【正文】 系統(tǒng)的可靠性 影響直流電源可靠性的因素 環(huán)境條件 電網(wǎng)電壓 元器件及制造工藝 配置及運行方式 直流電源的運行與維護 蓄電池的運行與維護 充電裝置的運行與維護 直流電源狀態(tài)評價 蓄電池的狀態(tài)評價 充電裝置狀態(tài)評價 直流電源綜合測試裝置簡介 直流電源發(fā)展歷史 （ 單相 ） 利用二極管的單向?qū)щ娞匦裕?u2為正半周時， a端電位高于 b端電位，二極管 VD VD3正偏導通；而當 u2為負半周時， b端的電位高于 a端，二極管 VD VD4導通，因而在 u2的一個周期內(nèi)，負載電阻 RL的電壓波形如圖 b所示。在 u2的正半周內(nèi)， a端電位高于 b端電位， VT1和 VT4承受正向電壓，但在 0α之間， VT1和 VT4不導通，負載電壓 ud與負載電流 id均為零。 在 R R R3的阻值和 Uz+Ube2不變時，不論 Uin以及 RL如何變化， Uo都不變。 ? 在不隔離式開關電源中，根據(jù)輸出電壓與輸入電壓的關系，可分為升壓型、降壓型和反相型三種類型。調(diào)制振蕩器的脈沖寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓的穩(wěn)定。 個人電腦 PWM電源輸入電流波形 Uin Uo Iin 為解決這一問題，對于單相交流輸入的電源，可以采用有源功率因數(shù)校正技術，使開關電源的功率因數(shù)提高到 ，總電流諧波失真小于 7%；對于三相交流輸入的電源，可采用電感、電容組成的無源功率因數(shù)校正技術，使開關電源的功率因數(shù)提高到 ，最大諧波電流含有率小于 30% 2022/2/10 15 直流變換器是開關電源的核心部分 ， 通過功率開關管的開斷 ， 將直流電壓變?yōu)槊}沖狀的交流電壓 ， 通過高頻變壓器隔離 ， 再經(jīng)過二極管整流 、電感 、 電容濾波后變?yōu)榉€(wěn)定的直流輸出電壓 。 在進行變壓器設計時，磁心損耗 200mW/cm3 是一個適宜的限制值 。 目前商用 MOSFET的容量 900V36A，低壓 MOSFET的容量為 50V120A?？旎謴投O管的反向恢復時間一般為幾百納秒，正向壓降約為 ，正向電流是幾安培至幾千安培，反向峰值電壓可達幾百到幾千伏。 2022/2/10 27 開關電源基礎 PWM集成控制器的基本原理（ UC3825A） 2022/2/10 28 開關電源基礎 開關電源的并聯(lián)均流 在實際應用中，往往由于一臺直流電源的輸出參數(shù)（如電流、功率）不能滿足要求，而滿足這種參數(shù)要求的直流電源，存在重新開發(fā)、設計、生產(chǎn)的過程，勢必加大電源的成本、延長交貨時間、影響工程進度。 特點 均流效果較好，易實現(xiàn)準確均流。 2022/2/10 30 開關電源基礎 最大電流自動均流原理： 將平均電流自動均流電路中的電阻 R用一個二極管代替，二極管陽極接 a，陰極接 b。 故障率（ λ ）： 故障率是指 t時刻尚未失效的設備在隨后的 dt時間內(nèi)發(fā)生故障的條件概率，在指數(shù)分布時，設備的故障率為常數(shù)，用 λ表示。如果說用一般可靠性器件設計出可靠性較高的電源設備是電源本身設計的一項基本要求，那么由一般可靠性的電源組成高可靠性的電源系統(tǒng)便是電源系統(tǒng)設計的主要內(nèi)容。假如單臺開關電源模塊的 MTBF為 5萬小時，模塊的更換時間（從發(fā)現(xiàn)到更換完畢，考慮從廠家到現(xiàn)場的時間）為 100小時，忽略公共并聯(lián)部分的故障率，則兩臺模塊并聯(lián)組成的 1+1充電裝置的 MTBF比單臺模塊的 MTBF提高 250倍，即使 8臺模塊組成的7+1充電裝置的 MTBF比單臺模塊的MTBF提高 10倍。 粉塵 在高濕條件下，粉塵會造成直流電源內(nèi)部印制板的腐蝕，從而導致直流電源故障 2022/2/10 39 影響直流電源可靠性的因素 電網(wǎng)電壓 直流電源內(nèi)部采用的功率半導體器件均有一定的電壓限制，當工作電壓超過其額定電壓值時，會導致功率半導體器件的擊穿。