高效率、低應力、低污染、低輸出紋波通信開關電源的研制

圖5

5低污染電源變換技術

　　低頻諧波干擾及高頻電磁干擾是開關電源污染的主要形式，低頻諧波干擾主要來源于開關電源輸入的非線性。目前減少低頻諧波干擾的主要措施有：無源校正措施和有源校正措施。新型電源采用有源功率因數校正技術，即采用有源功率變換使開關電源輸入線性化的技術，原理如圖6所示。其工作原理是通過電壓、電流閉環控制和功率變換電路使輸入電流跟蹤輸入電壓，提高系統功率因數，減少低頻諧波。

圖6

　　高頻電磁干擾是開關電源的另一種污染，指150kHz～30MHz的高頻傳導干擾。主要包含兩類干擾：常模干擾，即高頻器件開關引起的輸入線之間的干擾；共模干擾，即功率器件、變壓器與機殼地之間的漏電流引起的輸入線與機殼地之間的干擾。電源中采用了常模共模濾波網絡，濾除電源高頻干擾。另外，在功率器件、變壓器與機殼地之間采用法拉地屏蔽器、主功率變換采用軟開關技術及優化輸入電感濾波網絡設計，也可以顯著增強電源的抗高頻干擾性能。

6輸出紋波抑制措施

　　開關電源輸出紋波主要來源于四個方面，即輸入交流電源噪聲，高頻差模噪聲，寄生參數引起的共模噪聲和功率器件開關過程中產生的超高頻諧振噪聲。

　　交流電源噪聲主要來源于輸入工頻交流分量，可采用前級預穩壓和增大DC/DC變換器閉環增益來消除。

　　高頻差模噪聲來源于高頻功率開關變換電路，其大小主要和開關電源的變換頻率、輸出濾波器的結構和參數有關，設計中盡量提高功率變換頻率，以減少高頻開關噪聲。

　　共模噪聲主要來源于功率器件、變壓器與機殼地之間的漏電流，盡量減少功率器件、變壓器與機殼地之間的寄生電容，并在輸出側加共模電感及共模電容，可減小輸出共模噪聲。

　　超高頻諧振噪聲，主要來源于高頻整流二極管反向恢復時二極管結電容、功率器件開關時功率器件結

電容與線路寄生電感的諧振，頻率一般為1～10MHz，

通過選用軟恢復特性二極管、結電容小的開關管和減少布線長度等措施可以減少超高頻諧振噪聲。

7新型電源技術指標

輸入電壓范圍：AC154～286V（單相）

輸出電壓范圍：均充57.6V

浮充43.2—56.2V

額定輸出電流：50A

效率：90％

輸入功率因數：0.98

負載效應：±0.08％

源效應：±0.02％

負載響應：200μ s

起動電流：≤130％

端子干擾電壓：0.15～0.5MHz75dBUV

0.5～30MHz70dBUV

輸出紋波（峰－峰值）：150mV

8結論

　　在滿足客戶需求的前提下，系統地分析實現高可靠性、低污染、低輸出紋波的技術措施，并在此基礎上研制成功新型高效率、低污染，低輸出紋波開關電源，達到原郵電部入網要求，滿足市場需求。