我國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)配套直流模塊電源的發(fā)展

1、我國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)配套直流模塊電源的發(fā)展 - 2004-6-16 9:14:00 中國(guó)報(bào)告大廳市場(chǎng)研究報(bào)告網(wǎng) 打印本頁(yè) 推薦給朋友 【報(bào)告名稱(chēng)】: 我國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)配套直流模塊電源的發(fā)展 【關(guān) 鍵 字】: 移動(dòng) 通信 電源 【報(bào)告來(lái)源】: 通信世界網(wǎng) 報(bào)告內(nèi)容 可以說(shuō)我國(guó)還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的供移動(dòng)基站使用的直流模塊電源。目前，基站使用的配套電源，無(wú)論是艾默生（前身是深圳華為）電源，還是中達(dá)電源，都是廠家為固話(huà)模塊局(也即電信分局機(jī)房)設(shè)計(jì)的電源，其它如武漢洲際電源、北京通力環(huán)電源就更不例外了。為了適應(yīng)移動(dòng)基站的特點(diǎn)，這幾年，廠家也對(duì)自己的電源有所改進(jìn)，都推出了一系列新型號(hào)的電源。如中達(dá)的MCS-3000

2、，艾默生的PS48300-3B/25以及PS48300-1B/30，通力環(huán)的TBOQ48/50(H)。這些型號(hào)的電源較之其以前同系列的其他電源有了許多改進(jìn)，概括起來(lái)突出的有三點(diǎn)：首先是體積和重量變小了，其次都支持整流模塊熱插拔，再有就是增加了二次下電功能。對(duì)于適應(yīng)基站使用來(lái)說(shuō)，這些電源還需進(jìn)一步改進(jìn)。 了解基站的特點(diǎn)，比如交流供電、直流負(fù)荷、放置地點(diǎn)、維護(hù)方式等，十分有助于明確基站配套直流模塊電源（以下簡(jiǎn)稱(chēng)基站電源）的發(fā)展方向。基站的特點(diǎn)：一是交流用電復(fù)雜，有的是三相交流電，有的是單相交流電，有的是農(nóng)電，有的是居民生活用電，有的是廠礦生產(chǎn)用電，交流供電質(zhì)量相對(duì)較差。二是基站直流負(fù)荷相對(duì)都比較小

3、，我所見(jiàn)過(guò)的基站還沒(méi)有負(fù)荷超過(guò)200A的。三是基站數(shù)量多、分布廣而且散、環(huán)境差（像野外高山基站，遭雷擊概率大，交流引入不穩(wěn)定，這些因素導(dǎo)致電源設(shè)備故障率高），致使基站配套設(shè)備維護(hù)難度大?；倦娫磻?yīng)該適應(yīng)基站的這些特點(diǎn)。 因此，我認(rèn)為基站電源都應(yīng)具有這樣一些特點(diǎn)：一是體積小、重量輕，便于安裝、維護(hù)。基站現(xiàn)在使用的電源滿(mǎn)配置都是600A以上的系統(tǒng)，基站負(fù)荷根本不可能有這么大，因此，基站電源還可以再小、再輕。二是標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。整流模塊單相工作。并且所有模塊包括整流模塊和監(jiān)控模塊都應(yīng)該熱插拔化，便于安裝和維護(hù)。三是電源的交流輸入單元要充分適應(yīng)基站市電的惡劣環(huán)境。四是采取更好、更先進(jìn)的防浪涌措施。五是

4、要有強(qiáng)大的后臺(tái)支持功能。六是要有強(qiáng)大的蓄電池管理功能。下面，我將就未來(lái)基站電源的后四個(gè)特點(diǎn)展開(kāi)具體的闡述。 一、電源的交流輸入單元要靈活的適應(yīng)三相、單相以及三相缺相市電 目前，我所見(jiàn)的三相輸入的電源通過(guò)簡(jiǎn)單的短接都可以適應(yīng)單相市電環(huán)境，因?yàn)檎髂K是單相工作的，所以這種做法能行通。但三相缺相以及市電過(guò)高過(guò)低保護(hù)處理方式上各廠家就手段不一、見(jiàn)仁見(jiàn)智了。艾默生、通力環(huán)電源的輸入交流單元包括總空氣開(kāi)關(guān)和交流接觸器以及相應(yīng)的交流取樣、控制板。而中達(dá)電源就沒(méi)有交流接觸器，市電經(jīng)過(guò)總空氣開(kāi)關(guān)后就直接由分路空氣開(kāi)關(guān)進(jìn)行輸出分配。有交流接觸器，市電過(guò)高、過(guò)低、缺相等交流保護(hù)在輸入側(cè)就可以完成。中達(dá)電源則把保護(hù)

