开关电源在专业功放中的应用分析

第一篇：开关电源在专业功放中的应用分析

开关电源在专业功放中的应用分析 广州邮科电源，直流电源、通信电源生产厂家，服务热线：020-85532781 官网：众所周知：现代开关电源技术的发展正以空前的规模改造着传统的旧式电气设备，广泛进入了国民经济和人类生活的各个领域。它具有功率密度大、体积小、重量轻、高效率、高可靠性和低噪声，低污染的优良品质，极大地节约了电能、降低了材耗与成本，明显地减少了电磁干扰。正如现时在我们日常生活中流行的“变频空调”、“节源40%以上的冰箱”、及工业常见的“弧焊、电解、加热、充电、超声、电机调速”等等高技术附加值产品，正就是使用了高频开关电源技术的结果！

我们现在来回顾一下：我们现代的高频大功率开关稳压电源技术，其实是一项知识面宽、跨度大、难度大、又极具风险的复杂技术，它能把电网提供的强电和粗电，变换成各种电气设备和仪器所需要的高稳定度精电和细电，即提供不同规格的电压和电流值，它是现代电子设备中重要的中央供电系统。有统计称：在电气设备中的常见故障有近一半出在电源问题上，我想这一点都不为过。因为现代高频开关电源所涉及的内容横跨了多个学科，大概如微电子精细加工的智能化控制芯片系统，和日益更新的高性能功率电力器件及高频变压器磁性材料，非晶和微晶等等领域，正是如此，也就足以证明了这项技术的高科技含量的价值，是一般企业可望而不可及的。由于时间关系，在此也就不多作展开阐述了。我现在所讲的专业攻放开关电源：就是在现代高频开关稳压电源的基础上解除了其大环路反馈，消除了其因稳压需要而调整开关脉宽而造成开关转换速率突降而形成对功放大动态瞬间输出供电电力不足矛盾的一种新型电源。它就是一种全新开发的无反馈、无稳压、有良好浮动负载驱动能力的专利技术FPA品牌专业功放专用开关电源，也就是我今天所讲的主题。

FPA专业功放专用配套“高频开关电源”除具有以上优点外，更具特有的软接通软关断及交流功率因素校正（PFC）电路单元，绝对杜绝了开关机对电网的冲击和污染，使交流电源的利用率提高40%以上。对过欠压、过载、短路等完善的保护电路措施也是此电源的又一亮点。此外，还采用了智能压限电路，保证该机在不同负载（1Ω-16Ω）不同功率下均彻底消灭了削波失真。还有，该机的负载范围宽，在2Ω负载下仍能长期稳定地工作，因而适应能力更广。它也具有桥接功能，先进的温控系统；更值得一提的是，它还有对整机输入信号的灵敏度有自动适应能力（0dB～+20dB），对各种音源的适应能力更强大。此电源的最大输出功率在4000-5000W间，目前电源产品输出最高直流电压为：±75V、±150V、单边电流30A，完全满足二阶H类专业功放的供电，此电源对应功放输出有：8Ω/85V即950W连续有效功率，4Ω/70V即1200W连续有效功率，此功放对应公司型号为FPA品牌CE1200，重量仅是传统的1/

4、2U机箱。由于应用了开关电源的专业功放体现众多优点，它代表专业功放的发展方向，是当前专业功放又一佳作。

第二篇：电子负载在开关电源测试中的应用

电子负载在开关电源测试中的应用

随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源--开关电源。开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器、电子冰箱、液晶显示器、LED灯具、通讯设备、视听产品、安防、电脑机箱、数码产品和仪器类等领域。

开关电源是一种电压转换电路，主要的工作内容是升压和降压，广泛应用于现代电子产品。因为开关三极管总是工作在 “开” 和“关” 的状态，所以叫开关电源。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。

现代开关电源有两种：一种是直流开关电源；另一种是交流开关电源。本文里所提到的开关电源则只是指直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源（粗电），如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压（精电）。直流开关电源的核心是DC/DC转换器。因此直流开关电源的分类是依赖DC/DC转换器分类的。也就是说，直流开关电源的分类与DC/DC转换器的分类是基本相同的，DC/DC转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。

