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　　要设计一套通信用开关电源系统，首先要明白对它的全面要求，然后再设计系统的各个部分。高频开关电源主回路和控制回路所用的电路形式，元器件，控制方式都发展很快。它们的设计具有特殊的内容和方法。
　　1设计要求和具体电路设计
　　通信基础开关电源系统的关键部分是开关电源整流模块。整流模块的规格很多，结合在工
　　作中遇到的实际情况，提出该模块设计的硬指标如下：
　　1) 电网允许的电压波动范围
　　单相交流输入，有效值波动范围：220 V±20%，即176～264 V;频率：45～65 Hz。
　　2) 直流输出电压，电流
　　输出电压：标称-48V，调节范围：浮充，43～56?5V;均充，45～58V。
　　输出电流：额定值：50A。
　　3) 保护和告警性能
　　①当输入电压低到170 VAC或高到270 VAC，或散热器温度高到75 ℃时，自动关机。
　　②当模块直流输出电压高到60 V，或输出电流高到58～60 A时，自动关机。
　　③当输出电流高到53～55 A时，自动限流，负载继续加大时，调低输出电压。
　　4) 效率和功率因数
　　模块的效率不低于88%，功率因数不低于0.99。
　　5) 其他指标
　　模块的其他性能指标都要满足“YD/T731”和“入网检验实施细则”等行业标准。
　　由于模块的输出功率不大，可采用如下的基本方案来设计主电路：
　　1) 单相交流输入，采用高频有源功率因数校正技术，以提高功率因数;
　　2) 采用双正激变换电路拓扑形式，工作可靠性高;
　　3) 主开关管采用 VMOSFET，逆变开关频率取为50 kHz;
　　4) 采用复合隔离的逆变压器，一只变压器双端工作;
　　5) 采用倍流整流电路，便于绕制变压器。
　　依照上述方案，即可设计出主电路的基本形式如图1。
　　以下即可按照模块设计的要求来确定主电路中各元器件的基本参数。
　　1) 输出整流管的选择
　　输出整流二极管的工作波形如图2所示。
　　由图可见，二极管D5和D6的峰值电流约为50 A，平均电流为25 A。D5和D6承受的最高反向电压为：
　　VD=Vidcmax/n=395V/3≈132V
　　因此，可以选择300∶400 V，50∶60
　　A的超快软恢复的整流二极管模块，如ST的STTA12004T(V),260 A等。
　　2)逆变主开关管的选择
　　开关管的电流ICM等于逆变变压器原边的电流I1，即：
　　ICM="I1
　　"=I2/n=25 A/3≈8.3 A
　　所以，逆变主开关管T1∶T4可以选择(550∶600)V，(20∶30)A的VMOSFET，如IR的IRFK3FC50等模块。
　　续流二极管D1∶D4可以选择(550∶600)V，(15∶20)A的快速恢复二极管。
　　3)滤波电感的计算
　　直流输出LC滤波的工作频率为100 kHz，通信开关电源整流模块要求在5%的额定负载下，保证杂音满足指标。额定情况下，最大占空比：
　　4)滤波电解电容的计算
　　按照离散杂音的要求，电容上允许的100 kHz下的纹波Δuc=3 mV。通过选择开关电源专用电解电容并和无极性电容并联，将总的ESZ控制在1.5 mΩ以下，则有：
　　C=ΔiLT/(t×ΔVc)≈5 556 μH
　　2 结语
　　现代通信设备已开始广泛地采用开关式基础电源系统。本文结合笔者所在的“通信原理试验室”建设情况，设计了开关电源系统整流模块的主电路。该电路已经成功应用于试验室供电系统，完全符合设计要求，达到了预期的目的。
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高频开关电源系统整流电路设计
　　使用该系统时不能有些设备接零保护、有些设备接地保护，这是非常危险的。因为一旦接地设备发生相线绝缘损坏时，而保险丝熔断电流叉较大，不能及时切断故障部分电器，接零设备的外壳将带危险电压。所以，应特别注意不能接地、接零混用。
　　在通信枢纽中由于存在一定数量的单相负载，难以实现三相负载平衡。PEN线上的不平衡电流，加上线路中存在着开关电源或整流器产生的三次谐波电流及荧光灯等引起的高次谐波电流，在非故障情况下，会在中性线N上叠加，且电流时大时小。
　　TN一S供电系统的特点是，中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外，两线不再连接。中性线N在三相负载不平衡时有电流流过，而PN线在正常情况下没有电流流过。该供电系统接地后完金具备安全性和可靠性。在建筑物或军事设施内设有独立变配电所时常用该系统。只是多了一根PE线，增加了工程投资费用。另外因PE线上不流过电流，该系统有较强的电磁适应性。TN一S系统可以作为通信枢纽等优选供电及接地系统。
　　5 TN-C-S供电系统及接地方式
