通信電源系統(tǒng)課件

1、2012年年4月月1日日一、通信電源系統(tǒng)概述一、通信電源系統(tǒng)概述二、蓄電池二、蓄電池三、三、 高頻開關(guān)電源高頻開關(guān)電源四、四、 UPSUPS電源和逆變器電源和逆變器2（一）通信電源系統(tǒng)概述（一）通信電源系統(tǒng)概述3 在通信行業(yè)中，通常把電源比喻為通信系統(tǒng)的在通信行業(yè)中，通常把電源比喻為通信系統(tǒng)的“心臟心臟”，通信電源本身并不能為運(yùn)營商帶來直接，通信電源本身并不能為運(yùn)營商帶來直接效益，占用的資本也不高，但是從確保通信質(zhì)量、效益，占用的資本也不高，但是從確保通信質(zhì)量、生產(chǎn)安全和財(cái)產(chǎn)安全的角度，必須重視通信電源的生產(chǎn)安全和財(cái)產(chǎn)安全的角度，必須重視通信電源的運(yùn)行管理與應(yīng)用；運(yùn)行管理與應(yīng)用；通信電源的作用

2、通信電源的作用 在通信樞紐大樓、衛(wèi)星地面站、微波中繼站、國際在通信樞紐大樓、衛(wèi)星地面站、微波中繼站、國際海底光纜登錄站海底光纜登錄站所有需要安裝電氣和通信設(shè)備的地所有需要安裝電氣和通信設(shè)備的地方，都需要首先建設(shè)好電源，電源設(shè)備需要能在不同類方，都需要首先建設(shè)好電源，電源設(shè)備需要能在不同類型的外電環(huán)境中輸出不同種類容量的多種電源，以滿足型的外電環(huán)境中輸出不同種類容量的多種電源，以滿足不同設(shè)備的需求，做到穩(wěn)定、可靠和安全，因此電源是不同設(shè)備的需求，做到穩(wěn)定、可靠和安全，因此電源是一切通信必不可少的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，而且也是非常主要的根一切通信必不可少的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，而且也是非常主要的根本保證。本保證。 為各種

3、通信設(shè)備及有關(guān)通信建筑負(fù)荷供電的為各種通信設(shè)備及有關(guān)通信建筑負(fù)荷供電的電源設(shè)備組成的系統(tǒng)，稱為通信電源系統(tǒng)電源設(shè)備組成的系統(tǒng)，稱為通信電源系統(tǒng)。該系統(tǒng)由該系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)、接地系交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)和集中監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)、防雷系統(tǒng)和集中監(jiān)控系統(tǒng)組成。組成。 一、交流供電系統(tǒng)一、交流供電系統(tǒng) 包括交流供電線路、油機(jī)發(fā)電機(jī)組、低壓交包括交流供電線路、油機(jī)發(fā)電機(jī)組、低壓交流配電屏，逆變器，交流不間斷電源（流配電屏，逆變器，交流不間斷電源（UPSUPS）等部）等部分組成。分組成。 通信電源系統(tǒng)的組成通信電源系統(tǒng)的組成二、直流供電系統(tǒng)二、直流供電系統(tǒng) 由直流配電屏、整

4、流設(shè)備、蓄電池、直流變換器由直流配電屏、整流設(shè)備、蓄電池、直流變換器（DC/DCDC/DC）等部分組成。）等部分組成。1.1.直流配電屏：直流配電屏： 可接入兩組蓄電池，其中一組供電不正常時(shí)，可可接入兩組蓄電池，其中一組供電不正常時(shí)，可自動(dòng)接入另一組工作。同時(shí)，可監(jiān)測電池組輸出總電自動(dòng)接入另一組工作。同時(shí)，可監(jiān)測電池組輸出總電壓、電池浮、均充電流和供電負(fù)載電流，可發(fā)出過壓、壓、電池浮、均充電流和供電負(fù)載電流，可發(fā)出過壓、欠壓和熔斷器熔斷的聲、光告警信號。欠壓和熔斷器熔斷的聲、光告警信號。 2.2.整流設(shè)備：整流設(shè)備： 輸入端由交流配電屏引入交流電，其作用是將輸入端由交流配電屏引入交流電，其作用

5、是將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，輸出端通過直流配電屏與蓄交流電轉(zhuǎn)換成直流電，輸出端通過直流配電屏與蓄電池和需供電的負(fù)載并聯(lián)連接，并向它們提供直流電池和需供電的負(fù)載并聯(lián)連接，并向它們提供直流電源。電源。 3.3.蓄電池蓄電池 處于整流器輸出并聯(lián)端。在市電正常時(shí)，由整流處于整流器輸出并聯(lián)端。在市電正常時(shí)，由整流器浮、均充電，不斷補(bǔ)充蓄電池容量，并使其保持在器浮、均充電，不斷補(bǔ)充蓄電池容量，并使其保持在充足電量的狀態(tài)。當(dāng)市電中斷時(shí)，蓄電池自動(dòng)為負(fù)載充足電量的狀態(tài)。當(dāng)市電中斷時(shí)，蓄電池自動(dòng)為負(fù)載提供直流電源，不需要任何切換。提供直流電源，不需要任何切換。 4.4.直流變換器（直流變換器（DC/DCDC/DC）

