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1、毕业综合作业毕业综合作业题目选题类型：选题类型： 论文 学生姓名：学生姓名： 汪剑威 学学 号：号： 20090203238 系系 部：部： 通信工程系 专专 业：业： 移动通信技术 班班 级：级： 092 指导老师：指导老师： 章伟飞 浙江绍兴提交时间：2011 年 4 月标题标题: : 浅析通信电源中的开关电源浅析通信电源中的开关电源摘摘 要要本文主要介绍了通信电源中的开关电源，从开关电源的发展、高频开关电源本文主要介绍了通信电源中的开关电源，从开关电源的发展、高频开关电源 在通信系统中的应用、开关电源的常见故障分析等几个方面对开关电源进行了在通信系统中的应用、开关电源的常见故障分析等几个
2、方面对开关电源进行了 分析分析, ,并深入探讨了开关电源在通信电源中电信网络中无可比拟的重要基础地位。并深入探讨了开关电源在通信电源中电信网络中无可比拟的重要基础地位。关键字关键字: : 通信电源通信电源 开关开关 技术技术目目 录录第一章第一章 开关电源的发展开关电源的发展1.11.1 变换器拓扑变换器拓扑1.21.2 建模与仿真建模与仿真1.31.3 数字化控制数字化控制1.41.4 磁集成磁集成第二章第二章 高频开关在通信电源中的应用高频开关在通信电源中的应用2.12.1 高频开关电源的电路组成高频开关电源的电路组成2.22.2 高频开关电源的主要特点高频开关电源的主要特点2.32.3
3、智能化高频开关电源主监控模块构成智能化高频开关电源主监控模块构成第三章第三章 开关电源的常见故障分析开关电源的常见故障分析3.13.1 保险丝熔断保险丝熔断3.23.2 无直流电压输出或电压输出不稳定无直流电压输出或电压输出不稳定3.33.3 电源负载能力差电源负载能力差3.43.4 无直流电压输出无直流电压输出, ,但保险丝完好但保险丝完好3.53.5 有直流电压输出有直流电压输出, ,但输出电压过高但输出电压过高3.63.6 散热风扇不转散热风扇不转总结总结致谢致谢参考文献参考文献第一章第一章开关电源的发展开关电源的发展开关电源在发展，今后仍要不断提高开关电源和供电系统的高新开关电源在发展
4、，今后仍要不断提高开关电源和供电系统的高新技术含量，以支撑高速发展的技术含量，以支撑高速发展的现代现代化通信化通信网络网络的建设和运行维护管的建设和运行维护管理为主导方向，以高可靠性、高稳定性和可维护性为最终目的。通理为主导方向，以高可靠性、高稳定性和可维护性为最终目的。通信用高频开关电源技术的发展基本上可以体现在几个方面：变换器信用高频开关电源技术的发展基本上可以体现在几个方面：变换器拓扑、建模与仿真、数字化控制及磁集成拓扑、建模与仿真、数字化控制及磁集成。1.11.1变换器拓扑变换器拓扑软开关技术、功率因数校正技术及多电平技术是近年来变换器拓扑方面的软开关技术、功率因数校正技术及多电平技术
5、是近年来变换器拓扑方面的 热点。采用软开关技术可以有效地降低开关损耗和开关应力，有助于变换器效热点。采用软开关技术可以有效地降低开关损耗和开关应力，有助于变换器效 率的提高；为了降低变换器的体积，需要提高开关频率而实现高的功率密度，率的提高；为了降低变换器的体积，需要提高开关频率而实现高的功率密度， 必须使用较小尺寸的磁性材料及被动元件，但是提高频率将使必须使用较小尺寸的磁性材料及被动元件，但是提高频率将使 MOSFETMOSFET 的开关损的开关损 耗与驱动损耗大幅度增加，而软开关技术的应用可以降低开关损耗。耗与驱动损耗大幅度增加，而软开关技术的应用可以降低开关损耗。1.21.2建模与仿真建
