开关电源技术

YD/T 638.3-93 通信电源设备型号命名方法
YD/T 944-2019 通信电源设备的防雷技术要求和测 试方法
YD/T 983-2019 通信电源设备电磁兼容性限值及测 量方法
SJ2811.2-87
通用直流稳定电源测试方法
3.开关电源变换器的基本手段
1. PWM变换器: 脉宽调制法( Pulse Width Modulation ):
GB/T 3859.1-1993 半导体变流器 基本要求的规定
GB/T 3873-1993 通信设备产品包装通用技术条件
GB/T 4720-1984 电控设备 第一部分 低压电器电
控
设备
GB/T 16821-2019 通信用电源设备通用试验方法
相关国家标准
YDN 023-2019 通信电源设备和空调集中监控系统 技术要求
可靠性
相关国家标准
GB/T 762-2019 标准电流 GB/T 2423.1-1989 电工电子产品基本环境试验规程 试
验A：低温试验方法 GB/T 2433.2-1989 电工电子产品基本环境试验规程 试
验B：高温试验方法 GB/T 2423.9-1989 电工电子产品基本环境试验规程 试验Cb：
设备用恒定湿热试验方法 GB/T 2423.10-2019 电工电子产品基本环境试验第二部分，试
验方法试验Fc和导则：振动(正弦)
相关国家标准
GB/T 2828-1987 逐批检查计数抽样程序及抽样表
(适
用于连续批的检查)
GB/T 2829-1987 周期检查计数抽样程序及抽样表 (适用于生产过程稳定性的检查)
离散频率杂音电压:
– 3.4 ~ 150KHz 5mv 有效值; – 150 ~ 200KHz 3mv 有效值; – 200 ~ 500KHz 2mv 有效值; – 0.5 ~ 30MHz 1mv 有效值;
通信中对开关电源的要求
动态响应 EMC要求 并联运行 效率 功率因数
– 电流谐波
➢ 并联谐振:正弦电压加在理想的电感和电容并联电路上， 当正弦频率为某一值时，容抗与感抗相等，电路的总 导纳为零，电感、电容元件上的电压为无穷大
➢ ZVS(零电压开通): 电子开关器件两端电压振荡为零时， 使电子开关导通流过电流。
➢ ZCS(零电流关断): 流过电子开关器件的电流振荡到零 时，使电子开关断开。
通信中对开关电源的要求
直流输出电压及其调节范围
– 48V系统 : 48.00V ~ 57.60 (充电)
静态稳压精度 整流器输出限流和电池充电限流 功率限制/恒功率输出特性
通信中对开关电源的要求
输出端杂音电压
– 电话衡重杂音: 2mv – 峰峰值杂音: 0 ~ 300Hz, 400mv – 宽频杂音电压: – 3.4KHz ~ 150 KHz, 100mv有效值 – 150KHz ~ 30MHz, 30mv有效值
➢ 保持开关频率恒定但改变接通时间长短(脉冲的宽 度)，使负载变化时，负载电压变化不大
PWM开关变换器:
➢ 用脉宽调制方式控制电子开关的开关变换器
3.开关电源变换器的基本手段
PWM开关变换器实现的优点和不足
➢ 优点:控制容易，技术成熟，适应范围广，
➢ 输入电流突然停电时，输出电压保持时间长:例如计算 机系统
IEC1000-4-11;GB/T17626.11
浪涌耐量要求(雷击):
IEC801-5; IEC1000-4-5; GB/T 17626.5
无线电频率干扰要求:
EN55022,CISRR22; GB9254
谐波电流要求:
IEC1000-3-2, IEC 1000-3-4
安全、接地要求
一、开关电源概论
1.通信电源的分级
变电站 市
电
市电
油
机
转
备用发
换
电机组
整流器 直流屏 蓄电池
交流不间断电源
通信设备 通信设备
第一级电源
第二级电源
第三级电源
(Primary Power Supply) (Secondary Power Supply) (Tertiary Power Supply)
➢ 不足:开关损耗大，频率不能很高
软开关:
➢用控制方法使电子开关在其两端电压 为零时导通电流，或使流过电子开关 电流为零时关断。
3.开关电源变换器的基本手段
2.谐振变换器:
谐振:
➢ 串联谐振:正弦电压加在理想的(无寄生电阻)电感和电 容串联电路上，当正弦频率为某一值时，容抗与感抗 相等，电路的阻抗为零，电路电流达无穷大
dUDC 5V/ms dt
➢ 直流冲击电流 < 5I 额定 (10ms) ➢ 杂音电压 ➢ 无线电频率干扰符合EN55022或IEC CISPR22标准 ➢ 安全、接地要求等
通信中对开关电源的要求
主要技术要求: 电压变动范围要求、频率变化要求、波形要求。 电压暂降、短时中断和电压变化的要求:
2.开关电源的定义
开关变换器:
➢ 凡用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态 转变为另一形态的主电路都叫做开关变换器电路。
开关电源:
➢ 转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节。
开关电源基本构成框图
输入回路
Uin
滤波
整流及 滤波
功率变换器
功率开 高频 关器件 变压器
整流
滤 波 Uout
AC/DC
– 2M的19英寸机架 48V/1000A, 输出功率60KW
开关电源的特点
7. 稳压精度高 : 可达0.2% 8. 维护、监控方便: 对与较大的电源系统可采
用计算机进行监控
通信中对开关电源的要求
欧洲通信标准化委员会制定的第二级电源与通信设 备界面上的技术规范(ETS300132)
➢ 直流电压允许变化范围 -40.5 ~ -57 VDC ➢ 直流电压变化
DC/DC
开关电源控制器
百度文库
开关电源的特点
1.重量轻，体积小:
– 是相控电源体积的1/10
2. 功率因数高:
– 相控 0.7 ,小负载 0.3， 有功率因数的开关电源在0.93以上
3.可闻噪声低:
– 工频变压器 大于60 dB ,开关电源 45dB
4. 效率高:
– 一般88%以上，
5. 冲击电流小: 可接近额定电流 6.模块式结构: 可更换模块，
3.开关电源变换器的基本手段
谐振变换器: