[发明专利]一种高效率2KW通讯电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源，具体是一种高效率2KW通讯电源。

背景技术

在电力电子技术中，从电网获取交流电经整流得到直流电是电力电子技术中最常

用的一种变流方案，大电容的存在是为了得细低纹波的输出电压，但是只有当输入电压大于输出直流电压的瞬间，整流二极管才会导通.因此整流二极管的导通角小于180度,输入电流并不是和输入电压同频率的严格的正弦波，而是发生了严重的崎变。这种崎变了的尖峰脉冲状电流除了含有工频基波外，还含有各种离次谐波，会对电网造成严重的谐波“污染”电流波形的畸变被认为是一种“电力公害”，其危害主要表现在下几个方面。

（1）由于电网存在阻抗，谐波电流流过线路会产生畸变，因此负载端的电压也会产生畸变，干扰其它电气设备。

（2）使无功补偿电容器等因过流过压而损坏，增加电网产生谐振的可能，如果缺少安全措施，会损坏电力电容器或其它供用电设备。

（3）因为自身设计的原因，常规的计量装置都是在50HZ标准正弦波情况下设计的。当谐被存在时，会降低计量准确度，导致结果失真。

（4）高次谐波噪声会与邻近线路的通讯设备通过磁场、电场賴合等相互影响，对人们的日常通讯造成不便。

（5）因为Ｈ相电流中的Ｈ次谐波在中线中是同相位的，在Ｈ相四线制中，可能导致流过中线的电流增大，使中线发热或着火。使无功补偿电容器等因过流过压而损坏，增加电网产生谐振的可能，如果缺少安全措施，会损坏电力电容器或其它供用电设备。

为提高线性稳压器电源的效率,适应现代电子设备多功能和小型化,开关电源电路应运而生。但开关电源的电路结构使得电网的功率因数下降(只有0.65左右),同时又使输电线上损耗增加,浪费了大量电能。为此,在开关电源输入级插入功率因数校正网络,以利于提高电网质量。

有源功率因数校正电路中引入了有源器件，应用电流反馈使电压、电流波形近似，是抑制谐波最有效的方法。

作为最清洁的二次能源，电能为人民的生活及社会经济发展提供最基本的生活及生产资料，国际上已将电能的一次能源转转换率及占终端能源消费的比重作为重要标准来衡量一个国家经济、科技、文化的发展水平。目前，我国电能的一次能源转换率已接近45%，与发达国家水平接近，但我国的电能利用效率却仍落后发达国家 20 年，低下的电能利用率最终导致我国严重的“电荒现象”，提高电能利用率已是迫在眉睫。

据不完全统计，超过 40%的电能是通过二次转换后才接入用电设备中的，而在电能转换过程中，效率每提高 1%，那么全国每年就能节省 25 亿千瓦的电能。传统的线性变换方式使用功率三极管进行电能变换，通过调整三极两端电压对输出电压进行稳定，在工作过程中虽然 EMI 较小，但三极管一直处于放大状态，电路损耗较大;受工频隔离变压器的影响，该类型的变换器体积很大。

与线性电能变换方式不同，应用电力电子技术的电能变换器，其电路中的半导体器件工作于开通和关断状态，因此功率管导通损耗显著减小，变换器效率大幅增加，此外，通过提高工作频率，变换器的体积得到了有效控制，根据法拉第定律可以得知，相同功率下，磁性元器件的体积与开关频率成反比，因此，随着功率半导体器件技术的发展，开关电源技术的工作频率也由原来的几十kHz逐渐提高到几百kHz。但是随着开关频率的不断提高，开关电源技术又面临着新的技术问题。首先，由于频率的提高，原本在总能量损耗中不占主要份额的开关损耗变得不可忽视，该损耗还会随着频率的升高而不断增大，大大降低了整个系统的效率。同时，由于开关损耗的增大，系统所需的散热元件体积也不断增加，因此整个系统的体积与重量也受到了较大的限制。另一方面，随着频率的升高，在开关开通关断瞬间的 di/dt 和 dv/dt 也会随之升高，这就会大大增加系统的 EMI，限制了开关电源在对 EMI 要求较高的场合的应用。

软开关技术正是为解决以上提到的问题而发展出来的，该技术的核心思想是减少开关转换时的电压电流交叠区以达到减少开关损耗的目的^[8]。