6、模与仿真 开关型变换器主要有小信号与大信号分析两种建模方法。建模的目的是为开关型变换器主要有小信号与大信号分析两种建模方法。建模的目的是为 了仿真，继而进行稳定性分析。由于变换器的拓扑日新月异，发展速度极快，了仿真，继而进行稳定性分析。由于变换器的拓扑日新月异，发展速度极快， 相应地，对变换器建模的要求也越来越严格。可以说，变换器的建模必须要赶相应地，对变换器建模的要求也越来越严格。可以说，变换器的建模必须要赶 上变换器拓扑的发展步伐，才能更准确地应用于工程实践。上变换器拓扑的发展步伐，才能更准确地应用于工程实践。1.31.3数字化控制数字化控制 数字化的简单应用主要是保护与监控电路，以及与系
7、统的通信，目前已大数字化的简单应用主要是保护与监控电路，以及与系统的通信，目前已大 量地应用于通信电源系统中。它可以取代很多模拟电路，完成电源的起动、输量地应用于通信电源系统中。它可以取代很多模拟电路，完成电源的起动、输 入与输出的过、欠压保护、输出的过流与短路保护，及过热保护等，通过特定入与输出的过、欠压保护、输出的过流与短路保护，及过热保护等，通过特定 的介面电路，也能完成与系统间的通讯与显示。的介面电路，也能完成与系统间的通讯与显示。1.41.4磁集成磁集成随着开关频率的提高，开关变换器的体积随之减少，功率密度也得到大幅随着开关频率的提高，开关变换器的体积随之减少，功率密度也得到大幅 提
8、升，但开关损耗将随之增加，并且将使用更多的磁性器件，因而占据更多的提升，但开关损耗将随之增加，并且将使用更多的磁性器件，因而占据更多的 空间。空间。第二章第二章高频开关电源在通信系统中的应用高频开关电源在通信系统中的应用2.12.1 高频开关电源的电路组成高频开关电源的电路组成智能化高频开关电源具有高度灵活组合、自主监控的特点，尤其是在通智能化高频开关电源具有高度灵活组合、自主监控的特点，尤其是在通 信领域，因其具有体积小、噪声低、维护方便又可被纳入通信系统的计算机信领域，因其具有体积小、噪声低、维护方便又可被纳入通信系统的计算机 监控系统等特点，所以运用十分广泛。高频开关电源的电路主要由交流
9、配电、监控系统等特点，所以运用十分广泛。高频开关电源的电路主要由交流配电、 整流模块、直流配电模块、充电模块、主监控模块及相关电路组成，其中充整流模块、直流配电模块、充电模块、主监控模块及相关电路组成，其中充 电模块和主监控模块具有内置微处理器。此高频开关电源是将电模块和主监控模块具有内置微处理器。此高频开关电源是将 220V220V（或（或 380V380V）交流电变换成稳定可靠的）交流电变换成稳定可靠的 48V48V 或或 24V24V 直流电给负载（如程控交换机、直流电给负载（如程控交换机、 光端机等）供电，并给蓄电池组浮充或均衡充电。当交流电源输入中断后，光端机等）供电，并给蓄电池组浮
10、充或均衡充电。当交流电源输入中断后， 由蓄电池组通过该系统向负载供电，以保证对负荷连续不间断供电。当交流由蓄电池组通过该系统向负载供电，以保证对负荷连续不间断供电。当交流 电源恢复正常后，系统自动对蓄电池组进行均充电，对蓄电池大量放电后进电源恢复正常后，系统自动对蓄电池组进行均充电，对蓄电池大量放电后进 行电能的快速补充。行电能的快速补充。2.22.2 高频开关电源主要特点高频开关电源主要特点2.2.12.2.1 交流输入电压适应范围宽：三相交流输入电压适应范围宽：三相 38030%38030%（266266494V494V）, ,单相单相 22030%22030%（154154286V286
11、V）; ;2.2.22.2.2 采用有源功率因数校正技术，使功率因数采用有源功率因数校正技术，使功率因数0.990.99，整机效率高，整机效率高; ;2.2.32.2.3 采用采用 PWMPWM 边沿谐振技术，一方面减少了开关器件在高频开关过程中边沿谐振技术，一方面减少了开关器件在高频开关过程中 的功率损耗，提高了整机效率，使整机效率高达的功率损耗，提高了整机效率，使整机效率高达 90%90%以上，另一方面减少了电以上，另一方面减少了电 磁干扰，可将电源系统安装在程控机房内磁干扰，可将电源系统安装在程控机房内; ;2.2.42.2.4 系统采用微机控制、汉字显示、键盘操作，便于掌握使用，极大地