深圳市费思泰克科技有限公司研发制造的可编程直流电子负载系列产品--FT6800A系列大功率可编程直流电子负载、FT6600A系列多通道可编程直流电子负载和FT6300A系列单通道可编程直流电子负载在应用领域得到了广泛的应用。

开关电源在研发、制造以及品质检查过程中需要到一种专业的测试设备--直流电子负载。费思可编程直流电子负载在对开关电源做测试时，可以提供恒流、恒压、恒阻和恒功率四种测试模式，并且这四个模式均可做瞬态测试，同时在测试过程中开过电源出现的过电流、过电压、过功率、电压反向、过热、吃载电压和失控等异常现象，费思电子负载可根据异常类型采取相应的保护措施，以有效得保护开关电源和负载本身。产品本身具有强大的自动测试功能，无需人为干涉，真正实现了产品的测试自动化。

此外，费思科技为负载本身提供了一套具有虚拟仪器功能的功能性软件，对于在测试过程中得到的数据可以打印报告、生成图像、导出报表及保存数据，软件以图像和数据共同显示的方式，更直观和便于对比。可以说，费思可编程直流电子负载是开关电源制造企业在产品研发、制造以及品质检查过程中更精确、更周到及更方便的测试解决方案。在开关电源测试中应用到直流电子负载的项目主要有：功率因素和效率测试、能效测试、输入电流测试、浪涌电流测试、电压调整率测试、负载调整率测试、输入缓慢变动测试、纹波及噪音测试、上升时间测试、下降时间测试、开机延迟时间测试、关机维持时间测试、输出过冲幅度测试、输出暂态响应测试、过电流保护测试、短路保护测试、过电压保护测试、重轻载变化测试、输入电压变动测试、电源开关循环测试、元器件温升测试、高温操作测试、高温高湿储存测试、低温操作测试、低温储存测试、低温启动测试、温度循环测试、冷热冲击测试、绝缘耐压测试、跌落测试、绝缘阻抗测试和额定电压输出电流测试等等数十项。

随着科技技术的发展，模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，可以设计成N+1冗余电源系统，并实现并联方式的容量扩展，这就使得开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了开关电源的发展前进。另外，开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。

相信电力电子技术的不断创新，必然会使开关电源产业有着更为广阔的发展前景。而要加快我国开关电源产业的发展速度，就必须走技术创新之路，走出有中国特色的产学研联合发展之路，为我国国民经济的高速发展做出贡献。（责编：佩）

第三篇：磁珠原理及其在开关电源中的应用

磁珠原理及其在开关电源中的应用

导 读：由于电磁兼容的迫切要求，电磁干扰(EMI)抑制元件获得了广泛的应用。然而实际应用中的电磁兼容问题十分复杂，单单依靠理论知识是完全不够的，它更依赖于广大电子工程师的实际经验。为了更好地解决电子产品的电磁兼容性这一问题，还要考虑接地、电路与PCB板设计、电缆设计、屏蔽设计等问题。本文通过介绍磁珠的基本原理和特性来说明它在开关电源电磁兼容设计中的重要性与应用，以期为设计者在设计新产品时提供必要的参考。

磁珠及其工作原理

磁珠的主要原料为铁氧体，铁氧体是一种立 方晶格结构的亚铁磁性材料，铁氧体材料为铁镁合金或铁镍合金，它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似，颜色为灰黑色。电磁干扰滤波器中经常使用的一类磁芯就是 铁氧体材料，许多厂商都提供专门用于电磁干扰抑制的铁氧体材料。这种材料的特点是高频损耗非常大，具有很高的导磁率，它可以使电感的线圈绕组之间在高频高 阻的情况下产生的电容最小。新晨阳铁氧体材料通常应用于高频情况，因为在低频时它们主要呈现电感特性，使得损耗很小。在高频情况下，它们主要呈现电抗特性并且随 频率改变。实际应用中，铁氧体材料是作为射频电路的高 频衰减器使用的。实际上，铁氧体可以较好的等效于电阻以及电感的并联，低频下电阻被电感短路，高频下电感阻抗变得相当高，以至于电流全部通过电阻。铁氧体 是一个消耗装置，高频能量在上面转化为热能，这是由它的电阻特性决定的。