　　TN一C一S供电系统由两个接地系统组成，前部分有四根线，是TN一C供电系统;后部分有五根线，是TN一S供电系统。分界点在N线与PR线的连接点处，分开后就不允许再合并。
　　这种供电系统一般用在民用建筑物的供电由区域变电所引来的场所。迸户前采用TN-C供电系统，迸户后变成了N-S供电系统。目前，新建通信及其它设施中也常见。
　　由于该系统PEN线上正常工作时有电流，使系统的PE线上和接于PE线上的电气设备金属外壳有对地电压存在，只是该系统PEN线多是系统干线，阻抗小，对地电压较低。因此，这种系统接地方式不适宜作为通信枢纽最佳供电系统及接地方式。
　　6 TT供电系统及接地方式
　　通常称TT供电系统属于三相四线制供电接地系统。该系统常用于设备供电来自于公用电网的地方，民用郊区较常见。
　　TT供电系统的特点:中性线N与保护地线PE无电气连接，即中性点接地与PE线接地是分开的，因此设备的外壳与电源的接地无直接联系。即设备的外露可导电部分均与系统接地点无关，各自的接地装置单独接地。
　　设备外壳是地电位，不会产生火花或电弧，因此较为安全。但当接地发生故障时，接地电流需流过设备接地电阻Re和电源中性线接地电阻Rn，回路阻抗较大，故障电流比TN供电系统小，降低了线路保护装置的动作灵敏度。
　　该系统在正常运行时，不管三相负载是否平衡，在中性线N带电的情况下，PE线均不带电，如图6所示。
　　当设备发生一相(线)绝缘损坏，将导致设备外壳上带有电压。此时如有人员触接中性点连接线或与此中性线相连的设备外壳都不安全，并且其余两相对地电位也将上升超过300V，所以，这种供电系统必须特别注意合理配置高灵敏度的过流保护装置。
　　当相线与外壳相碰时，因为线路电阻很小，W相电压就几乎全部加在两个接地电阻电源中线点接地电阻Rn，保护接地电阻Re)上，按照接地电阻规程规定，这两个电阻都不得超过4&O(有些地区实际上要求不超过10&O)，所以，接地短路电流值可由下式求得
　　I1=U/(Re+Rn)=220/(4+4)=27.5(A)
　　I2=U/(Re+Rn)=220/(10+10)=11(A)
　　对应单相的电功率为P=Ulcos&=220&11&0.8=1936(W)
　　27.5A电流可以使额定电流10A的熔丝熔断(熔丝通过大于额定电流3倍以上才能迅速熔断)，切断电源,IIA电流可以使额定电流4A的熔丝熔断切断电源，从而防止触电事故发生。
　　但是对于熔丝额定电流大于10A的用电设备，这个短路电流就不能便其迅速熔断，这样Rn和Re上都有110V的电压，即所有与该接地装置相连的电气设备的金属外壳，对地郡有110V电压。当人体与设备金属外壳接触时，会发生触电。所以这种系统可以在小功率范围使用，如不超过1kW时是可靠的。
　　另外，该系统故障电流较小时可以通过加装漏电保护开关来弥补，以完善保护接地的功能。
　　由上述可见，保护接地适用于中性点没有接地的电源供电系统中的电气设备，对于电源中性点接地的供电电网中，保护接地有局限性。为了保护电气设备，使熔断器等保护设备可靠动作，避免触电危险，+性点接地时采用保护性接零，如TN供电系统。
　　值得注意的是，在一个地区应使用同一种供电系统，不可同时混用多种供电系统，以确保用电设备安全可靠运行。
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求助：大功率高频整流的滤波电容该怎么选？
浏览：3000
发表于 10:46 |
现在我们有40Khz，220V的高频交流电，功率在10kw左右，用快速恢复二极管搭的整流桥整流后，该用什么样的滤波电容呢。大概需要多大的电容量？铝电解电容还有什么钽电容行么？看同事们一般用eaco的电容。不知道高频整流能不能用。我对这个也不太懂。下面这种封装的电容行吗？毕竟这么高的功率。求大家帮帮忙啊，小弟在这里非常感谢！电容种类实在太多啦，真是搞不清。
发表于 13:05 |
铝电解电容还有钽电容耐压是做不到的。
发表于 14:16 |
发表于： 13:05
铝电解电容还有钽电容耐压是做不到的。
那又什么合适的电容呢？哪种封装比较适合大功率的高频整流呢？
发表于 21:49 |
求助啊。。跪求高人
在这里先谢过了。。
发表于 10:56 |
发表于： 13:05
铝电解电容还有钽电容耐压是做不到的。
为什么做不到呢？貌似是220V输出，只是频率高了些。
发表于 14:28 |
我们公司销售的陶瓷贴片电容行吗？
发表于 14:41 |
发表于： 14:16
那又什么合适的电容呢？哪种封装比较适合大功率的高频整流呢？
铝电解可以用，钽电解没有这么高耐压的
发表于 16:47 |
发表于： 14:28
我们公司销售的陶瓷贴片电容行吗？
贴片的恐怕是不行哟
发表于 16:49 |
发表于： 14:41
铝电解可以用，钽电解没有这么高耐压的
EACO的这些白色的电容可以吗？
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