華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。

  通信電源技術(shù)在近幾年得到了極為快速的發(fā)展技術(shù)技巧已逐漸趨于成熟從根本上促進(jìn)了我國通信技術(shù)的持續發(fā)展。在現代體積更小、重量更輕、運行效率更高的通信電源產(chǎn)品已經(jīng)成為了我國通信事業(yè)追求的主要目標這類(lèi)型通信電源產(chǎn)品的應用能更加有效的確保通信電源系統的運行效率和運行質(zhì)量。下面對通信電源技術(shù)中容易應用到的串聯(lián)諧振技術(shù)作詳細分析。

  通信電源的發(fā)展現狀

  自20世紀90年代末以后在電力通信方面朧國便已經(jīng)實(shí)現了高頻開(kāi)關(guān)電源對傳統相控電源的取代并且大力發(fā)展高頻開(kāi)關(guān)電源赴其在通信電源系統中有了大量的應用與推廣成為了各類(lèi)型開(kāi)關(guān)電源中最活躍、最受歡迎的開(kāi)關(guān)電源品種。后來(lái)隨著(zhù)通信電源技術(shù)的不斷發(fā)展通信系統內應用到的各種功率器件的更新速度變得更快新型材料、新型技術(shù)在通信系統中的應用也越來(lái)越多這無(wú)疑為通信電源系統控制技術(shù)增加了難度,同時(shí)也提出了更嚴格的要求。不僅要求通信電源系統要云頂可靠還要求系統運行的穩定性、電磁兼容性、電能利用率以及節能降耗等性能都要變得更好,以便能更好更全面的推廣高頻開(kāi)關(guān)通信電源系統使其能在應用過(guò)程中依靠計算機技術(shù)、計算機監控系統等工具努力實(shí)現系統運行的智能化,同時(shí)全方位增強電源系統的管理與維護能力捉進(jìn)通信電源系統向著(zhù)智能化、高頻化、高效率、高可靠性方向發(fā)展。

  通信電源系統的構成相對比較簡(jiǎn)單，一個(gè)完整的通信電源系統可由交流配電、整流系統、直流配電、蓄電池組以及計算機監控系統五個(gè)部分構成。五個(gè)構成部分中部分不同則功能作用不同其中,交流配電主要負責接入電流,并將其切換過(guò)后輸入到電源系統隨后對進(jìn)入系統的電流進(jìn)行分配整流，部分主要功能是將由交流配電單元提供的交流電變換成48V（或者24V）直流電輸出到直流配電單元，直流配電單元的作用完成輸出直流的分配和備用電池組的接入，蓄電池組既為備用電源,又可以吸收高頻紋波電流。

