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電源模塊的發(fā)展范文第1篇

【關(guān)鍵詞】脈階調(diào)制；脈沖直流電源；加速極；降壓收集極行波管

1 引言

脈階調(diào)制（PSM）技術(shù)是瑞士BBC（Brown Boveri）公司于1983年首先提出并發(fā)展的，最初的目的是應(yīng)用于大功率廣播發(fā)射機中以替換傳統(tǒng)的乙類真空管調(diào)制器。采用開關(guān)模式的調(diào)制方式代替了真空管線性調(diào)制方式，廣播發(fā)射機的效率得以大幅提高。

近年來，隨著各種新的電力電子器件和控制技術(shù)的發(fā)展，IGBTs、DSP控制以及其它新器件新技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于PSM技術(shù)中，PSM調(diào)制器的指標(biāo)更優(yōu)化，也因此在更多的領(lǐng)域中得以應(yīng)用，尤其是大功率直流脈沖電源的設(shè)計中。

2 PSM技術(shù)

PSM技術(shù)的一個顯著特點是把主整電壓化整為零，即把主整高壓分成若干個低壓輸出的電源模塊。這些電源模塊相串聯(lián)，電源的輸出電壓取決于投入的模塊數(shù)。這樣，可根據(jù)需要增減模塊串聯(lián)數(shù)，而形成脈沖階梯波形。

PSM的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 PSM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

該電路由若干相同的直流電源模塊串聯(lián)而成，每個電源模塊包括一個直流電源VDC，開關(guān)S和一個旁路二極管D。開關(guān)S斷開的電源模塊由二極管旁路，為電流提供通道，任一模塊的開斷都不影響電源的輸出。

開關(guān)S的斷開和閉合對應(yīng)模塊輸出電壓的兩個狀態(tài)。

Voff=-VD VD：旁路二極管的導(dǎo)通壓降

Von=VDC-VS VS：開關(guān)S的導(dǎo)通壓降

若PSM電源由N個電源模塊串聯(lián)，其中n個模塊導(dǎo)通。則PSM電源的輸出電壓

Vout=n（VDC-VS）-（N-n）VD

如果忽略二極管和開關(guān)S的導(dǎo)通壓降，則對應(yīng)有

Voff=0 Von=VDCS Vout=n?VDC

任何時刻電源的輸出電壓取決于投入的模塊數(shù)。在理想情況下，通過控制電源模塊投入的數(shù)量就可以實現(xiàn)輸出電壓從0-n?VDC的階梯變化。

3 調(diào)制和保護原理

當(dāng)PSM電源的輸出是一個直流脈沖電壓時，PSM電路的作用是通過增減投入的電源模塊數(shù)來補償由于負(fù)載變化和母線電壓波動帶來的輸出電壓波動，提供一個恒定的脈沖電壓輸出。電源電壓調(diào)節(jié)原理見圖2。

圖2 電壓調(diào)節(jié)原理

由主控制系統(tǒng)構(gòu)建的快保護和內(nèi)置控制構(gòu)建的慢保護組成了電源的保護電路。內(nèi)置控制實現(xiàn)邏輯控制，狀態(tài)監(jiān)控及過壓欠壓等慢保護。電源過流時，由主控來的保護信號直接驅(qū)動關(guān)斷所有開關(guān)，實現(xiàn)快保護。

4 基于PSM技術(shù)的大功率脈沖電源

在行波管（TWT）發(fā)射機中，采用多降壓收集極，可以減少回流，提高收集極效率，這樣行波管的總效率也得以提高。每個收集極置于不同電位。如前所述，PSM電源的特點比較適合用于多收集極行波管，特別是大功率行波管。多收集極行波管電源原理圖如圖3所示。

圖3 多收集極行波管電源原理圖

很明顯，利用PSM技術(shù)，只要將不同電位的收集極聯(lián)結(jié)到相應(yīng)電位的直流電源模塊上，就可以很方便的實現(xiàn)多收集極降壓電源，圖中行波管的三個降壓收集極分別與不同電位的電源模塊相聯(lián)。在電源模塊的操作中，要注意每個收集極電流應(yīng)正確分配，這一點通過程序控制不難實現(xiàn)。

一種大功率兩收集極行波管，峰值功率200kW，占空比1%，陰極電壓-50kV（對地），第一收集極35kV（對陰極），第二收集極18kV（對陰極）。電源可由80個模塊組成，單個模塊設(shè)計輸出為700V，全部模塊投入時，輸出電壓56 kV，提供了10%的冗余。在沒有附加PWM調(diào)制時，電壓精度可以達(dá)到0.7%。如果附加PWM調(diào)制，電壓精度可以達(dá)到0.1%。

