高效率、低应力、低污染、低输出纹波通信开关电源的研制

图5

5低污染电源变换技术

　　低频谐波干扰及高频电磁干扰是开关电源污染的主要形式，低频谐波干扰主要来源于开关电源输入的非线性。目前减少低频谐波干扰的主要措施有：无源校正措施和有源校正措施。新型电源采用有源功率因数校正技术，即采用有源功率变换使开关电源输入线性化的技术，原理如图6所示。其工作原理是通过电压、电流闭环控制和功率变换电路使输入电流跟踪输入电压，提高系统功率因数，减少低频谐波。

图6

　　高频电磁干扰是开关电源的另一种污染，指150kHz～30MHz的高频传导干扰。主要包含两类干扰：常模干扰，即高频器件开关引起的输入线之间的干扰；共模干扰，即功率器件、变压器与机壳地之间的漏电流引起的输入线与机壳地之间的干扰。电源中采用了常模共模滤波网络，滤除电源高频干扰。另外，在功率器件、变压器与机壳地之间采用法拉地屏蔽器、主功率变换采用软开关技术及优化输入电感滤波网络设计，也可以显著增强电源的抗高频干扰性能。

6输出纹波抑制措施

　　开关电源输出纹波主要来源于四个方面，即输入交流电源噪声，高频差模噪声，寄生参数引起的共模噪声和功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声。

　　交流电源噪声主要来源于输入工频交流分量，可采用前级预稳压和增大DC/DC变换器闭环增益来消除。

　　高频差模噪声来源于高频功率开关变换电路，其大小主要和开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数有关，设计中尽量提高功率变换频率，以减少高频开关噪声。

　　共模噪声主要来源于功率器件、变压器与机壳地之间的漏电流，尽量减少功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并在输出侧加共模电感及共模电容，可减小输出共模噪声。

　　超高频谐振噪声，主要来源于高频整流二极管反向恢复时二极管结电容、功率器件开关时功率器件结

电容与线路寄生电感的谐振，频率一般为1～10MHz，

通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管和减少布线长度等措施可以减少超高频谐振噪声。

7新型电源技术指标

输入电压范围：AC154～286V（单相）

输出电压范围：均充57.6V

浮充43.2—56.2V

额定输出电流：50A

效率：90％

输入功率因数：0.98

负载效应：±0.08％

源效应：±0.02％

负载响应：200μ s

起动电流：≤130％

端子干扰电压：0.15～0.5MHz75dBUV

0.5～30MHz70dBUV

输出纹波（峰－峰值）：150mV

8结论

　　在满足客户需求的前提下，系统地分析实现高可靠性、低污染、低输出纹波的技术措施，并在此基础上研制成功新型高效率、低污染，低输出纹波开关电源，达到原邮电部入网要求，满足市场需求。