  串聯(lián)諧振變換器在通信電源系統中的應用

  串聯(lián)諧振變換器的電路。串聯(lián)諧振變換器是諧振變換器的一種,同樣具有高可靠性、低電磁污染、狀態(tài)保持時(shí)間長(cháng)等特點(diǎn)。串聯(lián)諧振變換器在實(shí)際應用時(shí)仍然利用串聯(lián)諧振技術(shù)通過(guò)自身功能對通信電源系統電壓輸出穩定性進(jìn)行控制,達到保證通信電源系統正常運行的目的。圖1為串聯(lián)諧振變換器的電路圖。分析串聯(lián)諧振變換器的結構構成不難發(fā)現,該類(lèi)變換器主要由高頻逆變電路、諧振網(wǎng)絡(luò )以及輸出整流濾波電路三部分共同構成。運行時(shí)直流電流會(huì )通過(guò)高頻逆變電路并在電路中產(chǎn)生一個(gè)頻率為色的方波然后系統電路將這個(gè)方波送到由電容器與電感器共同構成的諧振網(wǎng)絡(luò )中,接受該網(wǎng)絡(luò )中的整流濾波處理隨后呈直流電壓或電流從諧振網(wǎng)絡(luò )處輸出。在串聯(lián)諧振電路中諧振網(wǎng)絡(luò )必須要和輸出負載串聯(lián),以起到電壓分壓的作用。另外,由于諧振網(wǎng)絡(luò )在通電運行過(guò)程中阻抗最小的位置處于諧振頻率f0處，且隨著(zhù)諧振頻率的不斷變化,諧振網(wǎng)絡(luò )的阻抗大小也會(huì )隨之發(fā)生相應變化所以實(shí)際工作中可通過(guò)控制諧振頻率來(lái)改變諧振網(wǎng)絡(luò )阻抗。如果通信電源系統在運行時(shí)因某個(gè)特殊原因升高了電源電壓的溫度,電路調整時(shí)將fs遠離了f0,改變了諧振頻率整個(gè)諧振網(wǎng)絡(luò )的阻抗就會(huì )增加，隨之引起的問(wèn)題是諧振分壓值增加因為只有這樣才能保證通信電源系統運行的穩定，防止運行故障發(fā)生。要做到這一點(diǎn)可以在系統運行期間采用頻率調制方式,對電路中色的頻率做出科學(xué)調整，適當改變其偏離諧振網(wǎng)絡(luò )中f0的程度，通過(guò)改變系統輸出電壓的方式來(lái)控制系統電壓輸出的穩定性。

  性能分析

  綜上分析,串聯(lián)諧振變換器的主要缺點(diǎn)是在沒(méi)有負載時(shí),電路沒(méi)有了電壓調節能力,當時(shí),電路的選擇性也很差,在沒(méi)有負載的情況下,頻率特性為一條水平直線(xiàn)。因此這種電路形式電壓調節性能很差。另一個(gè)缺點(diǎn)是在輸出整流濾波電路中,電流的紋波會(huì )很大,這種缺點(diǎn)在低壓大電流情況下尤為突出,因此這種電路更適合于高壓小電流的應用場(chǎng)合。這種電路結構的主要優(yōu)點(diǎn)是串聯(lián)諧振電容可作為隔直電容,因此這種電路可不加任何其它結構而用于橋式電路中,并避免了磁路的不平衡。分析得出,當開(kāi)關(guān)頻率低于諧振頻率一定值后,隨負載的變化,輸出電流基本保持不變,即具有電流源特性,使電路具有固有的短路保護能力。

  本文討論了通信電源中諧振軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的現狀和發(fā)展,針對傳統諧振變換器的缺點(diǎn),在串聯(lián)諧振變換器的基礎上,設計了一種新型的串聯(lián)諧振拓撲,為通信整流器的高效率。高頻化設計提供了一個(gè)新的方法,所作的工作和取得的成果為：（1）在傳統串聯(lián)諧振變換器的基礎上,合理利用變壓器的勵磁電感,設計出一種新型LLC諧振拓撲，（2）串聯(lián)諧振變換器可在通信電源有效運行朧缺點(diǎn)各占一半。

  串聯(lián)諧振耐壓試驗技術(shù)是現階段國際上先進(jìn)的電氣設備主絕緣測試技術(shù),較之以往使用的工頻交流耐壓試驗設備,其結構簡(jiǎn)單,適用范圍廣,所需試驗電源容量也大大減小。目前,在日常電氣設備的調試工作中應用已非常普遍。

  RLC 串聯(lián)諧振電路中回路電流、電容電壓和電感電壓的最大值發(fā)生的頻率并不相同, 而電容電壓和電感電壓發(fā)生最大值的頻率分別小于和大于電路的固有頻率, 且還得滿(mǎn)足電阻 R 的條件, 否則電容和電感電壓不可能達到最大值 .這些結論給實(shí)際應用中的 RLC 串聯(lián)諧振電路的分析和應用提供了重要的理論依據。

