【正文】 端，二極管 VD VD4導(dǎo)通，因而在 u2的一個(gè)周期內(nèi)，負(fù)載電阻 RL的電壓波形如圖 b所示。 2022/2/10 9 直流電源發(fā)展歷史 V T 1V T 2V D ZRz R1RLRcR3R2U inUo調(diào)整管比較放大部分反饋采樣基準(zhǔn)電壓)( 23321bezo UURRRRU ????Uz是基準(zhǔn)電壓， Ube2是 VT2的基極和射極之間的電壓。 控制電路： 檢測(cè)輸出直流電壓，并將其與基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行放大。開關(guān)電源對(duì)鐵氧體材料主要電磁特性要求可歸納以下三點(diǎn)： 1）飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bs 要盡可能高； 2）磁心功率損耗 Pc 在實(shí)際工作頻率和工作溫度范圍（如 60 ～ 100 ℃ ）要盡可能低； 3）磁導(dǎo)率要適當(dāng)?shù)馗?。由于基區(qū)很薄，反向恢復(fù)電荷很小，不僅大大減小了 trr值，還降低了瞬態(tài)正向壓降，使管子能承受很高的反向工作電壓。反之，在電阻 R上產(chǎn)生一個(gè) Uab，由這個(gè)電壓控制 A1，由 A1再控制單元功率級(jí)輸出電流，最終達(dá)到均流。 2022/2/10 31 開關(guān)電源的可靠性 平均無故障工作時(shí)間（ MTBF）： 對(duì)于不可修復(fù)的設(shè)備， MTBF指設(shè)備失效前的時(shí)間；對(duì)于發(fā)生故障經(jīng)修理后能繼續(xù)工作的可維修設(shè)備， MTBF指兩次故障間的平均時(shí)間。 C??? ?/2 2C??? ?26C??? ?212C??? ?/20 2C??? ?230C??? ?242C??? ?256n 故障率（ λs） 1 2 3 4 5 6 7 如果忽略公共并聯(lián)部分的故障率，則兩臺(tái)模塊并聯(lián)組成 1+1充電裝置的 MTBF比單臺(tái)模塊的 MTBF提高 μ/（ 2λ）倍。與軟件不同，開關(guān)電源除了設(shè)計(jì)之外，還有一個(gè)重要環(huán)節(jié) —— 制造。 δ=（ UfUq） /2Up 100% 其中： Uf直流電壓脈動(dòng)峰值 、 Uq直流電壓脈動(dòng)谷值 Up直流電壓平均值 一體化電源設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)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 177。當(dāng)輸出電流為 nIe時(shí)，將一模塊退出運(yùn)行，測(cè)量其余各模塊的輸出電流。 % δv=（ VMVZ） /VZ 100% 其中： VM輸出電壓波動(dòng)極限值 VZ輸出電壓整定值 對(duì)于運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試，應(yīng)關(guān)注兩個(gè)輸出電壓下的穩(wěn)壓精度：浮充電壓和均充電壓。 在雷雨季節(jié)，在交流輸入和直流輸出線路上，均可能會(huì)疊加感應(yīng)的雷電電壓，如果直流電源交流輸入或直流輸出線路安裝的避雷器殘壓過高，也將導(dǎo)致開關(guān)電源內(nèi)部功率半導(dǎo)體器件的電壓擊穿。 2022/2/10 34 開關(guān)電源的可靠性 N+1冗余系統(tǒng)的可靠性分析 對(duì)于 N+1冗余備份系統(tǒng)， N臺(tái)模塊正常時(shí)，充電裝置正常， N1臺(tái)模塊正常時(shí)，認(rèn)為系統(tǒng)失效，假定單臺(tái)模塊的故障率和維修率分別為 λ 和 μ ，公共并聯(lián)部分系統(tǒng)的故障率為 λ c。 特點(diǎn)： 參與調(diào)節(jié)的單元由 n個(gè)單元中的最大輸出電流單元決定，一次只有這個(gè)最大輸出電流單元工作，這個(gè)最大電流單元是隨機(jī)的，所以有人把這種均流方法叫做“民主均流法”。 均流的主要任務(wù)是： （ 1）當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，每臺(tái)電源的輸出電壓變化相同。 與 MOSFET相比， IGBT模塊的容量可以達(dá)到 2700V1200A，但由于雙極晶體管的存在，在關(guān)斷過程中存在明顯的電流拖尾，因此，開關(guān)頻率通常限制在 20kHz以下，目前很少在開關(guān)電源中使用。兩只對(duì)角線的開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷。 