《《开关电源技术交流》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《开关电源技术交流》PPT课件.ppt（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2009年开关电源技术交流年开关电源技术交流目录一、直流供电系统组成二、开关电源的作用三、开关电源主要工作性能四、开关电源工作原理五、日常操作及维护六、监控模块参数设置七、日常维护检测项目八、一般性故障处理一、直流供电系统组成整流器直流配电蓄电池组接通信设备整流器的交流电源由交流屏引入，输出端通过直流屏与蓄电池组并联后和负载连接。荷电：给负载供电充电：给蓄电池充直流供电方式为并联浮充供电方式，其优点是：结构简单、工作可靠、供电效率高。在市电正常的情况下，整流器一方面给通信设备供电，另一方面给蓄电池组补充充电。在并联浮充工作状态下，蓄电池还能起到一定的平滑滤波作用。当市电中断时，蓄电池组单独给通
2、信设备供电。若停电时间长，则整流器由发电机供电。二、开关电源的作用1、直流输出电压：对于标称值为-48V的电源系统，电压输出范围为-48-57。6V。在考虑到便与利用输出电压检验欠压、过压告警点，则范围定位-43-59，与直流负荷的要求相吻合。2、静态稳压精度：指输入交流电压和负载电流变化时，在浮充和均充电压范围内输出偏差的百分比。如果稳压精度超过1%，便会影响蓄电池的使用寿命。三、开关电源设备主要工作性能3、浮充工作时的温度补偿：由于阀控电池漏电流对温度的敏感性，常用温度补偿的办法来抑制漏电流的恶性增长。当温度升高时，降低浮充电压、以平衡漏电流增加，温度补偿电压通常为-3mv/ c(单体电池
3、）或-72mv/组。4、整流输出限流和电池充电限流：整流器输出限流是对整流设备的保护，限流范围是其容量标称值的105%110%。蓄电池组的充电限流是对蓄电池的保护，一般定在0.1C10-0.15C105、整流器输出杂音：整流器的输出电压中除了主要的直流成分外，还夹带输出一定分量的交流成分，称之为杂音电压。6、功率限制/恒功率输出特性：整流器的负载电流包括电池充电电流、通信负载中的线性负载电流和恒功率负载电流。一搬在电池组放电后再充电时，电压较低，电流总和较大。而在浮充或均充末期，虽然电压较高，但是电流已经很小。因此具有功率限制和恒功率输出特性。7、动态响应：由于整流器在并联大容量后备蓄电池组的
4、同时给负载提供电流，在输出电压受到干扰后，在回到其稳定值时的超调量和调整恢复时间，不会对系统造成大的影响。超调量一半小于+5%。恢复时间5-20mms.8、电池兼容性：在复杂的电磁环境中，保证各电子设备相互兼容。（干扰、抗扰）9、输出电压和输出电流软启动：软启动主要是消除瞬间开机对陡增的电压对低内阻组的蓄电池组产生大的冲击电流，另外柴油发电机组加载时，也避免对柴油发电机组的冲击。一般软启动的时间为38S或更长。10、并联运行：高频开关电源多为多模块并联运行方式。主要两项指标：均流+/-5%；二是选择性过压退出，当其中1个或几个因故障产生过压时，必须及时单独推出系统，而系统仍然正常运行。11、效
5、率9295%12、功率因数提高开关电源的功率因数，可以降低电源设备对电网的谐波干扰。采用功率因数校正技术，可以提高到99%四、开关电源的基本原理1、开关电源的组成框图输入回路的作用是将交流输入电源整流滤波变为平滑的高压直流电压；功率变换器的作用是将高压直流电压转换为频率大于20KHZ的高频脉冲电压；整流滤波电路的作用是将高频的脉冲电压转换为稳定的直流输出电压；开关电源控制器的作用是将输出直流电压取样，来控制功率开关器件的驱动脉冲的宽度，从而调整开通时间以使输出电压可调且稳定。 2、开关电源整流器的分类a按激励方式可分为自激式和他激式。自激式开关电源在接通电源后功率变换电路就自行产生振荡，即该电
6、路是靠电路本身的正反馈过程来实现功率变换的。自激式电路出现最早。它的特点是电路简单、响应速度较快，但开关频率变化大、输出纹波值较大，不易作精确的分析、设计，通常只有在小功率的情况下使用，如家电、仪器电源。他激式开关电源需要外接的激励信号控制才能使变换电路工作，完成功率变换任务。他源激式开关电源的特点是开关频率恒定、输出纹波小，但电路较复杂、造价较高、响应速度较慢。b、按开关电源所用的开关器件可分为双极型晶体管开关电源、功率MOS管开关电源、IGBT开关电源、晶闸管开关电源等。功率MOS管用于开关频率100kHz以上的开关电源中，晶闸管用于大功率开关电源中。c、按开关电源控制方式可分为脉宽调制（