在700V電壓等級上，各種原器件的選擇比較容易，型號較多，并且價格也比較合理。由于電源功率耗散小，使用強迫風(fēng)冷就足夠了。

5 結(jié)論

PSM技術(shù)的誕生為一些特殊的大功率高壓電源的設(shè)計帶來了根本的變化，具有高可靠性、高冗余度、高效率、打火時進(jìn)入弧道的能量小等特點。模塊化結(jié)構(gòu)使得設(shè)計和維護更加方便靈活，與傳統(tǒng)的電源方案相比較，具有較大優(yōu)勢。并且，隨著固態(tài)開關(guān)器件的發(fā)展，PSM技術(shù)必將應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1]李序葆，趙永健.電力電子器件及其應(yīng)用（第一版）[M].北京：機械工業(yè)出版社.2003.

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[3]王一農(nóng)，杜世俊，劉小寧等.EAST中性束注入器加速極電源設(shè)計[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報， 2005（10）.

電源模塊的發(fā)展范文第2篇

自2009年開始，國家便對3G的牌照進(jìn)行發(fā)放，對移動通信的發(fā)展提供了有利的幫助。經(jīng)過5年的發(fā)展，移動基站的建設(shè)呈現(xiàn)出持續(xù)增長的勢態(tài)，并遍布到城鄉(xiāng)各處。其中，移動基站的通訊電源市場也在此環(huán)境的影響下得到了迅猛的發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計，在2009年至2012年之間，移動基站的通訊電源市場規(guī)模在100億以上，并且，每年的增長率均超過了50%，所以，加大移動基站的通信電源的要求至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】移動基站 通信 電源設(shè)計

目前，我國正處于高速發(fā)展的階段，尤其對于現(xiàn)代化通信技術(shù)的發(fā)展，更是得到了國家相關(guān)部門的關(guān)注。通信技術(shù)的發(fā)展中，移動基站的建設(shè)成為了最主要內(nèi)容，尤其在近幾年，移動基站的數(shù)量在不斷增加，并由城市逐漸向鄉(xiāng)鎮(zhèn)的方向發(fā)展；而座落在人們生活中每一個角落的移動基站，都需要與移動機房進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以對于在這種特殊工作條件下的基站通訊電源便提出了較高的要求。

1 移動基站的通信電源的實用性設(shè)計方案

良好的移動基站通信電源設(shè)計可為基站的數(shù)據(jù)輸出提供更加可靠電力供給，可在較為復(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)行工作運作，來保證通信的暢通無阻。所以在基站的通信電源設(shè)計上主要有以下幾個方面的要求：

（1）在電力的供給上，一般需要采用具有較寬的電壓輸入范圍，最好是控制在±30%以上，而在電壓的控制上，我國目前大部分基站的電網(wǎng)輸入操作過電壓、雷電過電壓都較為嚴(yán)重，所以，在基站通信電源應(yīng)的設(shè)計上有可靠的過電壓和防雷保護措施。此外，最好不要采用農(nóng)網(wǎng)供電，由于受環(huán)境、地域等方面因素的影響，農(nóng)網(wǎng)電壓普遍較低，且不穩(wěn)定，從而會影響到基站通信電源的供電質(zhì)量。

（2）在基站通信電源使用過程中，必定會伴隨著潮濕、高溫高寒、粉塵等情況的出現(xiàn)，會影響到基站通信電源的工作效率；所以在電源的內(nèi)部設(shè)計上，必須要有防潮、防塵及溫控等功能，來確保移動基站的正常運行。

（3）由于移動基站數(shù)量較多，且無人值守，所在基站通信電源的設(shè)計上，需要具有維護方便、操作簡單及惡劣環(huán)境抵抗性強等特點，并同時具有遠(yuǎn)程監(jiān)控能力與故障診斷能力，從而方便檢修與維護。

2 移動基站的通信電源的可靠性設(shè)計方案

針對移動基站對通信設(shè)備的具體要求，在設(shè)計方案上提出了通信電源系統(tǒng)的可靠性、可維護性和實用性的特點，使電源系統(tǒng)可更好的對基站進(jìn)行電量供給，從而保證了基站的正常運行。

2.1 基站通信電源的可靠性設(shè)計

移動基站通信電源的可靠性設(shè)計主要取決于特殊環(huán)境對通信電源的影響，所以在電源的設(shè)計上提出如下設(shè)計方案：

（1）將電源模塊的交流輸入電壓范圍由國家標(biāo)準(zhǔn)要求的±10%提高到±30%，這樣可使電源系統(tǒng)可以在各種特殊的環(huán)境下進(jìn)行工作，從而更加適應(yīng)移動基站的供電電網(wǎng)，保證了基站的有效運行。

