2008年 9月 25日第 25卷第 5期 Telecom Power Technol ogy Sep. 25, 2008, Vol . 25No . 5收稿日期 :2008206220作者简介 :崔志东 (19782 , 男 , 大专 , 现就职于新乡中大电子有限公司 , 助工 , 主要从事通信电源 , 电力电源方面的设计开发工作 , E 2mail:zdczd @163. com文章编号 :100923664(2008 0520061204技术交流高频开关通信电源系统的组成及维护与故障处理崔志东 1, 赵艳 2(1. 新乡中大电子有限公司 , 河南新乡 453000; 2. 新乡市太行电源设备有限公司 , 河南新乡 453000摘要 :结合高频开关通信电源系统的设计与运行维护经验 , 简要介绍了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 , 蓄电池组单元等 , 关键词 :通信电源 ; 交流配电 ; 整流器 ; 直流配电 ; 蓄电池组中图分类号 :T N 86 T M 711文献标识码 :AThe on H and Fault Treat m entI Zhi 2dong 1, ZHAO Yan21. Zhongda Electr onic Co . L td . , Xinxiang City, Xinxiang 453000, China;2. Taihang Power Equi pment Co . L td . , Xinxiang City, Xinxiang 453000, ChinaAbstract:Combining with the design and maintenance experience of high 2frequency s witching mode power supp ly system, this paper briefly intr oduces its main component including AC power distributi on unit, rectifier unit, DC power distributi on unit, contr ol modules, battery units and s o on, p resents the issues that should be paid attenti on t o in r outine maintenance and fault treat m ent .Key words:communicati on power supp ly; alternating current distributi on; rectifier; DC distributi on; battery gr oup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 E MA 、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 (MTT R , 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、・16・2008年 9月 25日第 25卷第 5期 Telecom Power Technol ogy Sep. 25, 2008, Vol . 25No . 5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。
高频开关整流器通过硬件把开关整流器状态和告警信息上报给监控 , 监控可通过接口调整开关整流器的输出电压 , 完成对开关整流器的开关机控制 , 实现“ 三遥” 功能。
辅助电源提供开关整流器内部控制电路所需的电源。
3直流配电单元整流器输出采用并联方式 , 经汇流铜排进入直流配电单元。
直流配电单元可以提供 1路或 2路蓄电池接入 (可扩展到 3路蓄电池 , , 造成蓄电池损坏。
每组直流输出采用一个直流接触器控制。
整个系统具有二次下电功能 , 其中系统正面的负载分路为系统的二次下电负载组 , 系统背面的负载分路为系统的一次下电负载组。
系统在蓄电池放电过程中按用户的设置电压分两次将负载断掉 , 以保证主要负载能够长时间地工作 ; 同时根据用户的设定 , 在电池放电达到极限时 , 切断所有负载以保护蓄电池。
负载和蓄电池输出端均接有熔断器或空气开关保护。