对于抑制电磁干扰用的铁氧体，最重要的性能参数为磁导率和饱和磁通密度。磁导率可以表示为复数，实数部分构成电感，虚数部分代表损耗，随着频率的增加而增 加。因此它的等效电路为由电感L和电阻R组成的串联电路，电感L和电阻R都是频率的函数。当导线穿过这种铁氧体磁芯时，所构成的电感阻抗在形式上是随着频 率的升高而增加，但是在不同频率时其机理是完全不同的。在高频段，阻抗主要由电阻成分构成，随着频率的升高，新晨阳电容电感磁芯的磁导率降低，导致电感的电感量减小，感抗成分减小，但是，这时磁芯的损耗增加，电阻成分增加，导致总的阻抗增加，当高频信号通过铁氧体时，电磁干扰被吸收并转换成热能的形式消耗掉。在低频段，阻抗主要由电感的感抗构成，低频时R很小，磁芯的磁导率 较高，因此电感量较大，电感L起主要作用，电磁干扰被反射而受到抑制，并且这时磁芯的损耗较小，整个器件是一个低损耗、高品质因素Q特性的电感，这种电感 容易造成谐振，因此在低频段时可能会出现使用铁氧体磁珠后干扰增强的现象。

磁珠种类很多，制造商会提供技术指标说明，特别是磁珠的阻抗与频率关系的曲线。有的磁珠上有多个孔洞，用导线穿过可增加元件阻抗(穿过磁珠次数的平方)，不过在高频时所增加的抑制噪声能力可能不如预期的多，可以采用多串联几个磁珠的办法。

值得注意的是，高频噪声的能量是通过铁氧体磁矩与晶格的耦合而转变为热能散发出去的，并非将噪声导入地或者阻挡回去，如旁路电容那样。因而，在电路中安装铁氧体磁珠时，不需要为它设置接地点。这是铁氧体磁珠的突出优点。

关键字：磁珠 电感

第四篇：PS223在高性能ATX开关电源中的应用

PS223在高性能ATX开关电源中的应用

开关电源SPS(Switching Power Supply)利用现代电力电子技术，以小型、节能、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备。开关电源以安全、可靠为第一原则，高性能大功率ATX电源设计中应用电源管理监控芯片实现防浪涌软启动以及防过压、欠压、过热、过流、短路、过温等保护功能。ATX电源概述与电源管理监控保护功能

Intel制定的大功率(350～900 W)ATX电源规范版本是ATXl2V 2．2，+12 V采用双路输出，其中一路+12 V(A)专为CPU供电，而另一路+12 V(B)则为其他设备供电，输出到主板的接头为24针脚，以输出两组+12 V。

高性能开关电源设计为主动式功率因素校正PFC(Power Factor Correction)，采用诸如Champion公司出品的CM6800G整合型PFC／PWM控制器，为电源提供PFC及PWM功率级电路整合控制，使用诸如PS223等电源管理监控芯片提供过压、过流、过功率、低电压和短路等多重保护。温度是影响电源设备可靠性的最重要因素，根据有关资料分析表明，过热会导致功率器件造成损坏，需要设置过热保护电路。保护设计中的短路保护(SCP)、过载保护(OPP)是ATXl2V强制标准，在短路和各路总负载过载时触发以保护电源；过电流保护(OCP)防止电源某路输出过载；过温保护(OTP)防止电源内部过热；过压／欠压保护(OVP／UVP)用于当输出电压超过／低于标准值20～25％时触发，电源若有异常便会立刻切断输出，各路电压全部没有输出。在接通电源的瞬间，风扇动一下就停，电源即处于保护状态。

图l为开关电源转换流程方框图，开关电源转换流程为交流输入→EMI滤波电路→整流电路→功率因子修正电路→功率级一次侧(高压侧)开关电路转换成脉流→主要变压器→功率级二次侧(低压侧)整流电路→电压调整电路(DC-DC转换电路)→滤波电路→电源管理监控→输出。