（2）電源模塊需要采用自然冷卻方式，自然冷卻的方式比傳統(tǒng)的風(fēng)冷卻方式有著較大的優(yōu)勢，首先可從根本上避免由于風(fēng)機的損壞對于電源系統(tǒng)的運行造成影響；其次還可以杜絕在若干年后大面積更換到壽命到期的風(fēng)機的現(xiàn)象。所以，自然冷卻方式不僅節(jié)省了成本，對基站的未來的高效發(fā)展也提供了有利的保證。

（3）需在移動基站通信電源系統(tǒng)上增加電源模塊監(jiān)控單元，對電源系統(tǒng)進(jìn)行有效的保護，同時對于電源輸入異常、防雷失效、干節(jié)點告警等狀況的發(fā)生進(jìn)行了實時監(jiān)控，來確保移動基站的通常運行。

（4）抗雷擊設(shè)計，目前我國大部分移動基站的通信電源系統(tǒng)可承受的雷擊電流沖擊為15KA，是國內(nèi)防雷要求的3倍。

（5）在移動基站的通信電源的防潮設(shè)計上，在對電源任意角度的噴水需要達(dá)到國際IP55的防水等級標(biāo)準(zhǔn)；而在溫控系統(tǒng)中，要滿足―55至65的溫度工作范圍，此范圍以達(dá)到軍用標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2 基站通信電源的可維護性設(shè)計

移動基站通信電源的可維護性設(shè)計是指電源系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時維修盡量簡單的原則，主要表現(xiàn)在電源模塊更換的方便性、系統(tǒng)故障診斷與檢修的簡單性，其設(shè)計方案如下：

（1）在電源模塊的安裝設(shè)計上需采用帶點插拔方式，使電源模塊可在任何的條件下任意拔插。因此，在設(shè)計上需要添加電源模塊拔插過程識別電路，該電路可使保證在電源模塊的拔下或插入時不影響到基站系統(tǒng)的整體運行。

（2）移動基站通信電源系統(tǒng)監(jiān)控故障診斷功能為電源系統(tǒng)的維護提供了方便。故障診斷軟件對電源模塊的內(nèi)部故障、輸出故障都會進(jìn)行有效的監(jiān)控與定位，并將所產(chǎn)生的故障及時有效的傳輸至控制中心，進(jìn)而可對電源系統(tǒng)的維護提供了準(zhǔn)確的信息服務(wù)。

3 結(jié)語

移動基站的特殊工作環(huán)境決定了對移動基站通信電源的特殊要求，結(jié)合以往的移動基站提供電源的實踐與經(jīng)驗教訓(xùn)，對移動基站通信電源提出了可靠有效的解決方案。該方案在現(xiàn)有基站中進(jìn)行了實現(xiàn)，并得到了具體的驗證。而實踐表明，電源模塊的拔插性、故障及時診斷性、寬電壓輸入控制性及自然冷卻性等特點在移動基站系統(tǒng)中起到了重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]馮大偉，張竣堯，張明明.環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測車載復(fù)合式電源供電系統(tǒng)[J].北方環(huán)境，2010（06）.

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[3]強生澤，曹均燦，楊貴恒.固定通信臺站電源及其環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建[J].通信電源技術(shù)，2010（02）.

[4]劉成印，高峰，馬金平，甄陽清.一體化的變電站電源系統(tǒng)[J].電力自動化設(shè)備，2010（09）.

電源模塊的發(fā)展范文第3篇

1 引言

在發(fā)電廠和變電所中，為了給控制、信號、保護、自動裝置、事故照明和交流不停電電源等裝置供電，一般都要求有可靠的直流電源。為此，發(fā)電廠和110kV以上的變電所通常用蓄電池作為直流電源，但要求上述電源具有高度的可靠性和穩(wěn)定性，并且其電源容量和電壓能在最嚴(yán)重的事故情況下保證用電設(shè)備的可靠工作。

