【正文】 電部門的科研技術(shù)人員開發(fā)了以國產(chǎn)大功率電動發(fā)電機組為主的成套設(shè)備作為通信電源。監(jiān)控由監(jiān)控模塊（置于電源機架內(nèi)）的RS232 接口—PC計算機和相應(yīng)的軟件完成。目前，美國、挪威、新西蘭、英國、法國等不少國家已經(jīng)采用VMOS， IGBT研制出工作頻率為 1MHz，效率達93％，可靠性顯著提高的DCDC變換器用于通信電源。在高頻化方面，為提高開關(guān)頻率并克服一般的PWM和準諧振、多諧振變換器的缺點，又開發(fā)了相移脈寬調(diào)制零電壓開關(guān)（PS PWM ZVS，Phase Shift Pulse Width Modulation Zero Voltage Switch）（零電流）諧振變換器，這種電路克服了 PWM 方式硬開關(guān)造成的較大的開關(guān)損耗的缺點，又實現(xiàn)了恒頻工作，克服了準諧振和多諧振變換器工作頻率變化及電壓、電流幅度大的缺點。程控機房開關(guān)電源設(shè)備供電系統(tǒng)外形圖如圖 所示。缺點是輸出同樣功率時，比PWM方式的電壓、電流值大，對開關(guān)器件要求較高，而且工作頻率隨輸入電壓和負載變化有一定的變化范圍，不便設(shè)計輸出濾波電路的參數(shù)。為減少開關(guān)損耗和提高工作頻率，在電路拓撲方面也取得了較大進展[5]，在90年代設(shè)計并研制出準諧振開關(guān)變換器（QRC，Quasi Resonant Convertor）和多諧振變換器（MRC，Multi Resonant Convertor），在這方面日本九洲大學原田（耕介）研究室、美國佛吉尼亞理工學院等走在前面，研制出了功率密度為3W/cm3，、效率達8083%的多諧振變換器。人們經(jīng)過努力研制了功率因數(shù)校正電路（PFC，Power Factor Corrector），該種電路將交流電壓經(jīng)全波整流濾波得到的直流電壓進行直流—直流變換，并使輸入電流平均值自動跟隨全波整流直流電流基準，并且保持輸出電壓穩(wěn)定，從而實現(xiàn)對PWM直流變換器穩(wěn)壓輸出和接近單位輸入功率因數(shù)。主要元器件技術(shù)性能的提高，為高頻開關(guān)電源向大功率、高效率、高可靠性方向發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。到80年代中后期，絕緣柵雙極晶體管（IGBT）已研制出來并投入了市場，各種通信設(shè)備所需的一次電源大多采取PWM集成控制芯片、雙極型晶體管、場效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管；半橋或橋式變換電路；開關(guān)頻率約為幾十KHz，效率約90%左右的高頻開關(guān)電源。在1982年國際通信能源會議上，關(guān)于這一成果發(fā)表的論文受到了普遍重視。在隨后的幾年中，大功率晶體管（GTR）和功率場效應(yīng)管（MOSFET）相繼被研制出來[6]，其電壓、電流額定值大為提高，工作頻率也提高較多，可靠性也顯著增加。1976年美國硅通用公司第一個做出了SG1524的脈寬調(diào)制（PWM，Pulse Width Modulation）控制芯片，極大地提高了開關(guān)電源的可靠性，并進一步減小了體積。經(jīng)過幾年的努力，從開關(guān)電源的電路拓撲型式到相配套的元器件等研究都取得了相當大的進展。電源界把開關(guān)電源的頻率提高到 20KHz 以上稱為電源技術(shù)的“20KHz 革命”。在此基礎(chǔ)上，1964 年，美國科學家提出了取消工頻變壓器的串聯(lián)開關(guān)電源的設(shè)想，并在NEC雜志上發(fā)表了“脈寬調(diào)制應(yīng)用于電源小型化”等文章，為使電源實現(xiàn)體積和重量的大幅下 降提供了一條根本途徑。1955年美國羅耶（GH雖然可控硅整流器工作穩(wěn)定，能滿足通信設(shè)備的要求，但其是相控電源，工作于工頻，有龐大笨重的電源變壓器、電感線圈、濾波電容，噪聲大，效率低，功率因數(shù)低，穩(wěn)壓精度也較低。自1957 年第一只可控硅(SCR)問世后[1],[2]，可控硅取代了笨重而且效率低下的硒或氧化亞銅整流器件，可控硅整流器就作為通信設(shè)備的一次電源使用。而電源發(fā)生故障時，將會造成通信全部中斷，所以人們一直將電源視為整個通信系統(tǒng)的心臟，受到足夠的重視。391 緒論 開關(guān)電源的發(fā)展及國外現(xiàn)狀通信電源是整個電信網(wǎng)的重要組成部分，電源設(shè)備質(zhì)量的優(yōu)劣，決定著整個電信網(wǎng)能否安全穩(wěn)定運行。