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开关电源电气可靠性工程设计技术
发布：菲富特电气
直流稳压电源的构成和要求
发布：菲富特电气
1.1 供电方式的选择
供电方式一般分为：集中式供电系统和分布式供电。现代电力电子系统一般采用采用分布式供电系统，以满足高可靠性设备的要求。
1.2 电路拓扑的选择
开关电源一般采用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。其中双管正激式、双正激式和半桥电路的开关管承压仅为输入电源电压，60%降额时选用600 V的开关管比较容易，而且不会出现单向偏磁饱和的问题，这三种拓扑在高压输入电路中得到广泛的应用。
1 .3 功率因数校正技术
开关电源的谐波电流污染电网，干扰了其它共网设备，还可能会使采用三相四线制的中线电流过大，引发事故，解决途径之一是采用具有功率因素校正技术的开关电源。
1.4 控制策略的选择
在中小功率的电源中，电流型PWM控制是大量采用的方法，在 DC-DC变换器中输出纹波可以控制在10 mV，优于电压型控制的常规电源。
硬开关技术因开关损耗的限制，开关频率一般在350 kHz以下;软开关技术是使开关器件在零电压或零电流状态下开关，实现开关损耗为零，从而可将开关频率提高到兆赫级水平，此技术主要应用于大功率系统，小功率系统中较少见。
1.5 元器件的选用
因为元器件直接决定了电源的可靠性，所以元器件的选用是非常重要。元器件的失效主要集中在以下四点：制造质量问题、器件可靠性的问题、设计问题、损耗问题。在使用中应对此予以足够重视。
1.6 保护电路
为使电源能在各种恶劣环境下可靠地工作，应在设计时加入多种保护电路，如防浪涌冲击、过欠压、过载、短路、过热等保护电路。

直流稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大局部组成，变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电，整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
　　直流稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求：
　　稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电滤及电压调节范围。另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻(输出电阻)纹波电压及温度系数等。
　　另外在稳压电路中，要采取短路维护措施，才干保证平安可靠地工作。普通安全丝熔断较慢，用加保险丝的方法达不到维护作用，而必需加装保护电路。
　　维护电路的作用是维护碉整管在电路短路、电流增大时不被烧毁，其基本方法是当输出电流追赶某一致值时，使调整管处于反向偏置状态，从而截止，自动切断电路电流。
IEC1000-3-4
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YD/T983-1998 《通信开关电源设备电磁兼容性要求及测量方法》
更大功率，5G时代通信电源市场空间可观：5G时代，基站设备AAU单扇区输出功率有望从4G时期的40~80W增加至200W甚至更高，运算量的上升也将推动BBU功率进一步提升，5G单站的供电功率预计将达到约4000W甚至更高。因而基站电源存在较大的扩容需求。目前，基站设备供电主要采用-48V直流拉远方案，5G时代BBU集中部署导致部分拉远AAU和机房的空间距离可能进一步增加，有望推动HVDC直流拉远和DPS分布式供电方案的出现。视现网不同场景，假设以上3种方案的建设比例为1:1:1，按照国内约450万宏基站规模测算，我们预计5G基站电源市场空间有望达到约315亿元，相较4G时期大幅提升。
投资建议：5G网络建设大幕有望于2019年开启，大规模设带来通信电源广阔市场空间。建议关注数据中心高压直流HVDC**企业中恒电气，另外建议关注通信基站电源供应商动力源，UPS电源供应商科华恒盛，后备通信蓄电池公司南都电源，机房温控设备供应商英维克，以及防雷领域的中光防雷。
随着时代的进步、科技的发展，应用电子技术迎来了新的春天，无论是在工业还是家居领域中，数字化智能化产品不断崛起、不断面世，自动化产品使用越来越广泛。双母线智能监测直流供电电源广泛应用于高端电子仪器、教学试验和科学研究等领域。目前使用的可控直流电源大部分是点动的，采用分立元件，体积大、效率低、可靠性差，操作不方便，故障率高。随着电子技术的发展，各种电子、电器设备对电源性能要求提高，电源不断朝数字化，高效率，模块化和智能化发展。我们以双母线直接接入供电为基础，设计新一代 DC +48V 直流电源来实现智能监测报警和负载分配。该直流电源电路简单、结构紧凑、性能优越，分别送给配电设备及蓄电池等单元，同时采集 48V 输出电压和蓄电池组的充放电电压及电流，提供电压、电流监测，并会同监控单元共同实现维护和管理功能。直流配电单元为后级设备提供直流电源，为用户的管理和维护提供电流、电压信号，也可根据用户需要提供各支路通断情况及声光告警指示。
作为一个机电一体化的小型配电设备的结构设计，首先要满足其电气功能性要求，即*人民共和国通信行业标准YD/T939－005《传输设备用电源分配列柜》的电气性能要求，在此基础上满足使用性、经济性，安全可靠和外形美观要求。电气设计主要包括导电性能设计、绝缘性能设计、抗电强度设计，相关零件包括导电体、绝缘件等。
行业进入成熟期，利润向**厂商加速集中，板块投资的**额收益发生在网建初期：2010年以来，通信电源行业从分散走向集中。根据2019年我国三大运营商集采数据，华为、中兴、中恒电气（A股）、动力源（A股）、中达电通（台资）和维谛（前艾默生网络能源）占运营商集采90％以上的份额。回溯历史，随着行业集中度的提高和**效应的显现，同时受益于4G网络和数据中心的规模建设，2013年~2015年，A股通信电源厂商实现了业绩和估值双升。参考国内4G牌照的发放时间和通信细分板块的收益情况，我们判断通信电源有望在建网初期迎来较高的**额收益。目前，工信部已面向三大运营商发放5G试用频段许可，正式商用5G牌照也有望于2019年下半年落地。因此我们认为，当前是配置通信电源板块**厂商的合适时点。