另外，目前由于半導(dǎo)體功率器件、磁性材料等方面的原因，單個開關(guān)電源模塊的最大輸出功率只有上千瓦，而實際應(yīng)用中往往需用幾十千瓦甚至幾百千瓦以上的開關(guān)電源為系統(tǒng)供電，因此，要通過電源模塊的并聯(lián)運行來實現(xiàn)。大功率電源系統(tǒng)需要采用若干臺開關(guān)電源并聯(lián)的形式，以滿足負(fù)載的功率要求。在并聯(lián)系統(tǒng)中，每個變換器應(yīng)處理較小的功率以降低應(yīng)力，還應(yīng)采用冗余技術(shù)來提高系統(tǒng)的可靠性。電源并聯(lián)運行是電源產(chǎn)品模塊化、大容量化的一個有效方法，同時也是實現(xiàn)組合大功率電源系統(tǒng)的關(guān)鍵。

2 常用的均流方法

由于大功率電源負(fù)載需求的增加以及分布式電源系統(tǒng)的發(fā)展，開關(guān)電源并聯(lián)技術(shù)的重要性也日益增加。但是并聯(lián)的開關(guān)變換器在模塊間通常需要采用均流（Current sharing）措施。它是實現(xiàn)大功率電源系統(tǒng)的關(guān)鍵，其目的在于保證模塊間電源應(yīng)力和熱應(yīng)力的均勻分配，防止一臺或多臺模塊運行在電流極限（限流）狀態(tài)。因為并聯(lián)運行的各個模塊特性并不一致，外特性好（電壓調(diào)整率小）的模塊可承擔(dān)更多的電流，甚至過載，從而使某些外特性較差的模塊運行于輕載狀態(tài)，甚至基本上是空載運行。其結(jié)果必然加大了分擔(dān)電流多的模塊的熱應(yīng)力，從而降低了可靠性。

    開關(guān)電源并聯(lián)系統(tǒng)常用的均流方法有：

（1）輸出阻抗法

（2）主從設(shè)置法

（3）按平均電流值自動均流法

（4）最大電流自動均流法（又叫自主均流法）。

直流模塊并聯(lián)的方案很多，但用于電力操作電源，都存在著這樣或者那樣的缺陷，其主要表現(xiàn)在：輸出阻抗法的均流精度太低；主從設(shè)置法和平均電流法都無法實現(xiàn)冗余技術(shù)，因而并聯(lián)電源模塊系統(tǒng)的可靠性得不到很好的保證；外加均流控制器法使系統(tǒng)變得過于復(fù)雜，不利于把這一技術(shù)轉(zhuǎn)化成實際的產(chǎn)品。而自主均流法以其均流精度高，動態(tài)響應(yīng)好，可以實現(xiàn)冗余技術(shù)等特點，越來越受到產(chǎn)品開發(fā)人員的青睞。

所謂自主均流技術(shù)，就是在n個并聯(lián)模塊中，以輸出電流最大的模塊為主模塊，而以其余的模塊為從模塊。由于n個并聯(lián)模塊中，一般都沒有事先人為設(shè)定哪個模塊為主模塊，而是通過電流的大小自動排序，電流大的自然成為主模塊，“自主均流法”因此而得名。

3 220/10A整流模塊

筆者設(shè)計了一個220V/40A高頻開關(guān)電源，可用于發(fā)電廠、變電所、變電站等電力控制的直流屏系統(tǒng)。該設(shè)計方案采用4個220V/10A模塊并聯(lián)來實現(xiàn)模塊間的自主均流，從而為電力系統(tǒng)提供了一種重量更輕、體積更小、效率更高、安全性更好的整流模塊實現(xiàn)方案。由于篇幅所限，本文只介紹220V/10A整流模塊的實現(xiàn)方法。

高頻開關(guān)電源性能優(yōu)于相控整流電源，它能否得到廣泛工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵是其可靠性，特別是當(dāng)輸出直流電壓較高時應(yīng)能可靠工作。除元器件及生產(chǎn)工藝等因素外，開關(guān)電源的可靠性主要取決于其主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制方法。在設(shè)計該電源模塊時，筆者選用了可靠性很高的三相電流型PWM整流器來完成三相功率因數(shù)校正及移相全橋諧振拓?fù)洌瑥亩鴮崿F(xiàn)DC/DC轉(zhuǎn)換；PWM控制則采用電流型控制方法來實現(xiàn)。

3.1 三相PWM整流器

圖1所示是一種三相PWM整流器的主電路，該電路的每個橋臂均由2只IGBT和2只二極管組成。其中IGBT的驅(qū)動脈沖采用正弦PWM調(diào)制脈沖，這樣，輸入電流和輸出調(diào)制電壓Vd中就只含下式所示的諧波：

式中：Id為輸出電感中的電流；Vl為輸入線電壓有效值：P為0～60°區(qū)間內(nèi)的脈沖數(shù)；M為調(diào)制系數(shù)，M=Uo/Um。

