通信组合开关电源系统介绍(2)
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通信电源开关电源系统的基本组成以及各组成部分的功能电源→输入滤波器→全桥整流→直流滤波→开关管(振荡逆变)→开关变压器→输出整流与滤波。
1.交流电源输入经整流滤波成直流2.通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上3.开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载4.输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的交流电源输入时一般要经过厄流圈一类的东西,过滤掉电网上的干扰,同时也过滤掉电源对电网的干扰;在功率相同时,开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的次级可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的输出;一般还应该增加一些保护电路,比如空载、短路等保护,否则可能会烧毁开关电源。
主要用于工业以及一些家用电器上,如电视机、电脑等。
1.1.1整流模块的工作原理与故障分析晶闸管整流器在设计上非常接近二极管整流器的是晶闸管整流器。
因为晶闸管整流器的电参数是可控的,所以不需要有载抽头变换器和饱和电抗器。
因为晶闸管整流器不包含运动部件,所以晶闸管整流器系统的维修减少了。
注意到的一个优点是晶闸管整流器的调节速度较二极管整流器快。
在过程特性的阶跃期间,晶闸管整流器常常调节很快,以致能够避免过电流。
其结果是晶闸管系统的过载能力能够设计得比二极管系统小。
1.1.2监控模块的工作原理与故障分析提高开关电源模块电流检测精度由于在电流型控制中依靠对电感电流上升斜波的检测完成控制,所以若电流变化率较大,可以提供较好的抗噪声MTD2002干扰能力和为电流比较器提供较好的信号电平。
而采用斜波补偿的方法,等于人为地改善了电感电流上升斜率,使其具有类似于电压控制模式抗噪声裕度较大的优点。
减小峰值电感电流与平均电流的误差电流模式控制是一种固定时钟开启、峰值电流关断的控制方法。
因为MTD2002峰值电流(流过功率开关或电感上)在实际电路中容易进行采样,而且在逻辑上与平均电感电流大小变化相一致。
高频开关通信电源系统是一种智能型无人值守式组合电源系统,采用国际上先进的整流器变换技术,可广泛应用于各种交换设备,微波通信,移动机站和光纤传输等通信领域中,也可用在电力通信等领域。
现将高频开关通信电源系统的主要组成部分:交流配电单元、整流器单元、直流配电单元,监控单元及蓄电池组单元逐一介绍,包括其日常维护,故障处理时所注意的事项等。
1 交流配电单元交流配电单元完成市电的接入和切换,给整流器提供交流电源,为监控单元提供交流电压和电流的采样输出,同时具有交流备用输出和防雷功能。
交流配电单元工作原理如图1所示。
2 整流器单元高频开关整流器由两级电路组成:前级PFC功率因数校正,后级DC/DC功率变换。
输入电路包括输入EMA、缓启动、浪涌雷击防护整流和输入浪涌电流限制电路,使开关整流器具有较小的开机浪涌电流和较好的电磁兼容性。
整流后直接进入前级功率因数校正电路,功率因数效正主电路为Boost电路,控制采用平均电流控制方式,输入端的功率因数接近1,谐波电图1 交流配电单元流小于10%,满足相应的国际标准。
主二极管零电流关断,主开关管零电流开通,功率器件工作应力较小。
提高了系统的功率和可靠性,同时使系统具有良好的电磁兼容性。
功率因数校正电路的另一个功能是对输入电压进行预调整,输出一个稳定的410V直流电压。
这样有利于后级DC/DC优化设计,使系统具有良好的源效应。
后级直流/直流功率变换电路采用双管正激加无损吸收电路。
电路简洁可靠。
开关管无直通危险。
无损吸收减小了开关管关断时的电压应力,输出端具有较小的电磁干扰。
高频开关整流器采用电流型控制芯片,具有快速响应,对使用不当或负载故障造成的输出短路提供快速的保护。
热插拔技术的采用可使整流器在不关断电源的情况下就可以即插即用,大大缩短开关整流器的平均维修间隔时间(MTTR),提高了系统的可维护性和可靠性。
内部具有交流输入过压、欠压检测和保护、输出过压、限流、过流保护、风扇堵转关机保护,机内散热器过热保护以及辅助电源故障告警等。
通信基站电源系统的组成、通信基站电源系统的组成通信基站电源系统的组成通信基站供电系统图基站要求引入一路三类以上(含三类)的市电电源。
乡镇及农村基站交流电源引入容量建议为15kW(自建变压器的基站,变压器容量建议按照20KVA选定),一般市区、城郊及县城基站交流市电引入容量建议为20kW,特大城市密集市区基站,交流市电引入容量建议为25 kW~30kW。
基站交流供电系统由一路380V交流市电引入、防雷箱、交流配电箱和开关电源架中的交流配电单元组成。
基站内所有交流用电设备:开关电源、空调、照明、插座、铁塔的航空警示灯等供电电源,均从交流配电箱的输出分路引接。