7、PWM）开关电源，脉频调制（PFM）开关电源，混合调制开关电源。d、按开关电源的功率变换电路的结构形式可分为降压型、反相型、升压型和变压器型。变压器型中按开关管输出电路的形式可分为了单端开关电源、双端开关电源。而双端开关电源又可分为推挽型、半桥型、全桥型。单端开关电源可分为单端正激型、单端反激型。3、开关整流器主电路 工作原理：交流输入电压经电网滤波、整流滤波得到直流电压，通过高频变换器将直流电压变换成高频交流电压，再经高频变压器隔离变换，输出高频交流电压，最后经过输出整流滤波电路，将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压。 4、各组成电路的作用1）交流输入滤波及桥式整流滤波电路电
8、 容 C116、 C117、 C118， 共 模 电 感 L102构 成EMI（Eletromagnetic Interference电磁干扰）滤波器，其作用是：一方面抑制电网上的电磁干扰；另一方面它还对开关电源本身产生的电磁干扰有抑制作用，以保证电网不受污染。即它的作用就是滤除电磁干扰，因此常称作EMI滤波器。单相/三相市电经滤波后，再经全桥整流滤波，得到300V/500V左右的高压直流电压送入功率变换电路。（2）功率变换电路（DC/DC变换电路）300V/500V高压直流电送入功率变换器，功率变换器首先将高压直流电转变为高频交流脉冲电压或脉动直流电，再经高频变压器降压，最后经输出整流滤波得
9、到所需的低压直流电。（3）次级滤波电路由于DC/DC全桥变换器输出的直流电压仍含有高频杂音，需进一步滤波才能满足要求。为此在DC/DC变换器之后，又加了共模滤波器。由高频电容C212、C213及电流补偿式电感L23组成的共模滤波器的直流阻抗很低，但对高频杂音有很强的抑制作用，使输出电压的高频杂音峰峰值降到200mV以下。五、日常操作及维护1、整流器的日常操作原则：人身安全第一，设备安全第二；上电从外到内依次开操作，下电从内到外关操作；操作前应确保无短路事故；操作电流确保每一步不存在隐患；操作工具确保完全绝缘；交流设备具备安全接地。2、交流下电、上电步骤下电：检查蓄电池组、保险丝，确保整流模块交
10、流输入下电后，蓄电池组能不间断地给通信设备供电。逐个关闭整流模块的输出开关后，再逐个关闭整流模块的交流输入开关。关断交流供电配电回路开关。上电：检查现场、导线连接正常，合上交流回路开关；逐个合上整流模块交流输入输入开关（有直流输出开关的，观察模块工作电压正常后，合上直流输出开关）；检查系统直流输出和给蓄电池组充电情况。3、单个整流模块的退出、接入和加装操作整流模块退出：确定整流模块退出系统后，剩余模块满足额定负荷供电的能力；根据需要在监控模块上将相应的整流模块退出系统控制；关闭整流模块交流输入开关（直流输出开关）；扒离整流模块。单个整流模块接入：检查相应整流模块交流输入开关是否处于关闭状态，直
11、流输出开关处于关闭状态。插入整流模块并固定；合交流开关，模块稳定后，开启直流输出开关；根据模块位置，在系统里设定地址；查看模块工作状态。六、监控模块参数设置1、浮充、均充电压根据蓄电池组单体电池充电压范围确定浮充：2.232.27V53.554.48V均充：2.32.35V55.256.4V接入网、移动基站用直流供电系统，由于市电可靠性差，经常处于蓄电池组放电供电状态，而蓄电池组设计供电时间超过8小时以上的，-48V直流供电系统浮充电压值选择近上限值2.25V，即54V。均充电压56.4V。2、整流器输出限流设置整流器的输出电流限流值是为了蓄电池组放电后再充电时，避免因充电电流过大而损坏蓄电池
12、。限流值不宜设置过大或过小，过大起不到保护蓄电池的作用，过小会造成蓄电池放电.0.25C10+I负载电流I限流电流值0.1C10+I负载电流4、二次下电设定（小系统）因蓄电池过放电后，不能恢复原有容量，为了对蓄电池采取保护措施，在接入网、基站使用的开关电源设备具有一、二次下电保护功能。当蓄电池输出总电压低于一次下电电压设定值时，切断部分供电负载，保障重要负载回路不断电。设定值约高于44.5V二次下电保护，为了保护蓄电池组不至于过放电，切断所有供电负荷。设定值约高于43.5V。重要通信局站不采用下电保护5、输出电压低告警值当市电停电，蓄电池组带载供电，总电压不断下降，当下降到输出低电压告警预社设