直流配电单元工作原理图如图 2所示。
图 2直流配电单元工作原理图4监控单元监控单元负责对系统的交流配电、直流配电、整流器组以及蓄电池组等进行综合管理。
监控单元实时的采集系统的运行数据 , 监测系统的工作状态 , 当系统故障时进行声、光等方式的告警并提供必要的保护措施。
监控单元面板上的液晶屏和 LED 指示灯可以显示系统的输出电流、输出电压、电池电流及各种告警信息 , 同时也可以通过面板上的键盘设置必要的参数 , 完成必要的控制。
系统的运行数据、工作状态等除了在本地可以得到体现以外 , 也可以通过一定的传输方式向上级监控单元进行汇报。
监控单元采用人机交互界面。
人机交互界面由液晶显示屏和按键构成。
用户可使用人机交互界面设定系统运行的全部参数 , 显示系统各个部分的运行数据。
监控单元的功能如下 :(1 通讯功能, 可通过 Mode m 或 PC 机上报 , PC 机的控制指令并。
a . 本地监控 :提供 RS 232接口与本地 PC 机相连。
b . 远端监控 :提供标准的RS 232接口 , 通过 Mo 2de m 与集中监控后台相连。
c . 与整流器的通信采用模拟方式完成。
d . 与其它监控系统通信 :提供 RS 232接口。
(2 数据采集及处理功能采集及处理的信号如下 :a . 交流配电单元在交流配电单元采集及处理的信号包括 :交流电压 U 相、 V 相、 W 相 ; 交流U 相电流 ; 交流接触器的工作状态 ; 交流输入空气开关状态 ; 交流防雷器工作状态。
b . 直流配电单元在直流配电单元采集及处理的信号包括 :直流输出电压 ; 三路蓄电池电压 ; 三路电池电流 ; 一路总负载电流 ; 负载输出熔丝或空气开关状态 ; 蓄电池熔丝状态 ; 控制两路直流接触器。
c . 整流器部分在整流器采集及处理的信号包括 :整流器的告警信息 ; 整流器的开关控制 ; 整流器的均浮充状态控制。
(3 报警管理和保护功能根据用户的设定值处理实时数据。
当有不正常的情况发生时 , 主动向后台 PC 机报警 , 并对当前的故障情况予以记录保存。
用户可以直接在监控单元上查询最近一段时间发生的告警。
监控单元还能够在告警发生时 , 自动寻呼维护人员的 BP 机。
(4 蓄电池管理功能蓄电池的管理分为两部分 :a . 蓄电池充电管理功能监控单元按照周期性均充和停电后再来电均充两种方式对蓄电池的充电过程进行管理。
周期性均充方式是指系统根据用户的设定周期自动对蓄电池均充充电。
停电后再来电均充方式是指停电后蓄电池放电 , 放电达到一定程度后又来电时 , 自动对蓄电池组进行・26・崔志东等 :高频开关通信电源系统的组成及维护与故障处理Telecom Power Technol ogy Sep. 25, 2008, Vol . 25No . 5充电管理。
b . 蓄电池保护功能当市电断电时 , 负载由蓄电池供电 , 当蓄电池电压下降到一定程度时 (可由用户自行设定发出报警 ; 当蓄电池进一步放电 , 蓄电池电压低于用户设定的一次下电电压值时 , 可按用户设定先切断一组次要负载 ; 蓄电池再进一步放电达到最终的保护电压 (二次下电电压时 , 再切断另一组负载 , 保护蓄电池不致过放损坏。
这样一方面在停电后可以维持主要负载有较长的工作时间 , 另一方面可以保护蓄电池不至于过放损坏。
(5 控制功能可根据前台用户的操作或后台 PC 机的控制指令 , 控制整流器的开 /关、均充/,5蓄电池组单元目前 , 通信电源配套的蓄电池大多是先进的阀控式密封铅酸蓄电池 , 阀控式密封铅酸蓄电池主要有贫液式和胶液式两类。
根据各个基站的通信设备需求 , 其蓄电池每节单体电压一般有 2V 、 6V 和 12V 三种。
在枢纽大站 , 一般采用寿命长、可靠性高的 2V 电池 ; 在小型基站 , 根据安装要求 , 可采用其他两种电池 , 使用时将多节单体串连 , 组成 48V 的蓄电池组。
在对电源系统可靠性要求较高的场合 , 一般采用两组蓄电池并联运行、浮充供电的方式。
蓄电池组的日常维护包括 :定期清洁并检测端电压、温度 ; 连接处有无松动腐蚀现象 , 检测连接条压降 ; 外观是否完好 , 有无鼓肚变形和渗漏现象 ; 极柱、安全阀周围是否有酸雾逸出 ; 当发现电压反极性、压降大、压差大和酸雾泄漏的电池时 , 应及时处理 , 对不能恢复的蓄电池要及时更换 ; 不能把不同容量、不同性能、不同厂家的电池联在一起 , 否则可能会对整组蓄电池带来不利影响。