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标题: 高端通讯电源简析 [打印本页]

作者: zhangliu7527 时间: 2010-7-8 10:27
标题: 高端通讯电源简析
本帖最后由 zhangliu7527 于 2010-7-10 10:48 编辑

声明原创贴，来基地时间不长，为避免公司追究（技术资料外泄），分块讲解，以图为主。

1、这是防雷防浪涌模块，L代表火线，N代表零线，下面连接的是两个F就是防雷用的慢熔保险了，保险下面连接的是三个压敏电阻，后面那个是防雷用的放电管。

2、这个模块是输入保险和一级EMI滤波，所用原件X电容，共模电感和Y电容。

3、二级EMI滤波

4、负温度系数电阻目的说白了就是冷开机时防电流冲击的，两个继电器，开机后，CPU工作正常后，先接通上面那继电器，后1S断开第一个，接通第二个，后面压敏吸收残压作用。

5、整流模块，下面那多余的几个件是以后要介绍的PFC模块时用到的。

6、通讯电源PFC主功率模块，PFC用了BOOST电路原理，PFC方波驱动信号通过图腾柱，驱动电阻和泄放电阻环加到MOS的G极，来驱动MOS。

7、此图为电源加电后过一二级EMI滤波后进入辅助电源环节通过半波整流热敏保险后进入辅助电源

8、这一部分是电源的辅助电源，半波整流后加到高压电容上，后续两个电阻和电容为启动环节，采用拓扑为反激式，大体和电脑电源的辅助电源基本一致，不过电脑电源是自激式的，而它是Pulse Width Modulation（PWM）驱动式。D11,C3，R15，RCD吸收，作用是尖峰吸收。在这里面，电流通过启动电阻R14和R13对下电容充电，当电压达到IC供电脚所需值，IC发出PWM信号，能过R43加到mos的G极，PWM高电平时，开关管开启，5-7电流流过，上+下-,PWM低电平时，MOS关，此时5-7，上-下+,9-10为上+下-，二极管D10导通，为IC提供源源不断的能量，IC开始工作，此时辅助电源启动。因为通讯电源要在非常恶劣的环境下工作，比如此电源要求-60度要能起机，正常工作温度-55~+55。辅助电源这环节相当重要。

9、PFC的IC，IS端为PFC的电流采样脚，VS为电压采样脚,DR为驱动脚接PFC主功率端。

10、这一部分是主功率部分，全桥移相结构。MOSFET管V5、V6、V7、V8组成全桥变换器电路的主要部分，其中V5、V8两管组成超前桥臂，V6、V7管组成滞后桥臂。相移型控制利用开关管本身D、S管脚之间的寄生电容(此图是利用寄生电容，可外接并联电容)和变压器漏感(或图中串联电感)来实现零电压开关（零电压开关ZVS，可以大大减小开关损耗，提高整个电路的效率）。每个桥臂的两个功率管（在没有考虑UCC3895产生的自适应延时控制时）是互成180度互补导通的，而两个桥臂之间的导通角相差一个相位，即相移角，在电路的工作过程中通过调节该相移角的大小来调节输出电压。

11、这一部分是整流模块。

12、前三个电阻是假负载，RS为过流检测电阻。

13、这两个IC是驱动IC。

14、这是主功率的IC，UCC3895主要应用于全桥变换器电路中，它可以采用电压型控制方案或是电流型控制方案。UCC3895内部产生的时钟信号决定电路主开关管的开关工作频率的大小，它可以通过外部时钟给定或是外接电阻电容(分别对应于上图中的Rt、Ct管脚)来实现。初级过流信号（18图）的采集是通过一电流传感器来实现的，该采集信号在经过滤波后被分成两路，一路接控制芯片UCC3895的RAMP端作为内控制环的电流控制信号；另一路接CS端，在电流模式中，该信号是非常重要的，它被用来进行峰值电流模式控制和过电流保护功能。它还有一重要的作用就是来控制产生自适应延时，具体的做法是将该信号再通过一分压电路接至ADS端，然后再与DELAB、DELCD端外接的电阻相配合产生随初级母线电流信号的大小而变化的自适应延时脉冲信号。该脉冲信号宽度的大小与Vcs、Vads大小以及DELAB、DELCD端外接电阻有关系。图中20脚采集的是输出电压Vo，20脚是UCC3895内部误差比较器的+输入端，1脚为-输入端，2脚为输出端，1，2脚短接组成射极跟随器,输出信号跟变压器初级采来的电流信号IS-DC相比较产生相移控制PWM波，从而产生主电路所需的四路脉冲波控制信号来控制主电路开关管的开通与关断时刻，实现稳定输出电压的目的。OUTA和OUTB以及OUTC和OUTD信号再经过高频隔离变压器加以隔离后再接至四个开关管的G、S端的，实现稳定的控制功能。
到此电源的功率部分结束。

15、431构成5V基准。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref(2.5)到36V范围内的任何值。
V0=（1+R1/R2）*Vref

16、此控制电路为交流输入过欠压控制功能。电路原理：AC-IN为从L，N线引下来经半波整流，经过电阻分压加到比较器6脚得到一稳定电压值，Vref基准经R42 R52分压得到一稳定电压。比如此电源工作电压70V-290V，当在正常电压范围内，5脚电压>6脚电压,7脚输出正压，二极管反向截止。2脚电压>3脚电压，1脚电压输出低电平，Q3的B基低，Q3不通。这时IN-ER为高电平（为什么为高电平，下面有介绍）。CPU检测为正常电压。若没有在正常电压范围，欠压保护时，2脚电压降到小于3脚电压时，1脚输出高电平，Q3导通，IN-ER变为低电平，CPU检到低电平，发出欠压保护信号，电源保护。过压保护同理。

