第5章 整流与变换设备

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1、整流与变换设备www.zptc.cn本章内容通信整流技术的发展通信高频开关整流器的组成高频开关整流器主要技术开关电源系统简述监控单元日常操作介绍开关电源系统的故障处理与维护www.zptc.cn本章重点、难点本章重点通信高频开关整流器的组成及原理开关电源系统组成及原理本章难点功率因数校正电路高频开关整流器滤波电路电磁兼容性问题开关电源系统的故障处理与维护www.zptc.cn本章的目的和要求掌握通信高频开关整流器的组成框图和各部分的作用，理解高频开关整流器的优点。掌握开关电源系统各模块的组成结构及各模

2、块的作用，理解监控单元各功能单元的具体作用。掌握高频开关整流器主要技术在整流器中的作用与地位，掌握主要功率开关器件MOSFET、IGBT特点，理解功率转换电路原理、PFC电路基本思想，理解电磁兼容性概念以及高频整流器中滤波电路的主要形式。理解监控单元日常操作方法，了解开关电源系统的故障处理与维护的步骤方法。了解通信用整流器发展历史及趋势。www.zptc.cn通信整流技术的发展概述整流与变换的内容提要1通信高频开关整流器的组成2高频开关整流器主要技术3监控单元日常操作5开关电源系统简述4开关电源系统的

3、故障处理与维护6日常检查项目内容、方法及意义7www.zptc.cn5.2.1通信整流技术的发展概述高频开关整流器的特点1．重量轻、体积小。适合于分散供电方式。2．节能高效。一般效率在90％左右。3．功率因数高。4．稳压精度高、可闻噪音低。5．维护简单、扩容方便。6．智能化程度较高。www.zptc.cn5.2.2高频开关电源系统的组成高频开关系统由交流配电单元、整流模块、直流配电单元和监控模块组成开关电源系统。www.zptc.cn1、主电路交流输入滤波：处于整流模块的输入端，包括低通滤波器、浪涌抑

4、制等电路。其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂音反馈到公共电网。整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，并向功率因数校正电路提供稳定的直流电源。功率因数校正：为了消除由整流电路引起的谐波电流污染电网和减小无功损耗来提升功率因数。逆变：将直流电变为高频交流电，这是高频开关的核心部分，在一定范围内，频率越高，体积重量与输出功率之比越小。输出整流与滤波：由高频整流滤波及抗电磁干扰等电路组成组成，提供稳定可靠的直流电源。www.zptc.cn2、控制电路一方面从输出端取样，经与设定

5、标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。www.zptc.cn3、检测电路除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据供值班人员观察、记录。www.zptc.cn4、辅助电源提供开关整流器本身所有电路工作所需的各种不同要求的电源（交直流各种等级的电压电源）。www.zptc.cn5.2.2.2高频变换减小变压器体积原理U=4BSfN（5－1）式中：U是变压器电压，单位为VB是

6、磁通，单位为GsS是变压器铁芯截面积，单位为㎝2F是变压器工作频率，单位为HzN是变压器绕组匝数从公式5－1可以看出，在变压器电压和磁通（与电流有关）一定的情况下，即变压器功率一定的情况下，工作频率越高，变压器的铁芯截面积可以做得越小，绕组匝数也可以越少。www.zptc.cn5.2.2.3高频开关整流器分类DC／AC逆变电路是高频开关整流器的主要组成部分。根据其工作原理的不同，高频开关整流器可分为PWM型和谐振型两类。PWM型高频开关整流器具有控制简单，稳态直流增益与负载无关等优点，整流器中的功率开

7、关器件工作在强迫关断和强迫导通方式下，在开关截止和导通期间有一定的开关损耗，而且开关损耗随开关频率的提高而增加，故限制了整流器开关工作频率进一步提高。谐振型高频开关整流器则可以使其工作在更高的频率下工作而开关损耗很小，其又可分为串联谐振型、并联谐振型和准谐振型几种，目前应用较为普通的是准谐振型高频开关整流器。www.zptc.cn5.2.3高频开关整流器主要技术5.3.1功率转换电路5.3.2高频开关元器件5.3.3功率因数校正电路www.zptc.cn5.2.3.1功率转换电路根据DC／AC逆变电路

8、工作原理的不同，高频开关整流器可分为PWM型和谐振型两类。功率转换电路：高压直流→高压高频交流→高频降压变压器→低压高频交流→低压直流www.zptc.cn1.PWM型功率转换电路PWM型功率转换电路控制简单，有推挽、全桥、半桥以及单端反激，单端正激等形式。开关管在导通和关断时的损耗大。主要是由于开关管的通断都是强制的（有时称为硬开关）。在开关过程中，开关管的电压、电流波形存在交叠的现象，从而产生了开关损耗（p=u*i）。www.zptc.cn推挽式功率