PWM整流器具有輸入功率因數(shù)高，輸入電流的低次諧波電流含量少，PWM調(diào)制脈沖易實現(xiàn)以及成本低等優(yōu)點。

3.2 全橋DC/DC變換器

a.主電路拓?fù)?/p>

根據(jù)該高頻開關(guān)電源的輸出功率較大(220V、10A)且工作頻率較高(100kHz)等實際情況，筆者選用了全橋隔離式PWM變換器，圖2是其電路圖。

這種線路的優(yōu)點有二：一是主變換器只需一個原邊繞組，通過正、反向電壓即可得到正、反向磁通，副邊繞組采用全橋全波整流輸出。因此變壓器鐵芯和繞組可得到最佳利用，從而使效率密度得到提高。二是功率開關(guān)可在非常安全的情況下運行。

b.控制與保護

DC/DC變換器采用峰值電流型PWM控制，并采用自主均流法實現(xiàn)多個模塊并聯(lián)運行時的均流控制。這種均流控制方法與電源模塊數(shù)目無關(guān)，且任意1個模塊發(fā)生故障或退出運行時，均不影響其它模塊的均流功能，從而真正實現(xiàn)了N+1冗余運行。

PWM脈沖寬度調(diào)制開關(guān)變換器的控制芯片采用UC3875移相專業(yè)控制芯片，該芯片主要應(yīng)用于全橋變換器電路。它有電壓型和電流型控制模式可供選擇。UC3875具有限流、輸入過壓、輸出過壓、輸入欠壓等保護功能。自動均流電路采用以最大電流自動均流法為原理的集成均流芯片UC3907，應(yīng)用UC3907可以調(diào)節(jié)電源模塊的電壓并實現(xiàn)并聯(lián)模塊間的均流。

    用于電力系統(tǒng)中的高頻開關(guān)電源可滿足的技術(shù)指標(biāo)如下：

輸入交流電壓：380V；

紋波系數(shù)：≤0.5%；

電網(wǎng)頻率：50Hz；

功率因數(shù)：≥0.9；

輸出直流電壓：220V；

穩(wěn)壓精度：≤0.5%；

模塊輸出電流：10A；

穩(wěn)流精度：≤0.5%；

整機輸出電流：40A

均流不平衡度：≤0.5%。

電源模塊的發(fā)展范文第4篇

關(guān)鍵詞：電源模塊 保護電路 應(yīng)用

中圖分類號：TN4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（a）-0045-02

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，要求計算機的性能更加安全可靠，而計算機電源系統(tǒng)是否穩(wěn)定，關(guān)系到整個計算機的工作狀態(tài)及性能，為了確保計算機電源系統(tǒng)輸出電壓穩(wěn)定和計算機電源自身的安全，計算機電源設(shè)計中保護電路的應(yīng)用設(shè)計日趨重要。

1 保護電路介紹

1.1 保護電路構(gòu)成

保護電路一般由故障檢測電路、電壓翻轉(zhuǎn)電路、保護執(zhí)行電路三部分組成，有的包含有保護顯示電路[1]。故障檢測電路對保護電路的電壓或者電流進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果送到翻轉(zhuǎn)電路，當(dāng)檢測到的電壓或者電流超過設(shè)定值時，故障檢測電路將檢測到的故障信息送到翻轉(zhuǎn)電路。產(chǎn)生保護控制電壓，驅(qū)使保護執(zhí)行電路動作，使保護電路退出工作狀態(tài)或進(jìn)入相應(yīng)的保護狀態(tài)，達(dá)到保護目的。常用保護電路構(gòu)成如圖1所示。

1.2 保護電路種類

保護電路種類劃分方法較多，根據(jù)故障檢測電路的檢測方式分為過流檢測保護電路、過壓檢測保護電路、失壓檢測保護電路及IC內(nèi)部檢測保護電路；根據(jù)保護電壓翻轉(zhuǎn)電路的類型可分為三極管電壓翻轉(zhuǎn)保護電路、可控硅電壓翻轉(zhuǎn)保護電路、模擬可控硅翻轉(zhuǎn)保護電路和IC內(nèi)部電壓翻轉(zhuǎn)保護電路；根據(jù)保護執(zhí)行方式可分為待機處理保護電路、小信號處理保護電路、電源震蕩驅(qū)動保護電路、穩(wěn)壓處理保護電路和保護電路直接執(zhí)行保護的保護電路。

