《整流与变换设备》word版

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1、《通信电源》报告书院系：电子电气工程系班级:11电子信息班姓名：秦清学号：2011020114老师：曹烈2013年5月16日目录整流与变换设备一、通信整流技术的发展概述1二、通信高频开关整流器的组成2三、高频变换减小变压器体积原理3四、高频开关整流器分类3五、功率转换电路4六、高频开关元器件6七、绝缘门极晶体管（IGBT或IGT）8八、开关电源系统简述10九、监控单元日常操作12十、结语16整流与变换设备通信整流技术的发展概述　我国从1963年起开始研制可控硅整流器，到1967年开始逐步普及，从而取代了电动机发

2、电机组、硒整流器。到了20世纪80年代，为程控交换机供电的48V稳压整流器已经是可控硅整流器技术非常成熟的代表，比如DZ-Y02稳压整流器，F-150程控交换机配套整流器。20世纪80年代以后，随着功率器件的发展和集成电路技术的逐步成熟，使得开关电源的发展成为可能。高频开关电源取代传统的相控可控硅稳压电源也是历史发展的必然趋势，也顺应了通信对电源提出的要求。　　可靠性是电源系统一个永恒的课题，随着集成技术的发展成熟，结构设计的趋于合理，高频开关电源采用的元器件的数量大大减少，电解电容、光耦合器及风扇等决定电源寿

3、命的器件质量也得到提高，以及增加了各种保护功能，使高频开关整流器的MTBF（平均无故障时间）延长，从而提高了可靠性。稳定高质量的直流电输出是衡量整流器的一个重要的指标。高频化以及高性能、高增益控制电路的采用，使高频开关整流器的稳压精度大大提高，各种滤波电路的应用使得输出杂音减小，其供电质量较相控整流器有了明显的提高。高效率也是高频开关整流器发展的趋势。功率器件生产技术的进步，其功耗减小；计算机辅助设计使得开关整流器设计拓扑和参数趋于合理，即所谓的最简结构和最佳工况；功率因数校正技术的采用等等，使得高频开关整流器

4、的效率大大提高。　　高频开关整流器的特点可归纳为以下几点：　　　①重量轻、体积小。与相控电源相比较，在输出相同功率的情况下，体积及重量减小很多。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。当配有有源功率因数校正电路时，其功率因数近似为1，且基本不受负载变化的影响。　　　④稳压精度高、可闻噪音低。在常温满载情况下，其稳压精度都在5％以下。　　　⑤维护简单、扩容方便。因结构模块式，可在运行中更换模块，将损坏模块离机修理，不影响通信。在初建时，可预计终期容量机架，整流模块可根据扩容

5、计划逐步增加。　　　⑥智能化程度较高。配有CPU和计算机通信接口，组成智能化电源设备，便于集中监控，无人值守。　　高频开关整流器也在不断改进和完善之中，目前国内外在这个领域的研究方向和有待解决的问题主要有：　　　①解决高频化与噪声的矛盾问题。提高工作频率能使动态响应更快，这对于配合高速微处理器工作是必须的，也是减小体积的重要途径。但是过高的工作频率不但使得损耗增加，同时增加了更多的高频噪声，这些噪声既对整流器自身工作会带来影响，也会使得其他电子设备受到干扰。　　　②如何进一步提高效率，提高功率密度。当整流器工作

6、频率提高到一定程度以后，就会出现过多的损耗和噪声。一方面，损耗的增加制约了整机效率的提高；另一方面，额外的噪声也必须增加更多的噪声抑止电路，也就加大了整流器的复杂性和体积，使得整流器的可靠性和功率密度下降。　　　③开发高性能的功率器件、电感、电容和变压器，提高整机的可靠性。新型高速半导体器件的研究开发一直是开关电源技术发展进步的先锋，目前正在研究的高性能碳化硅半导体器件，一旦普及应用，将使开关电源技术发生革命性的变化。此外，新型高频变压器、高频磁性元件和大容量高寿命的电容器的开发，将大大提升整流器的可靠性和使用

7、寿命。17整流与变换设备通信高频开关整流器的组成一般所指的高频开关电源，是指具有交流配电模块、直流配电模块、监控模块和整流模块等组成的直流供电电源系统，它的关键技术和名称的由来就是其中的高频开关整流器，由于目前大都是模块化结构，所以有时也称高频开关整流器为高频开关整流模块。　　1．主电路完成交流电输入到直流输出的全过程，是高频开关整流器的主要部分，包括：　　　①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。　　　②整流滤

8、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。　　　③功率因数校正：位于整流滤波和逆变之间，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。　　　④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。　　　⑤输出整流滤波：由高频整流滤波及抗电磁干扰等电路组成，提供稳定可靠的