2,PS223的功能特点

SiTI出品的PS223是专门为高性能、大功率开关电源设计的电源管理监控芯片，具有控制、产生PG以及同时稳定+3．3 V、+5 V、+12 V(A)、+12 V(B)3种电压，实现各路输出的UVP(低电压保护)、OVP(过电压保护)、OCP(过电流保护)、SCP(短路保护)，并提供一路具有自恢复功能的控制输入端，可作为OTP(过温度保护)或-12 V UVP(低电压保护)，当超出片内设定值后，会关闭并锁定控制电路，停止电源供应器输出，待故障排除后才可重新启动，内部设计有过载保护以及防雷击功能，可保证整个电源稳定工作。3,PS223主要性能指标

1)过压／欠压保护和锁定；2)过电流保护和锁定；3)故障保护，关闭输出；4)电源良好输出及信号保护；5)内置300 ms电源良好输出延时；6)75 ms低电压／过电压延迟保护；7)38 ms抗冲击保护；8)73μs抗噪声保护；9)宽电源电压范围(90～270 V)；lO)交流电源关闭特别保护。4,PS223引脚功能说明

PS223采用16引脚DIP封装，各引脚功能如下：PGI为MAIN POWER信号输出端；VSS为接地端；为OVP／UVP／OCP保护信号输出端；为REMOTE CONTROL输出端，用于开关SPS；ISl2A为12 V(A)OCP比较器V+输入端，内建Sink电流源，用于OCP保护工作点调整；RI用于通过接地电阻产生OCP电流源(R1：20～80 kΩ)；ISl2B用于12 V(B)OCP比较器V+输入端，内建Sink电流源，用于OCP保护工作点调整；VSl2B用于12 V(B)OCP比较器V-输入端，12 V(B)OVP／UVP检测；OTP为附加保护功能，可用于OTP(温度异常保护)；IS5为5 V OCP比较器V+输入，内建Sink电流源，用于OCP保护工作点调整；IS33为3．3 V OCP比较器V+输入，内建Sink电流源，用于OCP保护工作点调整；VSl2A为12 V OCP比较器V-输入，12 V OVP／UVP检测：VS33为3．3 V OCP比较器V-输入，3．3 V OVP／UVP检测：VS5为5 V OCP比较器V-输入，5 V OVP／UVP检测；VCC为工作电源3．8～15 V；PGO用于PW-OK，电源SPS输出正常状态信号。5,主要控制信号说明

ATX开关电源依靠PGI(+5 VSB)、控制信号的组合来实现电源的开启和关闭。

PGI(+5 VSB)是供主机系统在ATX待机状态时的电源，用于网络唤醒WOL(Wake-up On Lan)和开机电路、USB接口等以及开闭自动管理的工作电源，在待机及受控启动状态下，其输出电压均为5 V高电平，使用紫色线由ATX插头9脚引出。

为主机启闭电源或网络计算机远程唤醒电源的控制信号，当按下主机面板的POWER开关或网络唤醒远程开机，受控启动后PSON由主板的电子开关接地，当该端口的信号电平大于1．8 V时，主电源为关；信号电平低于1．8 V时，主电源为开。使用绿色线从ATX插头14脚输入。

PGO(PW_OK)是供主板检测电源好坏的输出信号，输出在2 V以上时，电源正常，输出在1 V以下时，电源故障。通常待机状态为零电平，受控启动电压输出稳定后为5 V高电平。使用灰色线由ATX插头8脚引出，该信号是判断电源寿命及质量是否合格的主要依据之一。

是UVP(低电压保护)、OVP(过电压保护)、OCP(过电流保护)保护控制信号输出端。6,应用电路及设计

PS223典型应用电路如图2所示。

对图2说明如下：1)元件X为齐纳二极管、电阻或两者串联使用；2)旁路电容器Cby选定值为0．1～10μF，布局时尽可能靠近VCC引脚；3)Rs12(1)、Rs12(2)、Rs5和Rs33≥0．002 Ω；4)过流保护设计计算：①Iref=20μA，；②Rss=0．002Ω，△V5v=0．002I+5v=8Rcc5Iref③如+5 V输出为最大20A，则；5)温度保护设计计算：①NTC(25℃～10K)，(70℃～2．2 K)②如过热控制温度(OTP)不超过70℃，则

