现代通信基础开关电源的原理和设计PDF电子书下载

1.1 我国通信事业和通信基础电源的发展概况 1

1.1.1 我国通信事业的发展概况 1

1.1.2 现代通信设备供电系统的组成 1

第一章 现代通信开关电源的系统结构和配电设计 1

1.1.3 现代通信设备基础电源系统的发展概况 3

1.2 现代通信基础开关电源系统的概述 5

1.2.1 通信用高频开关电源的特点 5

1.2.2 现代通信基础开关电源系统的组成结构 7

1.2.3 现代通信基础开关电源系统的规格和型号 9

1.3.1 交流配电单元和配电柜 11

1.3 通信基础开关电源系统中的交、直流配电设计 11

1.3.2 直流配电单元和配电柜 13

1.4 开关电源整流柜和整流模块 14

1.4.1 开关电源整流柜 15

1.4.2 开关电源整流模块 16

第二章 现代通信设备对开关电源系统的要求 18

2.1 概述 18

2.1.1 典型通信设备对基础电源系统的要求 18

2.1.2 现代通信基础开关电源系统的设计指标和标准 19

2.2.1 控制、操作和指示性能 21

2.2.2 电网电压适应能力 21

2.2 基础开关电源系统的使用和操作性能 21

2.2.3 直流输出电压的调节范围 22

2.2.4 保护和告警功能 23

2.2.5 并联运行均分负载的性能 24

2.3 开关电源整流模块的电气性能要求 25

2.3.1 整流模块的产品系列 25

2.3.2 输出电压的杂音 26

2.3.3 效率和功率因数 27

2.3.4 动态响应和稳压精度 28

2.3.5 绝缘电阻和绝缘强度 29

2.4.1 需要适应的环境条件 30

2.3.6 软启动和可靠性预计指标 30

2.4 通信设备对开关电源系统其它性能的要求 30

2.4.2 防雷、干扰和音响噪音 31

2.4.3 开关电源系统的外观 32

第三章 通信开关电源整流模块的主电路设计 33

3.1 逆变开关电路的形式 33

3.1.1 逆变开关电路拓扑结构的类型 33

3.1.2 各种逆变电路的性能分析和对比 36

3.1.3 功率变换电路的不平衡问题 38

3.2 功率变换方式的发展和应用 41

3.2.1 现代功率变换技术的分类和发展 42

3.2.2 负载谐振PFM变换技术 43

3.2.3 硬开关PWM变换技术 46

3.3 部分谐振软开关功率变换技术 48

3.3.1 双零开关功率变换技术 48

3.3.2 双零转换功率变换技术 52

3.3.3 ZVT-PWM变换技术的典型应用 57

3.4 通信开关电源整流模块的主电路结构和基本设计步骤 62

3.4.1 整流模块的电路结构 62

3.4.2 整流模块的基本设计步骤 63

3.4.3 整流模块逆变开关电路的选择 64

3.4.4 整流模块功率变换方式的选择 66

3.5.1 逆变变压器的设计原则和依据 68

3.5 通信开关电源逆变变压器的设计 68

3.5.2 逆变变压器的设计方法和步骤 70

3.5.3 变压器绕制中的几个问题 75

3.5.4 单端反激式开关电源变压器的设计 78

3.6 整流模块输出整流电路的设计 81

3.6.1 基本整流电路 81

3.6.2 新型整流电路 82

3.7 整流模块输出滤波电路和滤波电抗器的设计 85

3.7.1 开关电源输出滤波电路的形式和应用 85

3.7.2 整流模块滤波电路的参数设计 86

3.7.3 输出滤波电抗器的结构设计 87

第四章 主电路器件和材料的性能和应用 91

4.1 主电路开关器件的类型和参数 91

4.1.1 通信开关电源用电力电子开关器件 91

4.1.2 功率场效应晶体管的基本性能 93

4.1.3 绝缘栅双极晶体管(IGBT)的基本性能 99

4.2 VMOSFET和IGBT的应用 104

4.2.1 VMOSFET的应用问题 104

4.2.2 IGBT的主要参数及定额选择 106

4.2.3 IGBT的驱动和保护 108

4.3.1 不控整流器件的类型和选择 112

4.3 整流器件的类型和选择 112

4.3.2 可控整流器件的类型和选择 116

4.4 铁芯和绝缘材料的性能和应用 117

4.4.1 铁芯材料的类型和性能对比 117

4.4.2 通信开关电源整流模块所用的铁芯材料 119

4.4.3 绝缘材料的性能和应用 126

4.5 滤波电容器的类型和应用 127

4.5.1 滤波电容器的分类和特性 127

4.5.2 滤波电容器的主要参数 130

4.5.3 滤波电容器的应用 132

4.6.1 整流模块的散热方式 135

4.6 整流模块的散热技术设计 135

4.6.2 功率器件发热损耗的计算方法 136

4.6.3 整流模块散热器的选择 137

第五章 通信开关电源整流模块的控制技术设计 141

5.1 开关电源整流模块控制系统的设计 141

