從開關電源工作原理入手
，分析了兩種故障現象：1）輸入電源波動，導致開關電源停止工作
；2）開關電源的啟動電流過大，導致供電電源過載告警。通過試驗分別重現了以上兩種故障現象，分析了故障原因：1）由於設計時未考慮保護延時放電回路，輸入電壓快速通斷導致電源欠壓保護誤動作
；2）啟動功率一定的情況下，啟動門檻設置過低，導致啟動電流過大。並把改進後的開關電源與改進前的開關電源進行了對比驗證。

 

 

jidianbaohuzhuangzhiduidianlixitongdeanquankekaoyunxingyouzheshifenzhongyaodezuoyong，jidianbaohuzhuangzhiguzhangsuozaochengdedianwangguzhangzaidianwangguzhangzhongsuozhandebizhongjiaogao。juziliao：2007年
，國家電網公司110kV及以下係統保護裝置保護共發生不正確動作37次，其中40.54%為運行部門繼電保護人員責任

，製造部門責任占37.84%，在製造部門責任中，製造質量不良為主要原因。jidianbaohuyongkaiguandianyuanshijidianbaohuzhuangzhizhongdezhuyaogongnengmokuai
，jidianbaohuyongkaiguandianyuanshiliyongxiandaidianlidianzijishu
，kongzhikaiguanjingtiguankaitongheguanduandeshijianbilv，weichiwendingshuchudianyadeyizhongdianyuan。dianyuanxingnengdehaohuaizhijieyingxiangdaojidianbaohuzhuangzhikekaoxing。

 

benwencongkaiguandianyuandeyuanlirushou，yiceshidejiaodu

，duiliangzhongyouguzhangdedianyuanmokuaitongguoshiyanzaixianqiguzhangxianxiang，bingfenxileqiguzhangyuanyin

，zuihouduigaijinhoudekaiguandianyuanjinxingleduibiyanzheng。

 

 

用半導體功率器件作為開關，將一種電源形態轉變為另一形態
，用閉環控製穩定輸出，並有保護環節的模塊
，叫做開關電源。

 

高壓交流電進入電源，首先經濾波器濾波
，再經全橋整流電路
，將高壓交流電整流為高壓直流電；然後由開關電路將高壓直流電調製為高壓脈動直流；隨後把得到的脈動直流電，送到高頻開關變壓器進行降低，最後經低壓濾波電路進行整流和濾波就得到了適合裝置使用的低壓直流電。

 

電源工作原理框圖如圖1所示。

 

 

 

由於繼電保護用開關電源功能要求較多，需考慮時序、baohudengyinsu
，yincikaiguandianyuanshejizhongdeguzhangfengxianjiaogao。lingwaigongdianbaohuzhuangzhiyoujiaominyongdianqigongzuotiaojiankeke，yingxiangjidianbaohukaiguandianyuandeanquanyunxing。benwenzhezhongfenxileliangzhongyinshejiquexianerzaochengguzhangdekaiguandianyuan。

 

2.1 輸入電源波動，開關電源停止工作 

 

1）故障現象：外部輸入電源瞬時性故障
，隨後輸入電壓恢複正常，開關電源停止工作一直無輸出電壓，需手動斷電、上電才能恢複。

 

2）故障再現：用yong繼ji電dian保bao護hu試shi驗yan儀yi，控kong製zhi輸shu入ru電dian壓ya中zhong斷duan時shi間jian，通tong過guo便bian攜xie式shi波bo形xing記ji錄lu儀yi記ji錄lu輸shu入ru電dian壓ya和he輸shu出chu電dian壓ya的de變bian化hua。控kong製zhi輸shu入ru電dian壓ya中zhong斷duan時shi間jian長chang短duan
，發fa現xian輸shu出chu存cun在zai如ru下xia三san種zhong情qing況kuang：

 

a）輸入電源中斷一段時間（約100～200ms）後恢複，此後輸入電壓恢複正常，開關電源不能恢複工作。（此過程為故障情況），具體時序圖見圖2所示。

 

 

b）輸入電壓長時中斷（大於250ms）後恢複，+5V、+24V輸出電壓均消失
，此過程與開關電源的正常啟動過程相同。具體時序圖見圖3所示。

 

 

c）輸入電壓短暫中斷（小於70ms）後恢複
，+5V輸出電壓未消失，而+24V輸出電壓也未消失，對開關電源正常工作沒有影響。具體時序圖見圖4所示。輸入電壓消失時間短暫，由於輸出電壓未出現欠壓過程，電源欠壓保護也不會動作。

 

 

3）故障分析：要分析此故障，應先了解該開關電源的正常啟動邏輯和輸出電壓保護邏輯。

 

輸入工作電壓，輸出電壓+5V主回路建立，然後由於輸出電壓時序要求，經延時約50ms，+24V輸出電壓建立。

 

輸出電壓欠壓保護邏輯為：當輸出電壓任何一路降到20% Un以下時，欠壓保護動作，且不能自恢複。

 