7, 各针脚辅助电路

1)PGI：如果输入电压过高可用齐纳二极管箝压，如有必要用电阻或者串联电阻，阻值为10～100 Ω，选定值10 Ω。CPGI-1为滤波电容，取值范围为0．1～1．0μF，选定值O．1μF。CPGI-2为滤波电容，取值范围为0.01～1．OμF，选定值O．1μF。

2)PSON：可与地并联0．1～1．O μF滤波电容，抑制干扰，选定值0．1μF。如需与地串联电阻，则R<1 kΩ。3)PGO：可与地并联0．1～1．0 μF滤波电容或齐纳二极管(Vz=6．5 V)，或两者并用抑制干扰。3．2．2 设计注意事项

1)OCP应用：OCPRs为电阻或扼流圈，使用电阻(精度1％)比扼流圈(精度20％)更好，杂波小；OCP保护点准确度补偿使用容量大于0．01μF电容并联以提高抗干扰能力，选定值为0．1 μF。2)使用OTP针脚作为OTP(过温度保护)或-12 V UVP(低电压保护)，也可使用VS33搭配电路实现相同功能，如不使用OTP针脚，可直接接地或与电阻(R>1 kΩ)串联接地。

3)如某IS针脚不使用，可以开路，但最好是接1 kΩ电阻至对应的VS针脚。

4)电源管理监控电路设计不良会因静电释放、浪涌等原因产生误动作导致主机自动关机重启，设计时应在芯片VCC引脚串联200 Ω电阻，及与GND并联0．1μF电容。8,调试流程图

9, 测试平台及数据

硬件部分：处理器为Intel Core 2。Extreme QX6700 3．6GHz 1．45 V；主板为华硕P5K Premium／WiFi(P35+ICH9R)；内存为创见l GB DDR2-667 D9GMHx2：显示为鸿海8800GTS(G80)320 M；硬盘为Seagate Cheetah 36 Gx2、WD万转小暴龙36 Gxl、WD2000JD 200Gxl；12 cm风扇6个，MCP-650直流水冷1套。

软件部分为WINDOWS XP SP3、SP2004(Stress Prime2004)超频检测软件，能使CPU达到接近最大功耗和发热量，从而测试CPU的稳定性。测试数据如表1所列。

第五篇：智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用

智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用

1直流系统改造的目的和必要性

变电站内的继电保护、自动装置、信号装置、事故照明和电气设备的远距离操作，一般采取直流电源，所以直流电源的输出质量及可靠性直接关系到变电站的安全运行和平稳供电。变电站的直流系统被人们称为变电站的“心脏”，可见它在变电站中是多么的重要。中原油田的电力系统始建于上世纪70年代末，因受当时技术条件的限制，陆续建起的变电站直流系统设备有的为硅整流电容补偿直流电源，有的为带有铅酸蓄电池的KGCA—50/98～360、KGCFA—75/200～360型硅整流直流电源，有的为BZGN—20/220型镉镍电池直流屏。部分投运较早、运行时间较长的变电站直流设备老化严重，给变电站的安全、可靠运行带来了严重的威胁。如某110kV变电站就曾因直流系统故障，造成越级跳闸，导致全站失电的恶性事故。其它各站虽未发生大的事故，总因直流系统经常发生问题，缺陷较多，有的缺陷无法处理，致使直流系统长期处于“带病”运行状态，导致给用户无法正常供电。

随着电力工业的迅速发展，为提高电网的供电质量，使电网安全、经济运行，并实现电力系统的自动化，从而对电力控制系统的关键设备—控制电源的要求也越来越高。而原来的直流设备均采取传统的相控电源，效率低、纹波系数大，在电磁辐射、热辐射、噪声等方面都不尽人意。另外，监控系统不完善，采取1＋1备份方式，对二次电路越来越先进的仪器仪表、控制、自动化设备很难满足其技术要求。此外由于相控电源浮充电压易波动，会出现蓄电池脉动充放电现象，对免维护蓄电池损害极大，影响电池寿命。加之其它设备改造和新设备的投入，原来的相控电源已远远不能满足中原油田电力系统的需要，急需进行改造更换，才能保证电气设备的安全运行和平稳供电。而智能高频开关电源由于其体积小，重量轻，技术指标优越，模块化设计，N＋1热备份方式，便于“四遥”等优点，已在诸多领域得到广泛应用。上世纪90年代以后，国外先进工业国家新建或改造电厂和变电站已全部采用高频开关电源，其蓄电池亦全部采用免维护蓄电池。为了实现中原油田电网设备达到同行业先进水平的目标，根据电网实际情况，直流系统设备改造采用目前先进的智能高频开关电源系统。2智能高频开关电源系统的性能特点

