全固态电视发射机中的高性能开关电源

　　为了建设低碳可持续型社会，人们对环保节能低耗绿色能源提出了更高的要求。随着各种功率开关元件的研制、应用，随着各种类型专用集成电路、磁性元件、高频电容研制成功，应用功率电子学技术理论研究不断深化，功率变换器拓扑及其对偶理论日益完善。如今开关电源的工作频率从20KHz 提高到500KHz 甚至到1MHz ,功率也从最初的几瓦、几十瓦提高到了几千瓦、几十千瓦甚至更高，效率可以达到90%以上。完全适应当今高效率、小型轻型化、低功耗的技术要求，从而取代了笨重的工频变压器。在现阶段各种输入输出设备有90%以上都采用开关电源方式供电，只有少数音响功放为了追求更高的音质而采用环形变压器供电方式。开关电源是实现绿色能源的重要手段，也是今后相当长一段时间绿色能源发展方向。

　　近几年我台陆续将六台电子管发射机更换成全固态发射机，除了信号指标的提升外，体小量轻、高效低耗、积木式结构维护简单是它的显着优点，其供电方式采用六只26V/100A 开关电源分别为六路末级功放供电。开关电源是整个发射系统的能量保障，作为电视台工作人员，应对其应用电子设备充分了解，牢牢掌握设备的工作原理、工作方式、常见故障维修，对其工作有十分重要的意义。下面我分几个部分，分别简单介绍一下开关电源分类、工作原理、优缺点以及维修方法等。

　　一、开关电源按照控制原理可以分为四类

　　1、脉冲宽度调制(简称PWM、即脉宽调制)式：工作方式为开关周期为恒定值，通过调节脉冲宽度来改变占空比，实现稳压的目的。

　　2、脉冲频率调制(简称PFM, 即脉频调制)式：工作方式为脉冲宽度为恒定，通过调节开关频率来改变占空比。

　　3、脉冲密度调制(简称PDM,即调密制)式：其特点工作方式是脉冲宽度为恒定，通过调节脉冲数实现稳压的目的。这种调制方式需采用零电压技术，能显着降低功率开关管的功耗。

　　4、混合调制式(即脉冲宽度调制和脉冲频率调制两种方式相结合)开关周期和脉冲宽度都不固定，均可调节。

　　以上四种方式统称为"时间比率调制"(即TRC 方式)。其中脉冲宽度调制方式技术最为成熟， 应用也最为广泛。如早期产品CW1525A、1527A, 近期产品T494、UC3842 等均为脉冲宽度调制。

　　二、开关电源的工作原理及其性能

　　以上四种调制方式以脉冲调宽开关电源在实际应用中最为广泛。基本构成如图1- 1 所示，主要由以下6 部分组成。

　　接入交流电网(50Hz ,220V AC 或者115VAC)经EMI 防电磁干扰电源线滤波器，直接整流滤波变成直流， 再经变换器将直流电压(275V 或172V) 变换为数十KHz 或数百KHz的高频方波或准方波电压控制功率开关管，经高频率变压器隔离、降压(或升压)，再经高频整流滤波后输出直流电压，经取样、比较、放大控制PWM 调制器驱动功率开关管的占空比。从而可以得到稳定的输出电压。