5、做在整流模塊這一級(jí)，市電過(guò)高、過(guò)低整流模塊都會(huì)停機(jī)。對(duì)于基站電源，我們要求在三相缺相等惡劣市電情況下整流器仍然可以工作。有交流接觸器的，因?yàn)榻佑|器需要工作電壓，一般取B相，如果B相缺相，接觸器將斷開(kāi)，整流器就會(huì)停止工作。艾默生電源就是這樣。通力環(huán)則很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。通力環(huán)的交流接觸器采用特別設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路，確保了在交流欠壓或者缺相的情況下接觸器仍然能吸合。中達(dá)電源因?yàn)闆](méi)有交流接觸器所以市電缺相時(shí)只有所缺那一相整流模塊不能工作，其余相上的整流模塊仍然能工作。基站市電除了電壓波動(dòng)特別大、容易缺相外，零線虛接、斷開(kāi)，地線阻值過(guò)大、斷開(kāi)的情況也時(shí)有發(fā)生。如果零線斷開(kāi)，零對(duì)地電壓就變得非常高，可達(dá)1

6、10V左右；如果地線斷開(kāi)，零對(duì)地電壓也很高，可達(dá)40V左右。零對(duì)地電壓過(guò)高對(duì)設(shè)備危害十分大，導(dǎo)致基站電源整流模塊以及各種取樣、控制電路板經(jīng)常壞。然而，目前各廠家對(duì)零線帶電都還沒(méi)有很好的防護(hù)措施。如何防止零線帶電對(duì)整流模塊以及各種取樣、控制電路板造成損壞，這是今后基站電源發(fā)展應(yīng)該解決的一個(gè)難題。 二、由于基站處的環(huán)境十分復(fù)雜 比如建在高山上等，遭雷擊的可能性本來(lái)就特別大，而且基站又有許多戶(hù)外設(shè)施，比如市電引入線、鐵塔、天饋線、光纖線路等，這些線路容易感應(yīng)雷電從而引起很高的感應(yīng)電壓，導(dǎo)致基站設(shè)備的電路板最容易遭受浪涌電壓的襲擊。基站電源的監(jiān)控模塊、整流模塊、取樣以及控制電路板容易損壞的原因就在這里

7、。這就要求基站電源的監(jiān)控單元、整流單元要采取更好的防浪涌措施。特別是監(jiān)控單元，因?yàn)榛粳F(xiàn)在都安裝了動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控，開(kāi)關(guān)電源是被遠(yuǎn)端監(jiān)控了的，如果監(jiān)控單元損壞，遠(yuǎn)端便無(wú)法監(jiān)控。會(huì)使維護(hù)人員的維護(hù)工作變得很被動(dòng)。 三、目前的基站電源都支持后臺(tái)監(jiān)控 但據(jù)我對(duì)艾默生、中達(dá)、通力環(huán)各種型號(hào)的電源上報(bào)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)來(lái)看，我認(rèn)為還遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足維護(hù)人員的維護(hù)需求。維護(hù)人員當(dāng)然希望在遠(yuǎn)端監(jiān)控終端上能像在基站現(xiàn)場(chǎng)一樣操作電源的監(jiān)控模塊菜單。也許這樣做的難度太大。但我認(rèn)為遠(yuǎn)端監(jiān)控至少還應(yīng)增加電壓設(shè)定、電池測(cè)試、電池下電控制三相內(nèi)容。對(duì)于遠(yuǎn)端均浮充電壓遙調(diào)，目前中達(dá)的MCS3000以及艾默生的PS48300-3B/25可以提

8、供支持。但廠家技術(shù)人員又不贊同維護(hù)人員使用該功能，害怕造成數(shù)據(jù)混亂。這只能說(shuō)明該功能還不完善。至于遠(yuǎn)端電池測(cè)試、電池下電控制，我還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)哪家廠家能做到。為什么需要這些遠(yuǎn)端操作？這樣做的好處是什么呢？我認(rèn)為有兩點(diǎn)，一個(gè)是減少維護(hù)工作量；二是保護(hù)蓄電池。先說(shuō)遠(yuǎn)端電池測(cè)試如何能減少維護(hù)工作量。對(duì)于蓄電池維護(hù)，維護(hù)規(guī)程以及各蓄電池廠家都明確要求“每年應(yīng)以實(shí)際負(fù)荷做一次核對(duì)性放電試驗(yàn)，放出額定容量的3040”。如何完成這項(xiàng)作業(yè)計(jì)劃呢？到基站上進(jìn)行，基站數(shù)量那么多，這個(gè)維護(hù)工作量就太大了。如果能遠(yuǎn)端通過(guò)監(jiān)控自動(dòng)完成該多好。再說(shuō)遠(yuǎn)端下電控制如何能更好地保護(hù)蓄電池?；倦娫聪码娞撾妷菏羌僭O(shè)所有電池性能都是