37致謝36參考文獻33 電路實驗結(jié)果31 實現(xiàn)零電壓開關(guān)的284 零電壓開關(guān)的理論分析和電路實驗16 高頻開關(guān)整流模塊控制電路的設(shè)計13 監(jiān)控模塊7 交流配電模塊1 開關(guān)電源的發(fā)展及國外現(xiàn)狀 PhaseShifting PWM ZVS；Zero Voltage Switching目錄1 緒論關(guān)鍵詞：高頻開關(guān)電源；相移脈寬調(diào)制；零電壓開關(guān)ABSTRACTThe correspondence power switch is the telemunication network energy, its power supply quality quality relates directly to the entire telemunication network unimpededness, this topic has first analyzed the recent years domestic and foreign munications switching power supply development condition, tests in the theoretical analysis and the electric circuit in the foundation, developed one kind of new munication switching power supply (alternatingcurrent distribution module, direct current power distribution module, 4 high frequency switches rectification module and monitoring module puts in identical rack), this power source optimized the electric circuit main parameter, has designed the phaseshift pulseduration modulation zero potential switch resonance (PSZVS PWM) the entire bridge converter electric circuit and take integrates the controller UC3875 chip as the core control circuit, Realized the power switching valve zero potential to clear with the approximate zero potential shuts off, develops the high efficiency (to reach 93%), the high stability (177。同時文中還提到了以MCS51單片機電路為核心的的電源監(jiān)控模塊與監(jiān)控設(shè)計思路。邵陽學院畢業(yè)設(shè)計摘要通信電源是電信網(wǎng)的能源，其供電質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整個電信網(wǎng)的暢通，本課題首先分析了近年來國內(nèi)外高頻通信開關(guān)電源的發(fā)展狀況，在理論分析和電路實驗的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了一種新型的高頻通信開關(guān)電源（交流配電模塊、直流配電模塊、4只高頻開關(guān)整流模塊和監(jiān)控模塊置于同一機架內(nèi)），該電源優(yōu)化了電路的主要參數(shù)，設(shè)計了相移脈寬調(diào)制零電壓開關(guān)諧振（PSZVS PWM）全橋變換器電路和以集成控制器UC3875芯片為核心的控制電路，實現(xiàn)了功率開關(guān)管的零電壓開通和近似零電壓關(guān)斷，研制出高效率（達93%）、高穩(wěn)定度(177。%）、高可靠性、低電磁干擾的高頻開關(guān)整流模塊。保證了整機能夠安全可靠工作。%), redundant reliable, the low electronmagetic interference high frequency switch rectification module. At the same time in the article also proposed based on MCS51 is the core power source monitoring module and monitoring design mentality. Has guaranteed entire machine safe reliable work.Keywords: High frequency switching power。1 國內(nèi)通信電源的發(fā)展及現(xiàn)狀4 研究內(nèi)容52 電路原理方案分析和選擇7 高頻開關(guān)整流模塊12 直流配電模塊143 主要電路設(shè)計16 高頻開關(guān)整流模塊主電路設(shè)計23 監(jiān)控模塊的設(shè)計31 左右兩支路電路轉(zhuǎn)換過程的區(qū)別33 占空比丟失現(xiàn)象355 結(jié)論通信設(shè)備發(fā)生故障時，可能會影響部分用戶或使接通率下降。通信電源分為一次電源和二次電源兩大類，一次電源將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電接入通信設(shè)備，二次電源一般位于通信設(shè)備內(nèi)部，將一次電源的直流電轉(zhuǎn)換成多種電壓值的穩(wěn)定直流電以供通信設(shè)備內(nèi)部各部分使用。