2 電源模塊保護電路設(shè)計

某計算機電源設(shè)計可利用空間較小，在230 mm×200 mm的印制板上需要將220 V交流電轉(zhuǎn)換成+5 V、+12 V、-12 V等多種穩(wěn)壓直流電源。為了避免因電源故障造成對其他部件損壞，需要電源保護電路設(shè)計。（如圖2）

2.1 輸入電源檢測電路設(shè)計

輸入～220 V的保護電路分三種，選用壓敏電阻并接輸入電源零火線兩端，當(dāng)輸入電壓超出壓敏電阻的耐壓值時，壓敏電阻擊穿短路，導(dǎo)致保險絲燒斷而起到保護作用，選用熱敏電阻串入輸入電源火線上，因短接等原因?qū)е码娏鬟^大超出熱敏電阻指標(biāo)時，熱敏電阻燒斷而切斷電源，起到保護其他組件的作用；采集交流整流濾波后的直流300 V，將300 V分壓后送人比較器MAX973輸入斷，和比較器MAX973另一輸入端的基準(zhǔn)電源進(jìn)行比較，在電壓要求范圍之外時，比較器翻轉(zhuǎn)，最終使DC/DC模塊的輸入電源斷開而起到過壓和欠壓保護作用。

2.2 輸出電源檢測電路設(shè)計

采集+5 V輸出直流電源，分壓后送人比較器輸入端，和比較器輸入的基準(zhǔn)電源進(jìn)行比較，+5 V電源在要求范圍之外時，比較器翻轉(zhuǎn)，最終使DC/DC模塊的輸入電源斷開而起到過壓和欠壓保護作用。

采集+12 V輸出直流電源，分壓后送人比較器輸入端，和比較器輸入的基準(zhǔn)電源進(jìn)行比較，+12 V電源在要求范圍之外時，比較器翻轉(zhuǎn)，最終使DC/DC模塊的輸入電源斷開而起到過壓和欠壓保護作用。

采集-12 V輸出直流電源，分壓后送人比較器輸入端，和比較器輸入的基準(zhǔn)電源進(jìn)行比較，-12 V電源在要求范圍之外時，比較器翻轉(zhuǎn)，最終使DC/DC模塊的輸入電源斷開而起到過壓和欠壓保護作用。

2.3 翻轉(zhuǎn)電路設(shè)計

將MAX973輸出端接入光電耦合器一端，光電耦合器輸出端和+5 V、+12 V、-12 V檢測比較器電路的輸出端并接到比較器負(fù)端，和接在比較器正端的基準(zhǔn)電源進(jìn)行再次比較，輸入電源和三路輸出電源檢測電路中任何一個電源電壓值超出預(yù)定范圍，則翻轉(zhuǎn)電路輸出電壓開始翻轉(zhuǎn)，將翻轉(zhuǎn)后的電平送到執(zhí)行電路輸入端。

2.4 執(zhí)行電路設(shè)計

該電源模塊借用DC/DC直流穩(wěn)壓模塊自身具有的軟啟動保護功能，當(dāng)輸入端保護端管腳為低時，DC/DC直流穩(wěn)壓模塊停止工作。翻轉(zhuǎn)電路送出電平為0～5 V，而DC/DC直流穩(wěn)壓模塊輸入電源為300 V，為了防止模塊損壞對翻轉(zhuǎn)電路造成逆向損壞，在翻轉(zhuǎn)電路輸出端和DC/DC直流穩(wěn)壓模塊輸入保護端之間增加光電耦合器進(jìn)行隔離。

3 應(yīng)用效果

該計算機電源模塊完成設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)試后，對其保護電路的各項保護功能進(jìn)行測試，均達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，滿足了使用要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫鐵強.進(jìn)口彩電保護電路原理與維修[M].中國水利水電出版社，2010.

電源模塊的發(fā)展范文第5篇

【關(guān)鍵詞】基站；電源系統(tǒng)；可靠性；故障檢測

1 基站通信電源的歷程與未來

1.1 通信電源的發(fā)展

近幾年來，我國作為經(jīng)濟建設(shè)基礎(chǔ)的先行者，其中通信行業(yè)發(fā)展的極為快速，然而通信電源是各種通信系統(tǒng)中必不可少的組成部分，電源系統(tǒng)的可靠性是影響通信系統(tǒng)可靠性的重要因素。我國由1963年開始研制可控整流器，1965年開始研制逆變器和晶體管直流一直流變換器，80年代初期引進(jìn)開關(guān)電源技術(shù)，中期開始把這一技術(shù)不斷地推廣到實踐的操作當(dāng)中去后來由于這種技術(shù)在開關(guān)電源方面有著顯著優(yōu)勢，所以開始在通信領(lǐng)域運用。目前，我國通信電源普遍采用高頻開關(guān)電源。這種開關(guān)電源有著諸多的優(yōu)點比如，易接受不同單位的電壓體積縮小，耗能低，利用率高等。