5.1.1 整流模块控制系统的结构和性能指标 141

5.1.2 整流模块控制系统的稳定性及设计 143

5.4.1 移相全桥ZVT-PWM集成控制芯片 146

5.1.3 整流模块控制系统的调节器和校正环节 146

5.2 控制技术的方案选择与设计 149

5.2.1 控制技术设计的内容和时间比例控制方式 149

5.2.2 电压型控制和电流型控制 150

5.3.1 功率变换集成控制芯片的分类 156

5.3.2 电压型硬开关PWM集成控制芯片 156

5.3 集成控制芯片的分类和硬开关PWM集成控制芯片 156

5.3.3 电流型硬开关PWM集成控制芯片 160

5.4 软开关PWM集成控制芯片 164

5.4.2 单端有涛箝位/复位ZVT-PWM集成控制芯片 168

5.4.3 谐振开关变换集成控制芯片 169

5.5 控制、操作、保护告警功能和电路设计 174

5.5.1 电源模块的控制、操作功能和电路设计 174

5.5.2 通信开关电源系统和整流模块的检测功能 177

5.5.3 电源模块的保护、告警功能的电路设计 179

5.6 并联运行均分负载的控制技术 181

5.6.1 并联运行均流控制技术的分类、原理和设计 181

5.6.2 并联均流集成控制芯片UC3907及其应用 183

5.7 合闸冲击电流限制和软启动电路的设计 186

5.7.1 通信开关电源整流模块的合闸控制和软启动问题 186

5.7.2 合闸控制和软启动电路的设计 186

第六章 整流模块直流输出电压杂音的抑制和电磁兼容性设计 189

6.1 直流输出电压杂音和电磁干扰概述 189

6.1.1 电磁干扰和电压杂音的基本概念及其关系 189

6.1.2 直流输出电压杂音的分类和测量方法 190

6.1.3 电压杂音产生的原因 192

6.2 输出电压杂音的抑制措施 193

6.2.1 输入工频纹波引起的电压杂音的抑制措施 194

6.2.2 开关频率输出纹波的抑制措施 195

6.2.3 高频振荡输出杂音的抑制措施 195

6.3 通信开关电源电磁干扰的抑制措施 197

6.3.1 通信开关电源电磁干扰(EMI)的传播 197

6.3.2 电磁干扰抑制的内容、元器件和材料 198

6.4 电磁兼容性的概念、标准和设计 201

6.4.1 电磁兼容性(EMC)及其标准 201

6.4.2 整体结构布局和布线的EMC设计 203

7.1 输入整流电路的形式和功率因数 207

7.1.1 输入整流电路的形式 207

第七章 输入整流滤波和功率因数校正电路设计 207

7.1.2 功率因数的概念和谐波的危害性 209

7.2 无源输入滤波和功率因数校正技术设计 209

7.2.1 无源输入滤波和功率因数校正(PFC)的原理 209

7.2.2 无源功率因数校正LC滤波参数的设计 210

7.3 高频有源输入滤波与功率因数校正技术 211

7.3.1 高频有源输入滤波与功率因数校正的基本原理 211

7.3.2 高频有源输入滤波与功率因数校正电路的设计 213

7.4.1 高频有源PFC集成控制芯片的结构和特性 214

7.4 高频有源PFC集成控制芯片及其应用 214

7.4.2 高频有源PFC集成控制芯片的应用 216

第八章 现代通信开关电源系统的计算机监控系统 221

8.1 现代通信开关电源系统的计算机监控系统 221

8.1.1 现代通信设备集中监控系统的组成 221

8.1.2 现代通信电源设备集中监控系统的内容 222

8.1.3 通信电源集中监控系统的组成和功能实现 224

8.1.4 通信电源集中监控系统的性能及其改善 226

8.2 通信开关电源系统的集中监控模块 227

8.2.1 集中监控模块的功能 227

8.2.2 集中监控模块的设计 228

8.3 开关电源整流模块的监控单元 229

8.3.1 监控单元的功能 229

8.3.2 监控单元的设计 230

8.4 交、直流配电柜的监控单元 232

8.4.1 交流配电柜的监控单元 232

8.4.2 直流配电柜的监控单元 233

8.5 通信电源集中监控后台系统的软件设计 234

第九章 通信开关电源整流模块的设计实例 240

9.1 48V/50A整流模块(双单端正激变换)的设计 240

9.1.1 设计要求、基本方案选择和计算 240

9.1.2 主电路设计 242

9.1.3 变压器、电抗器的设计 243

9.1.4 控制电路的设计 244

9.1.5 高频有源PFC的电路设计 247

9.2 48V/100A整流模块(移相全桥变换)的设计 249

9.2.1 设计要求、基本方案选择和计算 249

9.2.2 主电路设计 251

9.2.3 变压器、电抗器的设计 254

9.2.4 控制电路的设计 255

9.2.5 监控单元和监控模块的设计 258

参考文献 259