更(geng)改(gai)邏(luo)輯(ji)前(qian)
，因(yin)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)快(kuai)速(su)通(tong)斷(duan)而(er)引(yin)起(qi)的(de)電(dian)源(yuan)欠(qian)壓(ya)保(bao)護(hu)誤(wu)動(dong)作(zuo)，其(qi)根(gen)本(ben)原(yuan)因(yin)是(shi)延(yan)時(shi)電(dian)路(lu)沒(mei)有(you)依(yi)據(ju)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)的(de)變(bian)化(hua)及(ji)時(shi)複(fu)位(wei)，使(shi)得(de)上(shang)電(dian)時(shi)的(de)假(jia)欠(qian)壓(ya)信(xin)號(hao)得(de)不(bu)到(dao)屏(ping)蔽(bi)
，從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)誤(wu)動(dong)作(zuo)，如(ru)圖(tu)2所示。

 

4）解決措施：采取的措施是在保護環節上增加輸入電壓檢測環節，並在延時電容上並接一個電子開關，隻要輸入電壓低於定值（開關電源停止工作前的值），該gai電dian子zi開kai關guan便bian閉bi合he，延yan時shi電dian路lu複fu位wei
，若ruo輸shu入ru電dian壓ya重zhong新xin上shang升sheng至zhi該gai設she定ding值zhi，給gei保bao護hu電dian路lu供gong電dian的de延yan時shi電dian路lu重zhong新xin開kai始shi延yan時shi，電dian源yuan重zhong啟qi動dong時shi的de假jia欠qian壓ya信xin號hao被bei屏ping蔽bi，徹che底di解jie決jue了le由you於yu輸shu入ru電dian壓ya快kuai速su波bo動dong所suo產chan生sheng的de電dian源yuan誤wu保bao護hu。從cong而er避bi免mian了le圖tu2的情況，直接快速進入重新上電邏輯，此時的輸出電壓建立過程見圖3所示。邏輯回路見圖5所示。

 

 

5）試驗驗證：yongjidianbaohushiyanyizhuangtaixuliemonishurudianyuanzhongduan，yongbianxieshiboxingjiluyijilushuchudianyasuishurudianyadebianhuaboxing。tiaozhengshurudianyazhongduanshijian，faxiantiaozhenghoudedianyuanjinchuxianb）、c）兩種情況
，不再出現a）即故障情況。

 

2.2 啟動電流過大
，導致供電電源過載告警

 

1）故障現象：電源模塊穩態工作電壓為220V
，額定功率為20.8W，額定輸出時輸入電流約為130mA。當開關電源輸入電壓緩慢增大時，導致輸入電流激增，引起供電電源過載告警。

 

2）故障分析：經查發現輸入電壓為60V時
，電源啟動
，此時啟動瞬態電流約為200mA，穩態電流為600mA，啟動時穩態電流和瞬態電流將為600±mA，造成輸出電流激增。而由於條件限製
，此電源模塊的供電電源輸出僅為500mA，因此造成供電電源過載。

 

youyukaiguandianyuangongzuoxuyaoyidingdegonglv，shejizhongyouyuweikaolvdaodianyuanqidongshi，shuchuhuiludeqidongxuyaoyidingdegonglv，erqidongdianyabijiaodi，suoyigonglvdetuzeng，birandailaikaiguandianyuanqidongshuntaidianliudejizeng，dianliudejizengduigongdiandianyuanyoujiaodadechongji。

 

3）解決措施：啟動需要的功率一定，如果要減小啟動電流
，可以考慮增加啟動電壓的門檻。將開關電源的啟動電壓提高到130～140V。

 

4）試驗驗證：調整開關電源的啟動電壓後
，通過試驗儀模擬輸入電壓緩慢啟動。當開關電源在滿載情況下，試驗中緩慢上升輸入電壓（上升速率5V/s或10V/s），從0～130V啟動，啟動時穩態電流降低到200～220mA，穩態電流大約為200±100mA，因而啟動時穩態電流和瞬態電流將為400±100mA
，啟動電流教改進前減小300mA，不會對供電電源造成太大的衝擊。可有效避免輸入電壓瞬間降低時，給整個供電回路造成較大的電流衝擊。

 

 

從cong以yi上shang問wen題ti分fen析xi可ke知zhi，開kai關guan電dian源yuan設she計ji時shi
，需xu要yao關guan注zhu電dian能neng變bian換huan的de各ge個ge環huan節jie，開kai關guan電dian源yuan的de輸shu出chu電dian壓ya建jian立li和he消xiao失shi時shi序xu和he電dian源yuan的de保bao護hu功gong能neng，是shi緊jin密mi聯lian係xi的de，當dang其qi中zhong的de某mou一yi環huan節jie存cun在zai缺que陷xian時shi，開kai關guan電dian源yuan就jiu不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo。因yin此ci在zai開kai關guan電dian源yuan設she計ji前qian，應ying重zhong點dian進jin行xing兩liang種zhong工gong作zuo：

 

1）考慮諸如此類的問題，如啟動功率一定時
，啟動電壓門檻過低會產生輸出電流瞬態突增的現象。

 

2）在設計後盡可能依據繼電保護用開關電源行標，經專業測試部門驗證。從而設計出穩定可靠的開關電源。