開關電源大量使用表面貼元件，所有元器件都要焊接在印制板上，元器件焊接過程的工藝非常重要，如果處理不好，會造成脫焊、虛焊、粘連等。 2）維護及檢測 應定期對充電裝置輸出電壓和電流精度、整定參數(shù)、指示儀表進行校對 宜定期進行穩(wěn)壓、穩(wěn)流、紋波系數(shù)和均流不平衡度等參數(shù)測試 2022/2/10 44 直流電源的狀態(tài)評價 蓄電池的狀態(tài)評價 評價方法： 通過核對性放電對蓄電池的狀態(tài)進行評價，具體方法是：采用 行恒流放電，當蓄電池組電壓下降到 N*，停止放電并靜置 12小時，再用 恒壓 浮充電，重復三次，如果蓄電池組的容量仍不能恢復到其額定容量的 80%以上，則說明蓄電池已失效，需要進行更好。 15%范圍內(nèi)變化，輸出電流在其額定值 0%～ 100%范圍內(nèi)變化，輸出電壓在其標稱電壓的 90%～ 130%范圍內(nèi)任一數(shù)值上。調(diào)整可調(diào)負載，使充電裝置輸出電流為 50%額定值 [50% Ie(n+1)]。調(diào)整負載，使輸出電流為額定值 Ie(n+1)，測量各模塊輸出電流，并計算其均流不平衡度。 目前，產(chǎn)品型式試驗檢測中心已經(jīng)采用一體化電源標準中的測試方法。 評價手段： 直流電源綜合測試裝置 2022/2/10 46 直流電源的狀態(tài)評價 充電裝置的狀態(tài)評價 ? 穩(wěn)壓精度試驗 DL/T4592022《 直流電源柜訂貨技術條件 》 中規(guī)定：充電裝置在穩(wěn)壓狀態(tài)下，交流輸入電壓在其額定值的 +15， 10%范圍內(nèi)變化，輸出電壓在充電電壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)變化，輸出電流在其額定值 0%～ 100%范圍內(nèi)的任一數(shù)值上保持穩(wěn)定，按下式計算的穩(wěn)壓精度應 小于 177。 2022/2/10 41 影響直流電源可靠性的因素 系統(tǒng)配置及運行方式 對于變電站的直流電源系統(tǒng)，配置及管理方式均有嚴格的規(guī)范，因此，在系統(tǒng)配置和運行方式方面不會降低直流電源電源的可靠性。 如果局部電網(wǎng)連接有大功率電機之類的負荷時，在負荷突然停止的瞬間，將在低壓電網(wǎng)中產(chǎn)生瞬態(tài)高壓，如果瞬態(tài)高壓的持續(xù)時間大于開關電源輸入側(cè)濾波電容的時間常數(shù)，交流電網(wǎng)的瞬態(tài)高壓將造成開關電源內(nèi)部功率器件的擊穿。 如果忽略公共并聯(lián)部分的故障率，則三臺模塊并聯(lián)組成的 1+2充電裝置的MTBF比單臺模塊的 MTBF提高（ μ/λ） 2/6倍， 8臺模塊組成的 6+2充電裝置的 MTBF比單臺模塊的 MTBF提高（ μ/λ） 2/336倍。這種電源系統(tǒng)就不是一個單純的冗余系統(tǒng)，在對其可靠性進行分析時，必須考慮高頻開關電源模塊的維修。其倒數(shù)是平均修復時間（ MTTR），即： 對于一旦損壞便不能再用的設備來說，平均無故障工作時間或故障率完全可以描述其可靠性。這種方法一次只有一個單元參與調(diào)節(jié)工作。 如均流母線短路或任一單元不工作時，母線電壓下降，使每個單元輸出電壓下調(diào)，甚至達到下限。 但是電源輸出參數(shù)的擴展，僅僅通過簡單的并聯(lián)方式不能完全保證整個擴展后的電源系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。 2022/2/10 24 理想的開關元件是導通時開關的電阻或電壓為零，關斷時開關的電阻為無窮大。它在結(jié)構(gòu)上類似于 MOSFET ，其不同點在于 IGBT 是在 N 溝道功率 MOSFET