直流開關電源的新技術應用與發(fā)展

摘要：隨著電子技術和通信業(yè)的快速發(fā)展，高頻開關電源的應用越來越廣，開關頻率的持續(xù)提高使開關電源的性能也得以進一步優(yōu)化，集成度更高，功耗更低，電路更加簡單，工作更加可靠，是開關電源發(fā)展的方向。目前，高頻開關電源在我省廣播電視各微波站得到了廣泛的應用，基于此結合實際將傳統(tǒng)電源與現(xiàn)代高頻開關電源對比來介紹高頻開關電源的新技術及其優(yōu)點。
關鍵詞：高頻；諧振；開關；逆變

1 高頻開關電源組成原理
高頻開關整流器一般是先將交流電直接經(jīng)二極管整流、濾波成直流電，再經(jīng)過開關電源變換成高頻交流電，通過高頻變壓器變壓隔離后，由快速恢復二極管高頻整流、電感電容濾波后輸出，見圖1。

1．1 主電路
從交流電網(wǎng)輸入、直流輸出的全過程，包括：
(1)輸入濾波器：其作用是將電網(wǎng)存在的雜波過濾，同時也阻礙本機產(chǎn)生的雜波反饋到公共電網(wǎng)。
(2)整流與濾波：將電網(wǎng)交流電源直接整流為較平滑的直流電，并向功率因數(shù)校正電路提供穩(wěn)定的直流電源。
(3)功率因數(shù)校正：位于整流濾波和逆變之間，為了消除由整流電路引起的諧波電流污染電網(wǎng)和減小無功損耗來提升功率因數(shù)。
(4)逆變：將整流后的直流電變?yōu)楦哳l交流電，這是高頻開關電源的核心部分，頻率越高，體積、重量與輸出功率之比越小。
(5)輸出整流與濾波：根據(jù)負載需要，提供穩(wěn)定可靠的直流電源。
1．2 控制電路
一方面從輸出端取樣，經(jīng)與設定標準進行比較，然后去控制逆變器，改變其頻率或脈寬，達到輸出穩(wěn)定，另一方面，根據(jù)測試電路提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)保護電路鑒別，提供控制電路對整機進行各種保護措施。
1．3 檢測電路
除了提供保護電路中正在運行中各種參數(shù)外，還提供各種顯示儀表數(shù)據(jù)供值班人員觀察、記錄。
1．4 輔助電源
提供開關整流器本身所有電路工作所需的各種不同要求的電源(交直流各種等級的電壓電源)。

2 典型應用
廣州基仕域(POWEC)智能型高頻開關電源介紹。
2．1 QPS11／10系統(tǒng)的工作原理
該系統(tǒng)的工作原理是整流模塊把交流輸入變成直流輸出，然后送到由匯流排并聯(lián)的直流配電模塊和電池熔絲模塊，經(jīng)配電模塊內(nèi)部分路開關或熔絲輸出，向負載供電，同時亦對電池充電。當市電中斷時，由電池向負載供電。控制模塊通過RS485與告警模塊及整流模塊通訊。而數(shù)據(jù)測量、采集則由告警模塊負責，其對象包括市電、直流配電模塊、電池熔絲模塊和電池等。系統(tǒng)工作時，控制模塊監(jiān)視系統(tǒng)的各種狀態(tài)，調(diào)整其參數(shù)，自動執(zhí)行預定的各項任務。系統(tǒng)異常時發(fā)出告警信號，經(jīng)由告警模塊輸出并顯示在控制模塊上。其系統(tǒng)原理見圖2：