1.2 基站通信電源的未來趨勢

隨著通信行業(yè)的不斷進(jìn)步，通信基站數(shù)量的激增，對通信電源的要求也越來越全方位，具體的如下：

1.2.1 可靠性

由于基站分布的距離越來越遠(yuǎn)離城市，交通不便等因素導(dǎo)致，不能及時維修和檢查，所以相對于可以有人時時檢測的通信局站來比，它的可靠性要求度更高。

1.2.2 拓寬電源設(shè)備的輸入電壓適應(yīng)范圍

現(xiàn)存的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通信電源的輸入電壓范圍為-15%～+10%，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)行的輸電要求，及時拓寬30%也是不能滿足市場需求的，所以現(xiàn)在的首要問題是運用新的技術(shù)和設(shè)備，提高電壓適應(yīng)范圍。

1.2.3 采用集中監(jiān)控系統(tǒng)來提高工作效率

傳統(tǒng)的人工檢測基站模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在的需求了。因為基站的數(shù)量在不斷的增加，周期的檢查耗費時間長，人力廣，效率不高 針對這一問題，我國目前采用集中監(jiān)控系統(tǒng)。這個系統(tǒng)在提高工作效率，節(jié)省資金投入的同時，還能及時準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)問題，保證了整個通信系統(tǒng)的穩(wěn)定。

1.2.4 提高基站通信電源的過電壓保護和防潮、防塵能力

由于大部分基站的地理位置偏僻，且處于無人狀態(tài)，所以經(jīng)常受雷電和暴雨的侵襲，雨后普遍潮濕，基站內(nèi)部由于缺少人工打掃，也布滿灰塵。這些小問題都是引發(fā)短路的主要原因。所以在初期對于過電壓保護設(shè)計、防潮設(shè)計、防塵設(shè)計等方面都要引起足夠的重視。首先電壓保護設(shè)計，要做到保護元件的可更換性其次是運用高科技防潮、防霉、防煙的設(shè)備和元件。

1.2.5 提高基站通信電源及其監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度

為了適應(yīng)不斷增加的基站數(shù)量，我國普遍采用了集中管理分散式監(jiān)控系統(tǒng)。這個系統(tǒng)的優(yōu)勢在于可以通過網(wǎng)絡(luò)智能檢測對基站的各種數(shù)值和狀態(tài)實行即時檢測，同時監(jiān)控模塊還可對電池進(jìn)行全自動管理。這樣，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常狀況時，監(jiān)控系統(tǒng)就會出現(xiàn)預(yù)警，維修人員不必到事發(fā)現(xiàn)場，可以采用遠(yuǎn)程輸入數(shù)據(jù)的方式，對異常情況進(jìn)行及時處理。一方面提高了工作效率，另一方面也能防患于未然。

2 避錯設(shè)計及容錯設(shè)計方法介紹

2.1 避錯設(shè)計指通過加大功率器件參數(shù)的設(shè)計余量，提高電子元器件的可靠性、優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等措施來提高系統(tǒng)的性能的設(shè)計方法。

提高元器件的可靠性：電子元器件是組成通信系統(tǒng)的主要部分，因此提高通信系統(tǒng)的可靠性關(guān)鍵在于提高電子元件的可靠性。主要的方式就是引進(jìn)和使用高科技的電子元件，提高整體的質(zhì)量，并定期對電子元件進(jìn)行檢測和數(shù)據(jù)監(jiān)控，對出現(xiàn)老化和損壞的電子元件及時更換，保證整組元件的可靠性。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

2.2.1 簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。所謂的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也是指電子元件，要在不影響系統(tǒng)的性能的前提下，盡量的減少元件的數(shù)量，數(shù)量的較少，對于檢測和維修都是簡捷的。

2.2.2 采用固定結(jié)構(gòu)備份。對某些重要的子系統(tǒng)，如電源模塊必須采取數(shù)據(jù)備份，在數(shù)據(jù)缺失或者出現(xiàn)問題的情況下可以繼續(xù)維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，盡量減少損失。

2.2.3 采用帶有自動切換裝置的待機結(jié)構(gòu)備份。這種結(jié)構(gòu)有著雙重的優(yōu)缺點，優(yōu)點在于當(dāng)某一個子系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)會自動的切換到有數(shù)據(jù)備份的子系統(tǒng)上去，減少了對整個通信的影響，缺點是必須要增加一套輔助的設(shè)備，增加了管理的費用。