17、这就是掉电信号，它的原理就是通过431组成比较环节。具体原理大家可以查一下431原理，掉电后IN-ER变低电平，光耦作用，CPU检测到低电平，发出掉电信号。

18、初级过流保护，IS-DC端连接3895

作者: yzz163 时间: 2010-7-8 11:01
后面的呢？只是开了个头。

作者: 我就是个传奇 时间: 2010-7-8 13:46
期待尽快下章分解，不要有始无终

作者: zxw7172 时间: 2010-7-8 15:06
尽快下几章。。。。。。

作者: yzz163 时间: 2010-7-8 15:20
这个没分析重要元件的作用，只是识别元件？关键电路可写的详细点，才有价值。争取成为电源区精华帖。

作者: 邓州张涛 时间: 2010-7-8 16:41
确实很好，我刚学，有一些看不懂。说明对于新人来说可能太简洁了

作者: 深圳电源维修 时间: 2010-7-8 20:54
通讯用电源一般是指一次电源吧？那应该就是单相220/48V或三相380V/48V了，看楼主的应该是用的单相220V输入，单级CCM-PFC，IC8应该是ICE1PCS01吧，待机部份看图7的接法好像是384X系列的典型接法，功率部份用的是移相全桥，应该是用UCC3895之类的IC，后级用的是肖特基作SB整流，没用同步SR整流，所以估计体积可以做得比较大，所以对效率没有太高的要求。看了最后一个图看出来是28V输出，那多半应该是用于移动通讯基站作干线放大用的了。
看了一下，似乎有几个地方有问题了，图4，似乎应该是在保持K2A接通的同时在1S后接通K1A然后再断开K2A；图5的整流桥部份好像画错了；
关键的后级控制部份希望楼主能有一个完整图，如开关机控制，过流，过压，超温保护，前级PFC和主功率部份保护如何实现在后级监控。
我们曾级研究过artesyn和siemens的部份电源，发现实现保护很多就是利用二极管的单向导电就可以实现，简单又可靠，可惜现在的很多高端电源都是用DSP来实现综合告警和保护了，如果没有相关资料维修难度会增加不少。

作者: zhangliu7527 时间: 2010-7-8 21:31
回复 深圳电源维修 的帖子
是一次电源，ICE2PCS01，3842，全桥移相，UCC2895，体积比32开书窄，效率不高88。
资料嘛相当全，以后可以慢慢传，整体图嘛不敢全传，怕坐牢

作者: 深圳电源维修 时间: 2010-7-8 22:15
呵呵，UCC1895一般用于军用品，UCC2895用于工业级，UCC3895用于民用级，管脚功能一样的，区别就是工作温度不一样。那个驱动IC有点像是UCC27324或类似驱动IC，像mip4427之类。咦，看起来有点像是台达的作风哦。

作者: 维修公司 时间: 2010-7-9 08:33
你还应当发一张总电路上来，这样也便于分析

作者: zhangliu7527 时间: 2010-7-9 09:13
回复 深圳电源维修 的帖子

你说错了，哈哈

作者: 大只佬 时间: 2010-7-9 17:48
这个帖子我认真的看过了，但我没有加分。理由如下。
1、没有一个完整的电路图，很简单的东西变成要来回看几次才看的懂。楼主是怕版权的问题，其实如果是讨论主动pfc电路，论坛上电路图多的是，随便挑一张来讲解都不会牵涉到个人安危。而且说个emi电路、整流电路也需要拿个保密的设计图吗？这种东西遍地都是。
2、核心部分没有触及到。单是说个pfc的boost电路就够好几页了，对于初学者是一个大大的坎。如果这个帖子是给初学者的一个普及贴，boost电路是绝对不能略过的一部分。想当初我研究主动式pfc的时候buck、boost电路的资料看了不少才搞懂了。而升压电路的故障检测是相当麻烦的，很多人除了换ic可能就束手无策了。单是说个移相全桥还不如说个双管正激的来的实在。移相全桥看似很复杂，但实际维修的时候和tl494半桥电路差不多：推动电路、开关管、ic，说白了我们能动的地方少的很。更重要的核心部分其实是控制部分，元件多，检测困难，跑电路跑死人。名牌和杂牌电源的区别其实就在于保护电路，而实现保护电路的方法很多，选取常见的案例有利于初学者的理解和应用。
3、用大家最能明白的白话解说。通俗易懂不等于一笔带过。比如叙述tl431的功能楼主费了不少笔墨，但ucc3895只是简略的说了几个针脚定义。虽然附带了说明文件，但和“最能明白的白话”相去甚远。如果随便找几篇详尽的技术文章就能凑成一篇有价值的文章，现在的大学生就不会如此多失业了。
这篇文章我会一直关注，假如楼主能够真的写出一篇好文章，我绝对不会吝啬我手上的加分权力。但目前来说，还远远不能让我满意。言语中冒犯之处，还请多多包涵！

作者: zhangliu7527 时间: 2010-7-9 19:45
回复 大只佬 的帖子
谢谢版主批评

,慢慢来组织，语文水平不怎么好，请见谅！

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