为了保证智能高频开关电源系统的质量，我们组织了多名技术人员对多个生产厂家进行了考察，了解厂家的生产工艺、规模和实验测试手段等情况，经过“货比三家”后，技术改造决定使用GZDW—200/220型操作电源。它是专为电力系统研制开发的新型“四遥”高频开关电源，采取高频软开关技术，模块化设计，输出标称电压为220V，配有标准RS?232接口，易于与自动化系统对接，适用于各类变电站、发电厂和水电站使用。此设备有下列性能特点： 1）模块化设计，N＋1热备，可平滑扩容。

2）监控功能完善，高智能化，采取大屏幕液晶汉字显示，声光告警。

3）监控系统配有标准RS?232接口，方便接入自动化系统，实施“四遥”及无人值守。

4）对蓄电池自动管理及自动维护保养，实时监测蓄电池组的端电压，充、放电电流，自动控制均、浮充以及定期维护性均充。5）具有电池温度补偿功能。6）模块可带电插拔，更换安全方便。

7）降压方式采取新型高频软开关无级双向调压，摒弃传统硅堆降压方式，输出电压精度高，动态响应速度快。8）采用最新软开关电源技术，采用进口器件。3智能高频开关电源系统的组成及各部分作用 智能高频开关电源系统由交流配电，绝缘检测，监控模块、整流模块、调压模块，直流馈电等组成。系统工作原理框图如图1所示。

交流配电为系统提供三相交流电源，监测三相电压、电流及接触器状态；判断交流输入是否满足系统要求，在交流输入出现过压、欠压、不平衡时自动切断有故障的一路，并切换到另一路供电，系统发出声光告警。装有每相通流量40kA、响应速度为25μs的三相避雷器，能有效地防止雷击对设备造成的损坏。

绝缘监测采用进口非接触式直流微电流传感器，利用正负母线对地的接地电阻产生的漏电流，来测量母线对地的接地电阻大小，从而判断母线的接地故障。这一技术无须在母线上叠加任何信号，对直流母线供电不会有任何不良影响，彻底根除由直流母线对地电容所引起的误判和漏判，对于微机接地监测技术是一重要突破。

监控模块是整个直流系统的控制、管理核心，其主要任务是对系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态，根据测量数据及运行状态实时进行处理，并以此为依据对系统进行控制，实现电源系统的全自动精确管理，从而提高电源系统的可靠性，保证其工作的连续性、安全性和可靠性。具有“遥测、遥信、遥控、遥调”四遥功能，配有标准RS?232接口，方便纳入电站自动化系统。

整流模块为合闸母线、控制母线提供正常的负荷电流，本身具有LCD汉字显示、操作键盘，模块工作状态和工作参数一目了然，可以带电插拔，具有软件较准，自主均流、ZVS软开关技术。

调压模块无论合闸母线电压如何变化，输出电压都被稳定控制在220（1±0.5％）V，具有带电拔插技术、软开关技术和双向调压特性。

直流馈电设有控制输出、合闸输出、电池输入、闪光、事故照明、48V电源输出等。控制母线有三种途径供电，确保控制母线供电安全可靠。配有智能直流监控单元，可测量母线电压、电流及开关状态等。电池巡检仪对电池电压进行实时监测，将信息及时反馈到监控模块。