9、好的、均衡的來(lái)設(shè)置的，但如果電池組中有落后電池，當(dāng)落后電池達(dá)到放電終止電壓時(shí)，就必須要保護(hù)落后電池，需及時(shí)斷開(kāi)負(fù)載。目前顯然還做不到?；就ｋ姾螅S護(hù)人員通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)注蓄電池放電情況，特別是關(guān)注有無(wú)落后電池，如果發(fā)現(xiàn)落后電池，維護(hù)人員又可以遠(yuǎn)端控制蓄電池的下電保護(hù)的話(huà)，就可以對(duì)蓄電池提供更及時(shí)的保護(hù)。所以，今后基站電源需提供更強(qiáng)大的后臺(tái)監(jiān)控功能。 四、基站配套設(shè)備維護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是蓄電池 為什么這樣說(shuō)呢？這是由蓄電池的使用性能決定了的，蓄電池最怕過(guò)充、過(guò)放。根據(jù)試驗(yàn)顯示，電池每次放出25額定容量，其循環(huán)使用壽命為1500次，若每次放電100的額定容量，其壽命為150次，若放電150額定容量，

10、其壽命僅有2次。由此可見(jiàn)蓄電池過(guò)放的危害。過(guò)充對(duì)蓄電池的危害同樣是巨大的。另外蓄電池對(duì)環(huán)境溫度也有一定的要求。蓄電池的最佳運(yùn)行溫度是在25。開(kāi)關(guān)電源對(duì)蓄電池的管理參數(shù)設(shè)置都是以25時(shí)蓄電池的運(yùn)行參數(shù)為基礎(chǔ)的，并由開(kāi)關(guān)電源根據(jù)環(huán)境溫度變化自行調(diào)節(jié)。由于基站停電時(shí)間多、環(huán)境溫度變化大、維護(hù)及時(shí)性差，容易造成蓄電池過(guò)充、過(guò)放；另外，不同廠家的蓄電池性能不一，具體的充放電參數(shù)也不一樣，因此，要求開(kāi)關(guān)電源對(duì)蓄電池的管理功能要強(qiáng)大。目前，基站使用的開(kāi)關(guān)電源除基本的蓄電池參數(shù)管理外都還具有這樣一些蓄電池管理功能：充電管理、容量管理、負(fù)載下電電池保護(hù)、電池測(cè)試?？梢哉f(shuō)這四項(xiàng)管理功能對(duì)蓄電池的使用、維護(hù)都十分有

11、益。而其中后兩項(xiàng)管理功能可以說(shuō)是專(zhuān)門(mén)針對(duì)基站蓄電池的使用、維護(hù)特點(diǎn)設(shè)計(jì)的。但現(xiàn)在的不足是，各個(gè)廠家對(duì)這些功能的理解不一樣，實(shí)現(xiàn)起來(lái)差別很大，并且都還不很完善。下面，我將對(duì)充電管理功能、電池測(cè)試功能和容量管理進(jìn)行詳細(xì)闡述。 1對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，最重要的是掌握好均浮充，什么時(shí)候浮充，什么時(shí)候均充，對(duì)蓄電池的運(yùn)行非常關(guān)鍵。 現(xiàn)在的蓄電池都采取全浮充運(yùn)行方式。均充只在以下情況進(jìn)行：（1）蓄電池安裝完畢后，對(duì)蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電；（2）電池組浮充運(yùn)行三個(gè)月后，有兩只以上電池電壓低于2.18V；（3）電池全浮充運(yùn)行達(dá)三個(gè)月；（4）蓄電池放電容量超過(guò)1525額定容量。對(duì)于第二種情況，維護(hù)人員只有手動(dòng)完成，并且