2.3 容錯設(shè)計是指在通信電源系統(tǒng)中故障發(fā)生時，使故障的影響能夠降到最低甚至是抵消。從而使在故障的狀態(tài)下，系統(tǒng)也能保證正常運作。

3 提高基站通信電源可靠性的有效途徑

提高基站通信電源可靠性的方式多種多樣，具體的如下：

3.1 通過避錯設(shè)計技術(shù)來提高通信電源的可靠性。在允許的經(jīng)濟條件下，盡量的采用高技術(shù)，高品質(zhì)的電子元件，即使這樣也不能做到零故障，而且不能過分的增大電子元件的成本，而降低其他設(shè)備的費用。

3.2 相比于比錯設(shè)計的局限性，容錯設(shè)計在提高通信電源的可靠性，消除故障方面有著更大的優(yōu)勢。基本上影響通信電源可靠性低二因素有高頻開關(guān)電源模塊、電源監(jiān)控等。解析冗余容錯技術(shù)是充分利用系統(tǒng)不同元件之間的冗余，當(dāng)某些元件出現(xiàn)故障時，調(diào)動其相應(yīng)的冗余部件，保證系統(tǒng)在允許數(shù)值之內(nèi)，進(jìn)行小功率運作，進(jìn)而保證在出現(xiàn)狀況和維修指之間的空擋繼續(xù)維持系統(tǒng)運行。這種技術(shù)不但節(jié)省了成本還被實際檢驗為可行，所以目前普遍的被運用。

3.3 基于故障檢測與診斷技術(shù)的容錯設(shè)計

任何科學(xué)合理的預(yù)防措施和避免方式都不能做到絕對的通信系統(tǒng)的無故障運作。因此在預(yù)防的前提之下，還要不斷地提高故障診斷技術(shù)。故障檢測必須要運用到日益成熟的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具體的就是通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測，把出現(xiàn)故障的元件及時隔離，或者利用可代替的元件，維持系統(tǒng)的短時間正常運行，為維修提供時間，其次還能將異常數(shù)據(jù)及時的反映到主機之上，工作人員可以及時的對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，在最短的時間內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，大大的縮短事故的解決時間，提高工作效率。

4 通信電源系統(tǒng)的可靠性、可維性與可用性設(shè)計方案

目前的基站的現(xiàn)狀決定對通信電源提出了多層次的更高要求。

4.1 基站通信電源的可靠性設(shè)計

4.1.1 將電源模塊的交流輸入電壓范圍提高至±30%。

4.1.2 電源模塊采用自然冷卻方式，減少持續(xù)運作引發(fā)的設(shè)備高溫給元件帶來的耗損，延長設(shè)備使用壽命。

4.2 基站通信電源系統(tǒng)的可維性設(shè)計

為了使得發(fā)生故障之后的維修及時而簡便需要采取以下措施：

4.2.1 電源模塊的安裝方式采用帶電插拔式，電源模塊在任何狀態(tài)下可任意插入和拔出。電源模塊動態(tài)識別電路技術(shù)的運用，使得這個要求變?yōu)榭尚小ｋ娫吹膸щ姴灏慰梢蕴岣呔S修的作業(yè)效率同時降低維修難度。

4.2.2 基站通信電源系統(tǒng)監(jiān)控的故障診斷功能為電源系統(tǒng)的維護提供方便。系統(tǒng)監(jiān)控的引用可以將出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)及時反映給工作人員進(jìn)行分析，從而迅速采取有效的解決措施。

4.3 基站通信電源系統(tǒng)的可用性設(shè)計

基站通信電源系統(tǒng)的可用性設(shè)計有著以下幾個方面的要求：

4.3.1 電源模塊的帶載特性。對于基站調(diào)整時出現(xiàn)的空載狀態(tài)，我們對電源模塊的電路拓?fù)浼翱刂齐娐愤M(jìn)行了改進(jìn)，使電源系統(tǒng)可以在空載狀態(tài)下長期運行，48W50A電源模塊的空載損耗小于20W，輕載時的效率得到提高。

4.3.2 電源模塊的缺相運行特性。基站的輸入電源缺相狀況時有發(fā)生，為了防止這一現(xiàn)象我們普遍采用建立立即保護和關(guān)閉兩個模塊。同時我們還要保證在系統(tǒng)發(fā)出缺項預(yù)警時，必須保證自身的繼續(xù)運行，不至于給通信系統(tǒng)帶來停機的重大損失。