用于通信基站采集器的400 W高频节能开关电源

作者：哈尔滨富创硕电子科技有限公司廉士良时间：2008-03-21来源：《现代电子技术》收藏

现代通信业日趋繁荣，但是他离不开高可靠性的核心动力源——稳压电源。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/80477.htm

其中通信用二次电源是通信领域中使用的一种高可靠性、高性能的稳压电源，使用时一般安装在通信数字板附近或控制驱动板附近，其投入与使用不得影响通信系统的质量。这就要求其结构合理、维护方便、体积小、效率高、噪声小、可靠性高。目前通信二次电源的主体电路结构形式一般多采用正激式，反激式，半桥结构。

本文介绍用于移动通信基站采集器的GY-400型高频节能开关电源，他具有特殊要求：将基站电源电压48 V DC(变化范围：36～72 V DC)升至为直流高压230 V DC(可调范围：220～300 V DC)，且要求具有高的峰值功率，多种保护检测远方控制信号，且具有漏电检测保护功能。基于上述要求，该原理方案采用一种先进的高效的前置变换升压原理及采用有源钳位软开关技术实现DC-DC隔离变换电源。

1 GY-400型开关电源的主要技术指标

直流输入电压范围：36～72 V DC；输入电流：<10 A(48 V DC)；输入冲击电流：<4 A(48 V DC冷启动)；直流输出电压：230 V DC，可调范围：220～300 V DC；直流输出电流：1.7 A；输出纹波电压：<1 000 mVp-p；额定功率：400 W；峰值功率：500 W；电源效率：>80％(满负载)；保护型式：功率保护；输出过流保护：<1.8 A；输出过压保护：340 V DC～360 V DC，间歇型；漏电保护：对地漏电流≤3.5 mA；远方信号：遥控端子；安规及EMC符合国际标准；高可靠性MTBF>100 000 h；外型及尺寸：基板式，237*100*52 mm。

2 GY-400型变换器的原理构成

2.1 电气原理

电气原理简图如图1所示。

由图1可以看出，该变换器主要有：以UC2846为核心的控制IC调节器，驱动控制推挽变换器，主电路隔离变换器，输入及输出滤波器，以LM324为核心构成的反馈控制，检测保护等几个部分。

2.2 以UC2846为核心的推挽隔离变换器

2.2.1 UC2846原理

UC2846原理框图如图2所示。UC2846是TI公司生产的一种高性能电流控制型脉宽调制器，主要用于推挽式变换器中。UC2846内部电路主要包括：振荡器电路、电流测定放大器、误差反馈放大器、基准电压源、过压保护电路和欠压锁定等电路。他的主要特点是：可编程逐周脉冲电流限制，很强的限制峰值电流的能力，外同步控制，软起动功能，双路脉冲PUSH-PULL推挽能力，脉冲频率500 kHz，是推挽式变换器的理想选择。

2.2.2 辅助电源及输入滤波主电路原理简述

如图3所示，输入滤波主回路中L1共模电感，X电容C1，C2，Y电容C3，C4共同完成EMI功能，RT为热敏电阻限制启动冲击电流，为了减少电路损耗，启动后由MOS-FET Q1短接RT。U1(UC3842)为辅助电源的PWM发生器，驱动MOSFET Q2，同时驱动Q1，通过变压器TI得到辅助电压+15 V1，+15 V2，再通过ZD14稳压得到+12 V电压供给相应的控制回路使用。反激式变压器T1采用EEL16铁氧体磁芯，初级80匝，辅助及二次均42匝，设计适当的电感量即可工作。

2.3 以UC2846为核心的推挽主电路原理

如图4所示，由MOSFET Q33，Q34，主变压器T2，整流二极管D6，D7，D8，D9及滤波电感L4构成推挽变换器主电路。U2(UC2846)电流型PWM芯片完成推挽脉冲，生成相差180°且可控死区时间的驱动脉冲。同时完成电流反馈及电压反馈，其中电流反馈电路由R25，R26，R27，R17，C19等元件构成，通过检测主回路工作电流来调节脉宽，使通过变压器的电感电流跟随误差电压而变化。电压反馈由图5所示反馈回路通过U3光耦隔离实现。U2实现了电压，电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，同时，由于采用了电流型控制芯片，消除了推挽式变压器偏磁问题。主变压器T2选用EC40铁氧体磁芯，初级8匝，次级60匝，中间屏蔽，紧密绕制，浸漆绝缘处理。关键部分是由T3，Q35，Q36，C66，R102，L5，D10等元件实现的有源钳位技术，可以使二次高压整流回路减少损耗，实现高效率。L4，C96组成输出滤波，R100为电流取样电阻，D11，D12为防止调试输出短路保护而设置的。