12、在充放電幾次后，仍然有低于2.18V的電池，可以認(rèn)定該組蓄電池有質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)該找廠家來(lái)處理。對(duì)于其余三種情況，應(yīng)該能通過(guò)參數(shù)設(shè)置讓開(kāi)關(guān)電源來(lái)自動(dòng)完成。第一種情況的均充，稱(chēng)之為上電均充，意思是蓄電池投入使用，需要進(jìn)行補(bǔ)充充電。第三種情況的均充，稱(chēng)之為定時(shí)均充，目的是防止單體電池的不均衡。定時(shí)均充的設(shè)置可以從整流器上電時(shí)開(kāi)始，就把上電均充包含在定時(shí)均充里了。第四種情況的均充，稱(chēng)之為復(fù)電均充，意思是停電后又來(lái)電時(shí)的均充。目前的開(kāi)關(guān)電源都可以對(duì)蓄電池進(jìn)行這樣的自動(dòng)充電管理。 但對(duì)于“復(fù)電均充”這個(gè)概念，通信電源維護(hù)人員、蓄電池廠家、開(kāi)關(guān)電源廠家都沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。而且不管是1998年7月的電信電源維

13、護(hù)規(guī)程，還是2002年6月29日的中國(guó)移動(dòng)通信電源、空調(diào)維護(hù)規(guī)程，都只對(duì)定時(shí)均充做了規(guī)定，都沒(méi)有提出這個(gè)概念，更沒(méi)有復(fù)電充電這方面的規(guī)定。維護(hù)人員、一些蓄電池廠家以及開(kāi)關(guān)電源廠家倒是有這樣的概念。但是認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一，而且有些觀念也是錯(cuò)誤的。一是對(duì)復(fù)電均充條件的認(rèn)識(shí)。比如復(fù)電轉(zhuǎn)均充的條件設(shè)置，艾默生電源的PS48-3B/25就有兩個(gè)條件，一個(gè)是轉(zhuǎn)均充容量比，意思是放電時(shí)蓄電池容量下降到一定比例，復(fù)電時(shí)整流器就自動(dòng)轉(zhuǎn)入均充充電程序；另一個(gè)是轉(zhuǎn)均充電流，意思是對(duì)蓄電池的充電電流大到一定程度時(shí)，整流器就自動(dòng)轉(zhuǎn)入均充充電程序。那么，究竟在什么條件下進(jìn)行復(fù)電均充才是正確的呢？杭州南都電源有限公司1999年7月

14、編制的南都GFM系列技術(shù)手冊(cè)推薦的方法要求，“放電后應(yīng)及時(shí)充電，以0.1C10A的恒電流對(duì)蓄電池組充電，到電池單體平均電壓上升到2.352.40V，然后改用2.352.40V進(jìn)行恒壓充電，直到充電結(jié)束”。意思是電池放電后，先要恒電流充電，然后再恒壓充電。0.1C10A的大電流恒流充電的概念是針對(duì)早期的防酸式電池提出的，現(xiàn)在的免維護(hù)電池怕過(guò)充電所以就只要求限流恒壓充電。況且現(xiàn)在的開(kāi)關(guān)電源也不能給蓄電池進(jìn)行大電流恒流充電。拋開(kāi)對(duì)南都技術(shù)手冊(cè)中的這個(gè)疑點(diǎn)不說(shuō)，根據(jù)南都技術(shù)手冊(cè)的規(guī)定不難看出一點(diǎn)，就是復(fù)電均充時(shí)不能立即把充電電壓提升到均充電壓。意即復(fù)電不能立即轉(zhuǎn)入均充，而是要等充電電流小到一定程度時(shí)才

15、能轉(zhuǎn)入均充。那么，充電電流小到什么時(shí)候才能轉(zhuǎn)入均充呢？中達(dá)的MCS-3000不同版本有不同的設(shè)計(jì)，一種版本規(guī)定當(dāng)復(fù)電后，先浮充5分鐘再轉(zhuǎn)入均充充電程序。還有一種版本規(guī)定當(dāng)充電電流小于或者等于50mA/AH時(shí)就轉(zhuǎn)入均充充電程序。根據(jù)免維護(hù)電池的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，后一種規(guī)定顯然要科學(xué)一些。因此，我認(rèn)為復(fù)電均充的條件應(yīng)這樣設(shè)置：先判斷蓄電池的放電容量是否達(dá)到“復(fù)電均充放電百分比”，如果沒(méi)有就轉(zhuǎn)入浮充充電程序；如果已經(jīng)達(dá)到就再判斷充電電流是否小于或者等于50mA/AH，大于此值，繼續(xù)限流浮充，一直到小于或者等于此值才轉(zhuǎn)入均充充電程序。為什么要經(jīng)過(guò)這兩個(gè)判斷呢？這是為了避免對(duì)蓄電池進(jìn)行“大電流高電壓”充電。 二

