[發明專利]一種高效率2KW通訊電源

在審

• 申請號: 201710185759.5
• 申請日: 2017-03-26
• 公開（公告）號: CN106803723A
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 王旭東;盛炎春
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M3/335;H02M1/14;H02M1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電源，具體是一種高效率2KW通訊電源。

背景技術

在電力電子技術中，從電網獲取交流電經整流得到直流電是電力電子技術中最常

用的一種變流方案，大電容的存在是為了得細低紋波的輸出電壓，但是只有當輸入電壓大于輸出直流電壓的瞬間，整流二極管才會導通.因此整流二極管的導通角小于180度,輸入電流并不是和輸入電壓同頻率的嚴格的正弦波，而是發生了嚴重的崎變。這種崎變了的尖峰脈沖狀電流除了含有工頻基波外，還含有各種離次諧波，會對電網造成嚴重的諧波“污染”電流波形的畸變被認為是一種“電力公害”，其危害主要表現在下幾個方面。

（1）由于電網存在阻抗，諧波電流流過線路會產生畸變，因此負載端的電壓也會產生畸變，干擾其它電氣設備。

（2）使無功補償電容器等因過流過壓而損壞，增加電網產生諧振的可能，如果缺少安全措施，會損壞電力電容器或其它供用電設備。

（3）因為自身設計的原因，常規的計量裝置都是在50HZ標準正弦波情況下設計的。當諧被存在時，會降低計量準確度，導致結果失真。

（4）高次諧波噪聲會與鄰近線路的通訊設備通過磁場、電場賴合等相互影響，對人們的日常通訊造成不便。

（5）因為Ｈ相電流中的Ｈ次諧波在中線中是同相位的，在Ｈ相四線制中，可能導致流過中線的電流增大，使中線發熱或著火。使無功補償電容器等因過流過壓而損壞，增加電網產生諧振的可能，如果缺少安全措施，會損壞電力電容器或其它供用電設備。

為提高線性穩壓器電源的效率,適應現代電子設備多功能和小型化,開關電源電路應運而生。但開關電源的電路結構使得電網的功率因數下降(只有0.65左右),同時又使輸電線上損耗增加,浪費了大量電能。為此,在開關電源輸入級插入功率因數校正網絡,以利于提高電網質量。

有源功率因數校正電路中引入了有源器件，應用電流反饋使電壓、電流波形近似，是抑制諧波最有效的方法。

作為最清潔的二次能源，電能為人民的生活及社會經濟發展提供最基本的生活及生產資料，國際上已將電能的一次能源轉轉換率及占終端能源消費的比重作為重要標準來衡量一個國家經濟、科技、文化的發展水平。目前，我國電能的一次能源轉換率已接近45%，與發達國家水平接近，但我國的電能利用效率卻仍落后發達國家 20 年，低下的電能利用率最終導致我國嚴重的“電荒現象”，提高電能利用率已是迫在眉睫。

據不完全統計，超過 40%的電能是通過二次轉換后才接入用電設備中的，而在電能轉換過程中，效率每提高 1%，那么全國每年就能節省 25 億千瓦的電能。傳統的線性變換方式使用功率三極管進行電能變換，通過調整三極兩端電壓對輸出電壓進行穩定，在工作過程中雖然 EMI 較小，但三極管一直處于放大狀態，電路損耗較大;受工頻隔離變壓器的影響，該類型的變換器體積很大。

與線性電能變換方式不同，應用電力電子技術的電能變換器，其電路中的半導體器件工作于開通和關斷狀態，因此功率管導通損耗顯著減小，變換器效率大幅增加，此外，通過提高工作頻率，變換器的體積得到了有效控制，根據法拉第定律可以得知，相同功率下，磁性元器件的體積與開關頻率成反比，因此，隨著功率半導體器件技術的發展，開關電源技術的工作頻率也由原來的幾十kHz逐漸提高到幾百kHz。但是隨著開關頻率的不斷提高，開關電源技術又面臨著新的技術問題。首先，由于頻率的提高，原本在總能量損耗中不占主要份額的開關損耗變得不可忽視，該損耗還會隨著頻率的升高而不斷增大，大大降低了整個系統的效率。同時，由于開關損耗的增大，系統所需的散熱元件體積也不斷增加，因此整個系統的體積與重量也受到了較大的限制。另一方面，隨著頻率的升高，在開關開通關斷瞬間的 di/dt 和 dv/dt 也會隨之升高，這就會大大增加系統的 EMI，限制了開關電源在對 EMI 要求較高的場合的應用。

軟開關技術正是為解決以上提到的問題而發展出來的，該技術的核心思想是減少開關轉換時的電壓電流交疊區以達到減少開關損耗的目的^[8]。