在隨后的20年內(nèi)，由于半導(dǎo)體工藝的進步，可控硅的電壓、電流額定值及其它特性參數(shù)得到了不斷提高和改進，滿足了通信設(shè)備不斷發(fā)展的需要，因此，直到70年代，發(fā)達國家還一直將可控硅整流器作為大多數(shù)通信設(shè)備的一次電源使用。因此，自1947年肖克萊發(fā)明晶體管[3,4]，并在隨后的幾年內(nèi)對晶體管的質(zhì)量和性能不斷完善提高后，人們就著力研究利用晶體管進行高頻變換的方案。Roger）發(fā)明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，是實現(xiàn)高頻轉(zhuǎn)換電路的開始[5]，1957年美國查賽（J. J. Jen Sen）又發(fā)明了自激式推挽雙變壓器變換器電路。隨著大功率硅晶體管的耐壓提高和二極管反向恢復(fù)時間的縮短等元器件性能的改善，1969年終于做成了25KHz的開關(guān)電源。開關(guān)電源技術(shù)的這一新的發(fā)展，在世界上引起了強烈的反響和重視，開關(guān)電源的研究成了國際會議的熱門話題。在電路拓撲型式上開發(fā)出了單端貯能式反激 電路、雙反激電路、單端正激式電路、雙正激電路、推挽電路、半橋電路、全橋電路，以適應(yīng)不同應(yīng)用場合、不同功率檔次的需要；在元器件方面，功率晶體管和整流二極管的性能也有了較大的提高。盡管如此，由于功率器件的電壓、電流額定值的限制，直到上世紀70年代末開關(guān)電源主要用于通信設(shè)備的二次電源，而通信設(shè)備的一次電源大多數(shù)仍采用可控硅整流器（相控電源）。在電路拓撲、功率器件和控制芯片發(fā)展的基礎(chǔ)上，80年代初，英國研制出48V成套直流電源[5]，作為通信設(shè)備的一次電源使用，一個機架包括多個整流模塊，交、直流配電模塊等，這是當時利用高頻直流變換技術(shù)為主開發(fā)的新成果。這一新技術(shù)，在研究開發(fā)和應(yīng)用方面得到了迅速的發(fā)展。 隨著微電子學的發(fā)展和元器件生產(chǎn)技術(shù)的提高，相繼開發(fā)出了耐壓高 (400500V)的功率場效應(yīng)管（VMOS 管）和高電壓、大電流的絕緣柵晶體管（IGBT），具有軟恢復(fù)特性的大功率高頻整流管，各種用途的集成脈寬調(diào)制控制器和高性能的鐵氧體磁芯，高頻用的電解電容器，低功耗的聚丙烯電容等?？紤]到將交流電直接整流濾波后給開關(guān)電源供電時，由于PWM 直流——直流變換將使交流電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化，對交流電網(wǎng)不利。當高頻開關(guān)整流模塊的功率容量較大時，加上功率因數(shù)校正電路就避免了對交流電網(wǎng)的影響。這種變換器的優(yōu)點是實現(xiàn)了軟開關(guān)，大大降低了開關(guān)損耗，可以吸收電路的寄生參數(shù)（不在乎電路寄生參數(shù)的存在），而且?guī)缀醪划a(chǎn)生電磁干擾。到90年代初，國外通信一次電源應(yīng)用最多的是采用PWM控制集成芯片、大功率高壓功率場效應(yīng)管或絕緣柵雙極晶體管的開關(guān)整流器，德國、英國、法國、澳大利亞、加拿大、日本等國家的開關(guān)整流器的開關(guān)頻率為50100KHz，功率因數(shù)接近1，效率高于90%， 單模塊容量最大可達200A/48V。圖 開關(guān)電源設(shè)備供電系統(tǒng)外形圖隨著通信用開關(guān)電源技術(shù)的廣泛應(yīng)用和不斷深入，實際工作中人們對開關(guān)電源提出了更高的要求，提出了應(yīng)用技術(shù)的高頻化、硬件結(jié)構(gòu)的模塊化、軟件控制的數(shù)字化、產(chǎn)品性能的綠色化、新一代電源的技術(shù)含量大大提高，使之更加可靠、穩(wěn)定、高效、小型、安全。采用這種工作原理，大大減小了開關(guān)管的損耗，不但提高了效率也提高了工作頻率，減小了體積，更重要的是降低了變換電路對分布參數(shù)的敏感性，拓寬了開關(guān)器件的安全工作區(qū)，在一定程度上降低了對器件的要求，從而顯著提高了開關(guān)電源的可靠性。在發(fā)達國家中，目前通信電源都實現(xiàn)了集中監(jiān)控。監(jiān)控模塊可實時監(jiān)測電源各部分的電壓、電流等參數(shù)，PC計算機可定時巡檢各臺電源的運行參數(shù)，并能執(zhí)行開關(guān)和控制，實現(xiàn)了遙測、遙控、遙信、遙調(diào)四遙功能，使程控機房實現(xiàn)了無人值守。在引進原民主德國 FGD系列和前蘇聯(lián) BCC51系列自動化硒整流器基礎(chǔ)上，借鑒國外先進技術(shù)，與工廠共同研制成功國產(chǎn)XZL系列自動化硒整流器，并在武漢通信電源廠批量生產(chǎn)，開始用硒整流器裝備通信局（站），替換原有的電動發(fā)電機組，這標志著我國國產(chǎn)通信電源設(shè)備躍到一個新的水平。1963年開始研制和采用可控硅（SCR）整流器[5]，1965年著手研制逆變器和晶體管直流——直流（DC/DC）變換器