16、是對(duì)充電結(jié)束的判斷。維護(hù)規(guī)程對(duì)于免維護(hù)電池規(guī)定“充電量不小于放電量的1倍”就算充電終止。南都的技術(shù)手冊(cè)里是這樣規(guī)定的：充電時(shí)間1824小時(shí)（非深度放電可縮短到10小時(shí)）或者充電末期連續(xù)三小時(shí)充電電流值不變，就算充電終止。各電源廠家都是以“充電末期連續(xù)三小時(shí)充電電流值不變”作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。而這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)規(guī)程是作為防酸式電池的規(guī)定的。我認(rèn)為用充電量和末期電流這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都可以。但充電量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該更科學(xué)一些。目前，各電源廠家之所以沒(méi)有采用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，是因?yàn)榫_計(jì)算充電量太難了。其實(shí)，停電時(shí)，電源系統(tǒng)是計(jì)算了蓄電池的放電容量的，因?yàn)閺?fù)電均充時(shí)要用到這個(gè)數(shù)值。這個(gè)數(shù)值比較好計(jì)算，因?yàn)榉烹婋娏髯兓皇呛艽?，所以?/p>

17、簡(jiǎn)單地用“放電電流”與“放電累計(jì)時(shí)間”相乘來(lái)得到此數(shù)值。但充電電流變化就很大，所以要計(jì)算充電電量就很難。但通信電源以后的發(fā)展應(yīng)該可以解決這個(gè)難題。三是如何防止過(guò)充電。目前各廠家普遍有兩個(gè)做法：一個(gè)是從一開(kāi)始均充起就累計(jì)均衡充電時(shí)間，若累計(jì)時(shí)間超過(guò)“均充保護(hù)時(shí)間”（124小時(shí)可調(diào)），系統(tǒng)就自動(dòng)結(jié)束均衡充電。另一個(gè)是開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)出現(xiàn)任何告警，系統(tǒng)都將立即轉(zhuǎn)入浮充。此外，中達(dá)電源還監(jiān)測(cè)了兩只標(biāo)示電池的表面溫度，當(dāng)電池溫度超過(guò)設(shè)定值（40）時(shí)，系統(tǒng)就自動(dòng)轉(zhuǎn)入浮充。這個(gè)做法值得推廣。 2.目前各廠家提供的電池測(cè)試功能都還很簡(jiǎn)單。 中達(dá)電源的電池測(cè)試功能選項(xiàng)有：（1）開(kāi)啟、關(guān)閉選擇；（2）自動(dòng)、手動(dòng)選擇；

18、（3）自動(dòng)測(cè)試周期；（4）測(cè)試開(kāi)始時(shí)間；（5）最大測(cè)試時(shí)間；（6）測(cè)試結(jié)束電壓；（7）測(cè)試告警時(shí)間。艾默生電源的電池測(cè)試功能只能在手動(dòng)控制下完成，選項(xiàng)有：（1）測(cè)試中止電壓；（2）測(cè)試中止時(shí)間。我認(rèn)為為了便于蓄電池的維護(hù)，蓄電池的測(cè)試功能應(yīng)做到：（1）能近端、遠(yuǎn)端完成；（2）能自動(dòng)、手動(dòng)完成；如果以后的基站電源都能支持這兩項(xiàng)功能，維護(hù)人員就可以通過(guò)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控終端對(duì)基站蓄電池進(jìn)行“核對(duì)性”容量試驗(yàn)。監(jiān)控系統(tǒng)的蓄電池監(jiān)控模塊就可以提供完整的放電報(bào)告。開(kāi)關(guān)電源與動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的配合使用對(duì)于蓄電池維護(hù)水平的提升能起到顯著的作用。今后基站電源的發(fā)展應(yīng)該重視這樣的“配合”。 3.要想通過(guò)開(kāi)關(guān)電源對(duì)蓄電池進(jìn)行“容量管理”是不可能的。 因?yàn)樾铍姵氐娜萘渴怯烧M蓄電池中容量最低的那只蓄電池來(lái)決定的。要確定蓄電池的實(shí)際容量必須放電到終止電壓時(shí)才能知道。平時(shí)不可能進(jìn)行這樣的放電試驗(yàn)，并且開(kāi)關(guān)電源只對(duì)蓄電池的總電壓有監(jiān)控，所以