13、值时，发出低电压告警，提醒维护人员及时启动油机供电，避免发生通信事故。设定低压告警值必须不同局站的实际情况，综合衡量设定：通信局站是否有人值守，现场有24小时值守进行维护值班的，可以将输出低电压告警值按通常设置，无人值守的局站整流器的输出电压告警应相应提高。通信局站蓄电池组配置情况和负载率。最大负载电流远大于配置蓄电池组10h放电率的，蓄电池组输出终止电压会提前，因而输出电压低告警值相应调高。通信局站最大负载电流配置小于10h放电率的，可按通常设置。七、日常维护检测项目1、定期检测开关电源设备输入端的交流输入电压、频率、电流参数值，一般交流输入电压永许范围187242或323418V之间，频率
14、范围50Hz2Hz，检测整流器的输入电流值应不大于整流器输入总空开的额定电流保护值。2、直流供电系统的交流输入总开关、整流模块各分路保护开关的检查。应经常检查直流供电系统的总开关、整流模块各分路保护开关的工作状态，检查有无异常温升或热变形、异响、接点发黑、接点附近电缆老化或纹裂等异常现象。及时发现问题，及时作出相应处理。3、交流输入防雷器件检查。应定期检查整流器交流输入端防雷器件的工作状态，检查防雷器件接地连接是否良好，确定防雷部件无变色、变形、开裂等异常现象。4、检查直流供电系统各部件机架工作状态指示灯和显示参数是否正常。经常整流器交流输入配电屛、整流器机架、直流配电屏的工作状态指示灯是否正
15、常，发现异常应及时检修或调整。5、定期检查整流模块、监控模块的显示情况，发现异常及时处理。6、检查各整流模块之间的均流情况。一套开关电源至少需要两个以上开关整流模块并联工作，大型的系统甚至多达十个以上的整流模块并联工作，这就要求工作的整流模块能够共同平均分摊负荷电流，即均分负载电流。均分负载电流的作用是使系统中的每个整流模块有效地输出功率，使每个模块处于最佳工作状态，以保证电源系统的稳定、可靠、高校地工作。负荷均分性能一般以不平衡度指标来衡量，不平衡度越小，其均分性能越好，即各模块实际输出电流值距系统要求的偏高点和离散性越小越好。各整流模块之间的输出电流不平衡度应低于5%。当出现整流模块之间输
16、出电流严重不均衡时，可以通过调整整流模块的输出电压的高、低平衡负载电流。另检查直流供电系统监控模块的通信。7、检查系统监控模块参数设定检查监控模块管理功能检查，对蓄电池组的均、浮充管理功能是否正常。告警功能的检查核对，直流供电系统监控模块提供了监测、报警自动告警功能，发生故障异常时，监控模块必须发出生或光告警，提醒维护人员及时检修。输出端子的连接的可靠性、安全性检查。由于直流施工或热胀冷缩等原因，出现松动、异常发热现象，甚至出现断路、断路的重大事故。各连接部件之间的连接紧固、可靠将直接影响直流供电系统的稳定性和安全性。检查连接电缆无局部过热和老化现象。8、直流熔断器检查为了保护直流熔断器在负载
17、发生异常的时候能及时熔断保护，因此熔断器的容量选择应与负载的大小和配电电缆容量的大小相匹配。要求上级熔丝大于下级熔丝。一般情况下，熔断器的额定电流值应不大于设计负载电流或实际最大负载电流的2倍。各专业机房直流配电保护熔丝的额定电流应不大于最大负载电流的1.5倍。9、各接点电压降与温升直流供电系统的直流配电回路是由多段连接而成，各段之间的连接点因连接紧固程度会产生一定的压降和温升。接点压降过大会影响输出可工作电压范围，接点的温升会影响整个直流供电系统的安全性和可靠性。一般情况下，通过1000A一下直流电流的接点压降，每一百安培应小于5mv；1000A以上的，每一百安培应小于3mv.直流供电系统接
18、点的温升不宜超过40.10、直流配电电缆全程压降检查按满足负载电压要求而选取的直流放电回路的导线，全程供电回路的压降不应大于-48V：不大于3.2V-24V：不大于1.8V（或2.6V）八、一般性故障处理1、单个整流模块交流输入空开跳闸首先排除线路故障，线路正常。则判定为模块内部故障。处理方法：返修整流模块2、模块工作电压指示无异常，无输出电流。模块输出电压需要适当调高。3、系统交流输入正常，无输出电流。试行关闭监控模块，如果障碍恢复，说明监控模块坏；另一种现象：开监控模块，负载下电。若参数设置无误，也是监控模块问题。4、若出现监控模块故障，需要尽快修复监控模块，恢复系统正常，避免造成蓄电池组过放电而损坏。谢谢合作！再见！
