可以是双向
的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电 源的称为“有源逆变”。ＡＣ／ＤＣ变换器输入为５０，６０Ｈｚ的交流 电，因必须经整流、滤波，因此体积相对较大的滤波电容器是必不 可少的，同时因遇到安全标准（如ＵＬ、ＣＣＥＥ等）及ＥＭＣ指令 交
下分别对两类开关电源的结构和特性作以阐述。
３．１
ＤＣ电压，也
４通信开关电源可靠性设计
收稿日期：２００４・０９・１３
（１）供电方式的选择
３４
ＥｌＣ
Ｖ０１．１ ２
２００５
Ｎｏ．１
欢迎光临本刊网站ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｉｃ．ｃｏｒｎ．ｃａ
万方数据
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ｉｎ
Ｔｗｏ－ａｒｍ
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（４）电磁兼容性（ＥＭＣ）设计
纤传输等通信领域，市场前景良好。目前，该产品已应用于联通、
电信、铁道、电力、水利、金融等各行业并远销国外。该产品是通 讯设备的关键配套设备，是通信电源更新换代产品，是替代进口产
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浅析通信电源中的开关电源(一)
摘要：通信电源是通信行业的动力，在电信网络中发挥着不可替代的作用，具有无可比拟的重要基础地位，通信电源的安全可靠是保证通信系统正常运行的重要条件。
关键词：通信电源开关技术
0引言
通信电源是通信行业的动力，在电信网络中发挥着不可替代的作用，具有无可比拟的重要基础地位。
通信电源又是通信设备系统的心脏，即使是瞬间的中断也是不允许的，因为通信电源系统发生直流供电中断故障是灾难性的，往往会造成整个通信局（站）和通信网络的全部中断和瘫痪。
通信电源是电信网络中不可缺少的重要组成部分，是一个完整、规模日趋庞大和复杂的交换、传输、数据、信息、业务、智能等通信网的基石和后台保障，因此通信电源直接关系到整个网络的稳定、可靠和畅通，而开关电源因效率高、体积小、重量轻等优点被大量运用在通信设备供电中。
1开关电源占据通信电源的主导地位
通信直流稳压电源按照其实现直流稳压方法的不同，可分为：线性电源、相控电源和开关电源三种。
1.1线性电源是通过串联调整管来连续控制，其功率调整管总是工作在放大区。
由于调整管上功率损耗很大，造成电源效率较低，只有20～40%，发热损耗严重，安装有体积很大的散热器，因而功率体积系数只有20～30W/dm3。
因此线性电源主要用于小功率、对稳压精度要求很高的场合，如通信设备内部电路的辅助电源等。
1.2相控电源是将市电直接经整流滤波后提供直流，通过改变晶闸管的导通相位来控制直流电压。
由于相控电源的工作频率低，工频变压器的体积和噪声大，造成对电网干扰和负载变化的响应慢，设备笨重，且危害维护人员的身体健康。
另外，其功率因数较低，只有0.6～0.7，严重污染电力电网，效率较低，只有60～80%，造成能源的极大浪费。
因此传统的相控电源已逐渐被淘汰。
1.3开关电源的功率调整管工作在开关状态，主要的优点在"高频"上。
其工作频率高，大都在40kHz以上，无烦人的噪声。
体积小，重量轻，适用于分散供电，可与通信设备放在同一机房。
效率高，大于90%，在当前能源比较紧张的情况下，能够在节能上做出很大的贡献。
功率因数高，大于0.92，当采用有效的功率因数校正电路时，功率因数可接近于1，且对公共电网基本上无污染。
模块化的设计，可实行N+1配置，可靠性高。
维护方便，可在运行中更换模块，而不影响系统供电，扩容方便、分段投资，可在初建时，预留终期模块的机架，随时扩容。
调试方便，内设模拟测试电路，无需另配假负载。
具有监控功能，并配有标准通信接口，可实现集中监控，无人值守。
2开关电源的关键技术
开关电源中具有技术突破主要有体现在以下四个方面：
2.1均流技术
大功率电源系统需要用若干台开关电源并联，以满足负载功率的要求，另外通信电源必须通过并联技术来实现模块备份，以提高电源系统的可靠性。
因此并联技术在供电系统中必不可少，而并联运行的整流模块间需要采用均流措施，它是实现大功率电源系统的关键，用以保证模块间电流应力和热应力的均匀分配，防止一台或多台模块运行在限流或满载状态，同时延长电源系统的寿命和平均无故障时间。
2.2软开关技术
DC-DC变换器是开关电源的主要组成部分，因此功率变换技术一直受到全世界电力电子学科和行业研究的关注。
而如何降低开关损耗，提高开关电源的频率和开关电源的系统效率，代表了开关电源的发展趋势。
在经过了硬开关PWM（或PFM）技术和硬开关加吸收网络技术
后，软开关技术得到了广泛应用。
这样能够极大地降低开关损耗，减小功率器件电和热应力，改善器件工作环境，降低电磁干扰，提高功率密度等，为开关电源实现高效、节能、体积小、重量轻和高可靠性的要求做出了贡献。
软开关技术有：谐振技术、准谐振技术、PWM和准谐振相结合的技术。
2.3功率因数校正技术
功率因数校正技术有：采用三相三线制整流，即无中线整流方式，可使谐波含量大大降低，功率因数可达0.86以上；采用无源功率因数校正技术，即在三相三线整流方式下加入一定的电感，可使功率因数达0.93以上，谐波含量降到10%以下；采用有源功率因数校正技术，即在输入整流部分加入一级功率处理电路，使无功功率几乎为0，功率因数可达0.99以上，谐波含量降到5%以下。