通过哪些指标衡量开关电源的优劣

通信开关电源技术在20世纪80年代引入我国，如今已广泛应用于通信领域。由于通信开关电源的性能直接影响着通信系统的可靠性，因此正确判别通信电源的优劣也就显得尤为重要。仅从电源的输入、输出特性指标来衡量开关电源的优劣，显然是不够的，还应该从下列几方面着手。

一、功率器件

通信开关电源技术属于电力电子技术，它运用功率变换器进行电能变换，因而从功率器件的类型上很容易推断出产品大致的研发年代。我们知道，大功率硅整流管和晶闸管出现于20世纪60年代；大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管（GTR）和门极可关断晶闸管（GTO）的生产年代在20世纪70年代；功率场效应管（MOSFET）出现于20世纪80年代；绝缘栅双极晶体管 （IGBT）则是出现于20世纪90年代的器件。这里需要说明的是，功率场效应管由于单极性多子导电，显著地减小了开关时间，所以很容易地达到1MHz的开关工作频率。但是功率场效应管要提高器件阻断电压必须加宽器件的漂移区，结果使器件内阻迅速增大，器件的通态压降增高，通态损耗增大。绝缘栅极双极晶体管在结构上类似于功率场效应管，其不同点在于绝缘栅极双极晶体管是在N沟道功率场效应管的N＋基板（漏极）上增加了一个P＋基板（绝缘栅极双极晶体管的集电极），这一点改进就使得绝缘栅极双极晶体管具有一系列的突出优点：正向偏置，输入阻抗高，导通电阻低，耐压高，安全工作区大以及开关速度高等。

看功率器件的封装也能简单判别通信电源的优劣。管芯直接焊接在基板上，可以提高散热效率，降低寄生电感、电容和热阻。不是直接焊接在基板上的产品，就比较差了。

二、电路原理

1． 要看它采用硬开关技术还是软开关技术。由LC无源元件和快恢复二极管组成的各种无耗缓冲电路，改变了开关管的开关过渡过程，使开关电压、电流的改变不是突变的（即硬开关）而是缓变的（即软开关），从而显著地减小了功率器件的开关损耗，提高系统的开关频率，降低变换器的体积和重量，减少系统的输出纹波，并且可以克服变换电路对寄生分布参数的敏感性，降低系统的开关噪音，展宽系统的频带，改善系统的动态性能。

2．要看它采用变频控制（PFM）还是恒频控制（PWM）。恒频控制（又称相移控制）方式要优于变频控制方式。相移控制的全桥变换电路，综合恒频控制技术和软开关技术的优点，在大范围内实现恒频控制，实现输出电压或电流的大范围无级调节，在功率器件换流瞬间，实现零电压开关换流。

3．功率因数校正技术可以抑制电网侧谐波电流，减少无功功率，从而改善功率因数，同时降低电源高次谐波产生的噪音和污染，达到节能目的。

4．负载均流是一个关键技术，它使得模块并机的输出不平衡程度减少，并使得系统具备冗余容错能力，易于构成大容量的通信电源系统。目前主要有下垂（droop）均流法、主从设置（master slave）均流法、平均电流（average current）均流法、外加均流控制器（external controller）均流法、最大电流自动（highest current）均流法。而最大电流自动均流法既能实现电源模块的自动均流，又可以实现电源模块的冗余，电源模块的退出与增加均不影响系统的正常工作，均流母线的开路、短路以及模块的损坏都不会影响系统其他模块的正常工作。

三、保护和防雷措施

除了过压、欠压、缺相、过流、短路、过载、过热，这些我们通常希望设备能提供的保护功能外，还需要了解有没有蓄电池监测、充电限流功能。是否采用进口名牌防雷元器件（如OBO、DEHN、FURSE等），也是保证系统将来能否可靠稳定的依据。

四、告警功能

当系统工作达到预先设置的告警电平或系统出现故障时，监控模块不仅发出声光告警，主动拨号向中心站或上级局报告故障内容，还要自动呼叫事先指定的BP机或手机。对无人值守的通信站而言，这无疑是衡量电源品质的一个重要依据。

五、监控接口

利用计算机技术实现通信电源的遥测、遥控、遥信功能，可以提高系统的维护管理质量，降低系统的维护成本，提高整体工作效率，因此具备远程通信接口是通信电源最起码的要求。同样，接口的类型也从一个侧面反映电源技术含量的高低，总体而言，以太网接口优于RS485接口，RS485接口优于RS232接口。

六、电磁兼容性

这是一个最容易忽视的方面，由于开关电源容量日益增大，其所产生的谐波污染已严重影响电网的其他用电负载（主要是电子设备），因此在国外，特别是欧洲和美国，对用电设备的电磁兼容性，都制定了新的行业标准，这使得我们在关心所选用的电源输入、输出滤波器特性的好坏以及屏蔽结构的合理与否的同时，还要知道它符不符合CISPR 22及CISPR 24标准。

尽管通信开关电源技术是一门多学科交叉的边缘技术，涉及电力电子、半导体器件、综合自动控制、计算机（微处理器）技术和电磁技术等诸多领域，但是只要掌握一些背景知识和基本原理，对开关电源性能的优劣判断，还是不难把握的。