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高效率、低应力、低污染、低输出纹波通信开关电源的研发
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摘要：电源是通信系统的供电核心。在系统分析电源关键技术的基础上，采用软开关有源功率因数校正技术，相移谐振软开关变换技术和输入EMI、输出纹波滤波技术研制成高效率、低应力、低污染、低输出纹波的开关电源，并通过了原邮电部入网测试。
关键词：电源软开关功率因数校正移相谐振
1 引言
高频开关通信电源系统是通信、电力、交通、金融等行业的主要供电设备，是集电路、磁路、控制及计算机技术于一体的高新技术产品。目前国内外许多大公司，包括英国Advance、华为、中兴、通力环等都有系列产品销售。但随着通信产业和电力电子技术的发展，电源技术也在不断地前进。本文对影响开关电源性能的几个关键技术进行了分析，在此基础上研制新型高可靠性、高效率、低污染开关电源系统。
2 市场对新型开关电源的主要技术要求
（1）高可靠性开关电源系统MTBF（平均无故障工作时间）应≥15万小时。
（2）低电磁污染主要包括低输入谐波干扰和低高频电磁干扰两个方面。
（3）低输出纹波纹波大是开关电源的缺点之一，是引起数字电路误动作、计算机死机的主要原因。
3 新型开关电源组成
新型低污染、高效率、低应力、低输出纹波开关电源的原理框图如图1所示，主要包括EMI及浪涌吸收滤波电路，前级有源软开关功率因数校正电路，相移谐振软开关DC/DC变换电路及输出纹波抑制电路等。
图1
4 低应力高可靠电源变换技术
功率器件开关应力（包括热应力和电应力）是影响电源可靠性的主要因素，功率器件的热应力包括其稳态温升和开关过程中的动态功耗两部分，稳态温升主要和系统的效率有关，只有减少系统各元器件的功耗（主要包括变压器、变换器件、吸收回路的功耗），才能提高系统效率从而降低稳态温升。动态损耗即开关过程中UI乘积，可通过使开关过程中电压、电流波形错位的方法来减少。功率器件的电应力即开关过程中电压、电流变化率及峰值。新型电源设计中采用软开关变换技术来减少功率器件的应力，提高系统可靠性。软开关变换技术包括前级功率因数校正、软开关变换技术和后级相移软开关变换技术两部分，前级功率因数校正及软开关变换电路的原理如图2所示。
控制电路采用Unitrode公司UC3855完成，主、辅管驱动波形如图3所示，V1为主开关管，V2为辅助开关管，在主管V1开通之前先使V2导通，实现主开关管的ZVS开通，从而显著降低功率器件的开关损耗和开关电应力，提高系统的可靠性和电磁兼容性。
图2
图3
后级相移软开关变换电路原理如图4所示。
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