蓄电池全密闭、免维护、无污染、无腐蚀，任何方向可放置使用，使用温度范围宽（－40℃～60℃）；深放电至零伏，24h内充电可恢复；可大电流放电，起动电流大，自放电率极低，具有安全防爆排气系统，是理想的操作、控制不间断电源。4直流系统设备改造中改进的问题 1）改进了新设备直流馈出线部分的不合理布置。为节省投资，我们利用原来直流系统的控制、信号及合闸电路的出线，但与新设备馈出线的位置及大小都不相适应，为此，我们对新设备直流馈出线部分按现场实际情况进行了改造，使安装更加容易，布线更为合理，运行更加可靠。2）添加了蓄电池的放电电路。

3）结合中原油田电网实际，对设备出厂时参数设置的不适应之处进行了改变，保证设备运行后更加可靠。

4）对闪光继电器等电气元件安装位置进行了调整。原元件安装位置不尽合理，损坏后不便维护、更换，改造后的位置便于维护，省时省力。

5）对模块监控单元、直流监控单元、交流监控单元进行了改进，增加了防护盖以防短路、灰尘进入等。5智能高频开关电源系统应用情况

改造后的直流系统设备经过两年来的运行，技术指标合理，各项参数显示正确，操作方便、直观，自动化程度高，维护工作量大幅度减少，设备保护功能齐全，能可靠动作。反映故障及时且准确无误，对电池能自动管理无须专人维护，设备运行稳定可靠，从未发生影响正常供电的现象。

改造后的直流系统与原来的直流系统相比较，性能稳定，精度高，安全、可靠，保证了油田的油气生产，居民生活及医院、道路等的用电，降低了噪音，改善了值班人员的工作环境，确保了变电设备安全可靠运行，产生了明显的经济效益和社会效益，主要体现在以下几个方面：

1）原来的相控电源纹波系数大，其输出含有的交流成份较大。尤其是赵村变电所最为明显，交流成份含量更高，对二次设备影响最大，造成二次设备误动、损坏、甚至有的设备无法正常工作。而改造后的智能高频开关电源纹波系数很小，输出特别稳定。2）原来的相控电源采用硅堆调压，硅降压响应速度慢，反应时间为几十毫秒，输入电压突变时在输出上会产生很大的冲击，因冲击不稳定而易烧坏二次设备。而改造后的高频开关电源采用无级调压方式，响应速度快，输入电压突变时，模块在200μs内调整完成，过冲小于5％。

3）原来的相控电源充电机、浮充机等噪音较大，且无降温措施，有的变电站浮充机发热严重。而改造后的智能高频开关电源噪音小，模块采用优质风机降温，保证了模块元器件正常工作，使值班人员的工作环境大大改善。

4）原来用的是铅酸电池或镉镍电池，既需要专门设置蓄电池工进行维护、保养，还需要配备维护电池用的有关容器、仪表、原料、蒸馏锅、蒸馏水等。而改造后用的是美国“理士”免维护电池，平时不需要进行一系列的维护工作，减少了人力物力。5）原来的相控电源功率因数低，一般在0.7以下，效率在60％左右，而改造后的智能高频开关电源功率因数达0.9以上，效率高达94％以上。

6）原来的相控电源经常出现故障，有时因无法操作送电而造成原油生产损失，如1997年9月23日某110kV变电所因直流系统故障造成越级跳闸，全站失电，烧毁35kV线路3公里，其经济损失高达400多万元；近几年直流系统经常出现各种故障给油气生产造成了很大的损失，同时也给居民用户生活带来不便、给工业用户带来巨大的经济损失。而改造成智能高频开关电源后，直流系统至今未发生任何事故，供电更加可靠。

7）改造后的智能高频开关电源具有48V电源出口，为变电站的通讯网络等提供了电源，不必另外购置专门的48V电源，减少了设备的投资和占用空间。

8）改造后的控制母线有下述三种途径供电，确保了控制母线供电安全可靠，做到了万无一失。——在交流电正常时，控制母线可由整流模块直接供电； ——在交流失电时，由降压模块供电；

——从电池90％电压处通过二极管供电到控制母线。6结语

由于改造后的智能高频开关电源系统性能稳定，精度高，安全、可靠性更强，创新点多，收到了良好的效果，取得了明显的社会和经济效益，为中原油田的油气生产及其它负荷提供了可靠的电力保障。同时也为变电站实现自动化奠定了基础。