  按照電氣設備交接試驗要求,變壓器、GIS系統、SF6斷路器、電流互感器、電力電纜、套管等容性設備交接時(shí)需進(jìn)行交流耐壓試驗。采用傳統的工頻電壓試驗法進(jìn)行容性設備交流耐壓試驗時(shí),升壓試驗變壓器笨重、龐大，且現場(chǎng)大電流試驗電源不易取得。與傳統試驗方法相比較，變頻串聯(lián)諧振具有輸入電源容量小、設備重量輕，品質(zhì)因數高，并具有自動(dòng)調諧、多重保護、組合方式靈活等優(yōu)點(diǎn)。由于串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，試驗電源只需提供系統有功的消耗，因此其所需電源功率只有試驗容量的1/Q。而且，由于串聯(lián)諧振試驗不需要大功率調壓裝置和工頻試驗變壓器，諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q，使得串聯(lián)諧振系統重量和體積大大減少。另外，諧振電源是諧振式濾波電路，其能改善輸出電壓波形，從而防止諧波峰值對試品的誤擊穿。而在串聯(lián)諧振狀態(tài)下，當試品絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)，電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q，故其還可防止大的短路電流對故障點(diǎn)的燒傷。

  在電阻、電感及電容所組成的串聯(lián)電路中，當容抗與感抗相等時(shí)，電路中的電壓與電流相位相同，電路呈現純電阻性，此即為串聯(lián)諧振。當電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，電路的阻抗Z=R ，此時(shí)回路總阻抗值最小，回路電流最大值。圖1（a）所示為電感和電容元件串聯(lián)組成的一端口網(wǎng)絡(luò )，其等效阻抗，當發(fā)生諧振時(shí)，其端口電壓與電流同相位，即 ，由此可推得諧振角頻率和諧振頻率分別為  。定義諧振時(shí)的感抗 或容抗為特性阻抗ρ，則特性阻抗ρ與電阻R 的比值即為品質(zhì)因數Q。

  變頻串聯(lián)諧振試驗過(guò)程中，勵磁變的容量應大于有功功率P，并在勵磁變最低輸出電壓滿(mǎn)足試驗要求的前提下盡量降低勵磁變的變比，從而相應減小勵磁變原邊的輸入電流。試驗電源容量S=P+P 1 ，其中P 1 為變頻電源本身的損耗，由電源端輸入電壓為380V 可得電源電流I 1 =  。試驗中電抗器的額定電壓和電流也應大于試驗電壓和高壓電流，當電抗器采取串并聯(lián)以滿(mǎn)足試驗要求時(shí)，必須計算每個(gè)電抗器上所承受的電壓和電流不超限值。在現場(chǎng)試驗中，通常采用16m m2 以上的裸銅線(xiàn)接地，裸銅線(xiàn)其寄生電感在μH 數量級，約0.1-1μH /m ，直流電阻約0.1m Ω，如果接地線(xiàn)有彎曲環(huán)繞現象,電感量可增加到10-1000μH /m 。試品絕緣通常在交流電壓的正峰值或負峰值被擊穿，試品被擊穿瞬間試品上的電壓最高，擊穿后試品上的電壓跌落到零的時(shí)間一般在0.1-10μs之間，具體情況與擊穿點(diǎn)的實(shí)際情況有關(guān)。從放電能量上看，即使放電時(shí)，試品的最小電容量只有0.002μF，實(shí)際試驗時(shí)試品電容量遠大于該值。如以放電時(shí)頻率為100kH z、地線(xiàn)寄生電感為1μH 、放電電流為1000A 計算，地線(xiàn)的寄生感抗XL ==0.628Ω，地線(xiàn)可能產(chǎn)生的過(guò)電壓Ud =I f X L =1000×0.628=628V。如果地線(xiàn)連接不規范，寄生電感就會(huì )增大很多，產(chǎn)生的過(guò)電壓可能更大，可危及變頻電源及人身安全。所以高壓試驗系統必須一點(diǎn)可靠接地，分壓器的接地點(diǎn)與大地的連接線(xiàn)應盡量短，接地線(xiàn)應粗、直、短，從而保證試驗安全。