12、系统采用微机控制、汉字显示、键盘操作，便于掌握使用，极大地 方便了用户。方便了用户。2.32.3 智能化高频开关电源主监控模块构成智能化高频开关电源主监控模块构成由于要求这种电源系统具有极高的可靠性，因此能否有效地对它的运由于要求这种电源系统具有极高的可靠性，因此能否有效地对它的运 行工况进行监视和控制就非常重要。系统主监控模块作为一个独立的模块，行工况进行监视和控制就非常重要。系统主监控模块作为一个独立的模块， 可以监控整个电源系统各单元的运行状况，具有对系统的运行参数进行采可以监控整个电源系统各单元的运行状况，具有对系统的运行参数进行采 集、显示及设置的功能。它也可以与外部计算机（一般用集
13、、显示及设置的功能。它也可以与外部计算机（一般用 PCPC 机即可）进行机即可）进行 接口通信，构成本地或远程集中监控系统。当与外部计算机接口通信时，接口通信，构成本地或远程集中监控系统。当与外部计算机接口通信时， 主监控模块称为下位机，外部计算机称为上位机。因此，主监控模块还要主监控模块称为下位机，外部计算机称为上位机。因此，主监控模块还要 能不断接受上位机送来的命令，并根据命令对电源系统进行操作或将电源能不断接受上位机送来的命令，并根据命令对电源系统进行操作或将电源 系统各单元的运行状态及参数反送给上位机，控制各模块的投入和退出，系统各单元的运行状态及参数反送给上位机，控制各模块的投入和退
14、出， 完成人机对话，实现与外部计算机或远端主机的通信。完成人机对话，实现与外部计算机或远端主机的通信。第三章第三章开关电源的常见故障分析开关电源的常见故障分析3.13.1 保险丝熔断保险丝熔断一般情况下，保险丝熔断说明开关电源的内部电路存在短路或过流一般情况下，保险丝熔断说明开关电源的内部电路存在短路或过流 的故障。由于开关电源工作在高电压，大电流的状态下，直流滤波和的故障。由于开关电源工作在高电压，大电流的状态下，直流滤波和 变换振荡电路在高压状态工作时间太长，电压变化相对大。电网电压变换振荡电路在高压状态工作时间太长，电压变化相对大。电网电压 的波动，浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险
15、丝熔断。重点应的波动，浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断。重点应 检查电源输入端的整流二极管，高压滤波电解电容，开关功率管，检查电源输入端的整流二极管，高压滤波电解电容，开关功率管， UC3842UC3842 本身及外围元器件等。检查一下这些元器件有无击穿，开路，本身及外围元器件等。检查一下这些元器件有无击穿，开路， 损坏，烧焦，炸裂等现象。损坏，烧焦，炸裂等现象。3.23.2 无直流电压输出或电压输出不稳定无直流电压输出或电压输出不稳定如果保险丝是完好的，在有负载的情况下，各级直流电压无输出。如果保险丝是完好的，在有负载的情况下，各级直流电压无输出。 这种情况主要是以下原因造成的：电源中出现开路，短路现象，过压，这种情况主要是以下原因造成的：电源中出现开路，短路现象，过压， 过流保护电路出现故障，振荡电路没有工作，电源负载过重，高频整过流保护电路出现故障，振荡电路没有工作，电源负载过重，高频整 流滤波电路中整流二极管被击穿，滤波电容漏电等。流滤波电路中整流二极管被击穿，滤波电容漏电等。3.33.3 电源负载能力差电源负载能力差电源负载能力差是一个常见的故障，一般都是出现在老式或是工电源负载能力差是一个常见的故障，一般都是出现在老式或是工 作时间长的电源中，主要原因是各元器件老化，开关管的工作不稳定，作时间长的电源中，主要原因是各元器件老化，开关管