防雷箱接线示意图(凯文接法)通信基站交流配电系统图通信基站供电系统图基站要求引入一路三类以上(含三类)的市电电源。
乡镇及农村基站交流电源引入容量建议为15kW(自建变压器的基站,变压器容量建议按照20KVA选定),一般市区、城郊及县城基站交流市电引入容量建议为20kW,特大城市密集市区基站,交流市电引入容量建议为25 kW~30kW。
基站交流供电系统由一路380V交流市电引入、防雷箱、交流配电箱和开关电源架中的交流配电单元组成。
基站内所有交流用电设备:开关电源、空调、照明、插座、铁塔的航空警示灯等供电电源,均从交流配电箱的输出分路引接。
防雷箱接线示意图(凯文接法)通信基站交流配电系统图交流配电箱内需配置市电/油机切换开关、移动油机应急接口。
市电正常时,市电作为主用交流电源为基站提供交流电源;市电故障时,将移动油机运至市电故障基站,为站内设备供电。
在油机尚未启动前,通信设备由蓄电池组供电。
高频开关电源(AC/DC变换器)蓄电池直流配电箱高频开关电源一般由交流配电单元、直流配电单元、高频整流模块和监控模块组成。
完成从交流配电箱引入交流电,将交流电通过整流模块整流为直流电后,输出到直流配电单元与负载及蓄电池连接,为负载供电,给电池充电。
同时监控模块实现对电流、电压、电池充电状态进行监控。
第一部分通信电源系统基本原理一、通信电源综述1、概述通信电源系专指对通信主机直接供电的电源。
对通信电源的基本要求是安全、可靠、不间断和低杂音。
通信主机设备可概括分为交流供电的通信设备和直流供电的通信设备,因此通信电源也有交流不间断供电和直流不间断供电两大系统,两大系统的不间断供电,是靠蓄电池储备的能源来保证的。
程控交换、光通信、微波通信、移动通信设备均属直流供电的通信设备,而卫星地球站设备则属于交流供电的通信设备。
目前直流供电的通信设备占大部分。
通信电源系统的这两类电源又可划分为三级:第一级保证能源提供;第二级保证不间断供电;第三级为主机提供多电压多品种的电源。
2、通信整流器的主要性能要求在通信电源系统两大类中由于整流器处于不同的级上整流器的要求也不同。
这里主要对第二级直流不间断电源设备中的整流模块性能要求作一介绍。
2.1直流输出及调节范围整流器的作用是将交流转换成直流对电池及并在一起的负载供电。
其直流输出电压主要应符合电池浮充、均充、初充的要求。
2.2 静态稳压精度稳压精度是指输入交流电压和负载电流扰动时,在浮充和均充电压范围内,输出电压偏差的百分数。
整流器的稳压精度要求也是针对电池的要求来的,因为稳压精度低,无异于浮充电压设置值的不准确。
2.3 整流器输出限流和电池充电限流整流器输出限流和电池充电限流是两个独立的限流功能,整流器的输出限流是对整流器的保护,而电池充电限流是对电池的保护。
2.4 输出杂音电压整流器的输出电压中除了直流成分外,还存在一定分量的交流成分,称之为杂音电压噪音电压。
它们对通话质量或电子电路的工作有一定的影响。
衡量这些杂音电压的影响常采用衡重杂音、峰峰杂音、宽频杂音和离散杂音来表示。
2.5 功率限制整流器功率限制(恒功率输出特性),有利于以较小设计功率满足实际使用需要。
对48V 系统,以最大限流值作为额定电流,以57V作为额定电压,以二者的乘积作为额定功率值比较经济合理。
通信电源系统概述通信电源是向电信设备提供交直流电的能源,它在电信网上处于极为重要的位置,人们往往把电源设备的供电比喻为电信设备运行的“心脏”。
如果一个市话局的供电发生故障,中断供电将使整个电话局瘫痪,影响社会的正常生活和运作。
如果一个长途干线站或电信枢纽局发生供电故障,中断供电则必将造成严重的经济损失和社会影响。
因此,要求电源工作人员全面掌握电源设备的基本性能、工作原理和运用方法,做好电源设备的维护工作。
通信电源设备和设施主要包括:交流市电引入线路、高低压局内变电站设备、柴油发电机组、整流器、蓄电池组、直流变换器和交流逆变设备、以及各种交直流配电设备等。
通信配电就是把上述的电源设备,组合成一个完整的供电系统,合理地进行控制、分配、输送,满足通信设备的要求。
一个完整的电源系统,其组成如图1-1-1所示。
第一节交流供电系统交流供电系统由主用交流电源、备用交流电源(油机发电机组)、高压开关柜、电力降压变压器、低压配电屏、低压电容器屏和交流调压稳压设备及连接馈线组成的供电总体。
主用交流电源均采用市电。
为了防备市电停电,采用油机发电机等设备作为备用交流电源。
大中型电信局采用10KV高压市电,经电力变压器降为380V/220V低压后,再供给整流器、不间断电源设备(UPS)、通信设备、空调设备和建筑用电设备等。
小型电信局(站)则一般采用低压市电电源。
一、交流供电系统的组成1、高压开关柜。
高压开关柜的主要功能,除了引入高压(一般10KV)市电外,并能保护本局的设备和配线,同时还能防止由本局设备故障造成的影响波及到外线设备。
高压开关柜还有操作控制和监测电压和电流的性能。
高压开关柜内安装有高压隔离开关、高压真空断路器(或油断路器)、高压熔断器、高压仪用互感器和避雷器等元器件。
2、降压电力变压器。
降压电力变压器是把10KV高压电源变换到380V/220V低压的电源设备。
电力变压器一般采用油浸式变压器,也有的采用有载调压变压器。