輸入電網(wǎng)濾波器： 消除來自電網(wǎng)，如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、電器的開關(guān)、雷擊等產(chǎn)生的干擾，同時(shí)也防止開關(guān)電源產(chǎn)生的高頻噪聲向電網(wǎng)擴(kuò)散。 在 π +α2π之間， VT2和 VT3均處于導(dǎo)通狀態(tài)，ud等于 u2。 為使橋式整流器的輸出電壓能夠很方便的調(diào)整，并具有穩(wěn)壓功能，可以采用由晶閘管組成的可控整流器。 根據(jù)電工學(xué)原理，在輸出功率一定的條件下，變壓器鐵芯的截面積與頻率成反比。 對(duì)于開關(guān)電源主要考慮傳導(dǎo)噪聲，需要消除差模及共模噪聲，因此，通常由差模電容、共模電容（ Y電容）、共模及差模電感以及電容的放電電阻組成。是典型的電壓控制器件，便于簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電路。 開關(guān)元件的耗散功率由兩個(gè)部分組成：通態(tài)損耗和開關(guān)損耗，開關(guān)損耗又分為開通損耗和關(guān)斷損耗。 為保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，要限制最大調(diào)節(jié)范圍，要將所有電壓調(diào)節(jié)到電壓捕捉范圍以內(nèi)。 ?1?M T T R2022/2/10 33 開關(guān)電源的可靠性 開關(guān)電源可靠性取決于所有元件的可靠性。 2022/2/10 38 影響直流電源可靠性的因素 運(yùn)行環(huán)境條件 高溫 溫度是造成直流電源失效的原因之一，直流電源長(zhǎng)期在高溫下運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致電解電容壽命縮短。 溫度補(bǔ)償基準(zhǔn)溫度為 25176。 2022/2/10 48 直流電源的狀態(tài)評(píng)價(jià) 充電裝置的狀態(tài)評(píng)價(jià) ? 穩(wěn)流精度 充電裝置在穩(wěn)流狀態(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20%～ 100%范圍內(nèi)的任一數(shù)值上保持穩(wěn)定，穩(wěn)流精度按下式計(jì)算177。 另外，由于交流輸入電壓對(duì)充電裝置穩(wěn)流精度的影響較小，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試可以忽略交流電壓的影響，從而取消笨重的交流調(diào)壓設(shè)備。 C 定期對(duì)蓄電池組外殼進(jìn)行清潔 電池室溫度應(yīng)保持在 535176。因此，開關(guān)電源模塊一般均設(shè)置溫度保護(hù)電路，當(dāng)內(nèi)部散熱器的溫度達(dá)到一定值時(shí)，關(guān)閉電源。如果將充電裝置看作是由多個(gè)電源模塊組成的系統(tǒng)，從系統(tǒng)的角度來看，一味提高單臺(tái)開關(guān)電源模塊本身的高可靠性并不是解決系統(tǒng)可靠性的根本途徑。單個(gè)模塊限流也可能引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。 開關(guān)電源基礎(chǔ) 開關(guān)元件的損耗 2022/2/10 25 開關(guān)電源基礎(chǔ) 開關(guān)器件的功率損耗 2）開關(guān)損耗 2022/2/10 26 開關(guān)電源基礎(chǔ) 基準(zhǔn)電壓和反饋信號(hào)通過誤差放大器后輸出差值信號(hào) Vc， Vc與振蕩器產(chǎn)生的鋸齒波 Vs進(jìn)行比較，從而改變 PWM脈沖的寬度，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。 MOSFET的最小導(dǎo)通電壓由器件的漏源間導(dǎo)通電阻決定，通常低壓器件的導(dǎo)通電阻值較小，高壓器件的導(dǎo)通電阻值較大。電容的容量越大，電容器兩端的交流紋波分量越低，交流電壓突變影響越小，越有利于開關(guān)電源的穩(wěn)定。 2022/2/10 11 開關(guān)電源基礎(chǔ) ? 開關(guān)電源的主要組成部分是直流 直流變換器，根據(jù)直流 直流變換器的工作原理，開關(guān)電源可分為脈寬調(diào)制（ PWM）、脈頻（ PFM）調(diào)制兩種類型。 在相控型電源中，采用適當(dāng)?shù)目刂齐娐肥咕чl管的導(dǎo)通相位根據(jù)輸入電壓或負(fù)載電流變化自動(dòng)調(diào)整，其輸出電壓就能穩(wěn)定不變。 在 απ之間， VT1和 VT4均處于導(dǎo)通狀態(tài)， u