6、 可將基礎(chǔ)直流電源的電壓變換成通信設(shè)備所需要可將基礎(chǔ)直流電源的電壓變換成通信設(shè)備所需要的各種直流電壓，以滿足負(fù)載對電源電壓的不同要求。的各種直流電壓，以滿足負(fù)載對電源電壓的不同要求。三、接地系統(tǒng)三、接地系統(tǒng) 接地系統(tǒng)有交流工作接地、直流工作接地，保接地系統(tǒng)有交流工作接地、直流工作接地，保護(hù)接地和防雷接地等。現(xiàn)一般采取將這四者聯(lián)合接護(hù)接地和防雷接地等?，F(xiàn)一般采取將這四者聯(lián)合接地的方式。地的方式。 交流接地：可避免因三相負(fù)載不平衡而使各相電壓交流接地：可避免因三相負(fù)載不平衡而使各相電壓差別過大現(xiàn)象發(fā)生。差別過大現(xiàn)象發(fā)生。 工作接地：可保證直流通信電源的電壓為負(fù)值。工作接地：可保證直流通信電源的電壓

7、為負(fù)值。 保護(hù)接地：可避免電源設(shè)備的金屬外殼因絕緣受損保護(hù)接地：可避免電源設(shè)備的金屬外殼因絕緣受損而帶電。而帶電。 防雷接地：可防止因雷電瞬間過壓而損壞設(shè)備。防雷接地：可防止因雷電瞬間過壓而損壞設(shè)備。 聯(lián)合接地：是將交流接地，直流接地，保護(hù)接地和聯(lián)合接地：是將交流接地，直流接地，保護(hù)接地和防雷接地共用一組地網(wǎng)，由接地體、接地引入線、防雷接地共用一組地網(wǎng)，由接地體、接地引入線、接地匯集排和接地體連接線、引出線等部分組成。接地匯集排和接地體連接線、引出線等部分組成。這個(gè)地網(wǎng)是一個(gè)閉合的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，地網(wǎng)的每個(gè)點(diǎn)都這個(gè)地網(wǎng)是一個(gè)閉合的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，地網(wǎng)的每個(gè)點(diǎn)都是等電位的。是等電位的。 四、防雷系統(tǒng)四、防雷

8、系統(tǒng) 避雷針、接地引避雷針、接地引下線、接地體、等電下線、接地體、等電位連接、各級浪涌保位連接、各級浪涌保護(hù)器等組成護(hù)器等組成五、監(jiān)控系統(tǒng)五、監(jiān)控系統(tǒng) 由各種采集設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備和監(jiān)控終端由各種采集設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備和監(jiān)控終端組成組成通信電源系統(tǒng)的特點(diǎn)通信電源系統(tǒng)的特點(diǎn)（）設(shè)備品種多（）設(shè)備品種多 高、低壓配電設(shè)備；高、低壓配電設(shè)備； 發(fā)電設(shè)備包括柴油、汽油發(fā)電機(jī)，風(fēng)能、太陽能和燃發(fā)電設(shè)備包括柴油、汽油發(fā)電機(jī)，風(fēng)能、太陽能和燃汽輪發(fā)電機(jī)；（即一次電源，把其他能量轉(zhuǎn)換成電能）汽輪發(fā)電機(jī)；（即一次電源，把其他能量轉(zhuǎn)換成電能） 交直流變換設(shè)備包括交直流變換設(shè)備包括AC/ACAC/AC、AC/DCA

9、C/DC、DC/DCDC/DC、DC/ACDC/AC、UPSUPS（即二次電源，在供電電源與負(fù)載之間對電能進(jìn)行變（即二次電源，在供電電源與負(fù)載之間對電能進(jìn)行變換或穩(wěn)定處理）和蓄電池設(shè)備（即化學(xué)電源）等。換或穩(wěn)定處理）和蓄電池設(shè)備（即化學(xué)電源）等。通信電源系統(tǒng)的特點(diǎn)通信電源系統(tǒng)的特點(diǎn)（）涉及專業(yè)學(xué)科知識多（）涉及專業(yè)學(xué)科知識多 通信電源的專業(yè)維護(hù)需要?jiǎng)恿C(jī)械學(xué)、化學(xué)、電子通信電源的專業(yè)維護(hù)需要?jiǎng)恿C(jī)械學(xué)、化學(xué)、電子、通信與自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識。、通信與自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識。（3 3）維護(hù)好通信電源責(zé)任重大）維護(hù)好通信電源責(zé)任重大 電源專業(yè)工作常處于高電壓、大電流、使用易燃油類電源

10、專業(yè)工作常處于高電壓、大電流、使用易燃油類和防雷保護(hù)等特殊環(huán)境，對安全生產(chǎn)、通信防護(hù)和消除和防雷保護(hù)等特殊環(huán)境，對安全生產(chǎn)、通信防護(hù)和消除火災(zāi)等方面有著不可推卸的責(zé)任火災(zāi)等方面有著不可推卸的責(zé)任（4 4）電源專業(yè)方面存在的問題）電源專業(yè)方面存在的問題 生產(chǎn)安全生產(chǎn)安全近年來供電事故不斷發(fā)生，嚴(yán)重影響并威脅到通信安近年來供電事故不斷發(fā)生，嚴(yán)重影響并威脅到通信安全。例如，根據(jù)已了解到的電源設(shè)備事故分析，蓄電池全。例如，根據(jù)已了解到的電源設(shè)備事故分析，蓄電池事故占事故占 ，高壓切換事故占，高壓切換事故占 ，高頻開關(guān)，高頻開關(guān)電源事故占（強(qiáng)排風(fēng)，灰塵侵入設(shè)備）；全通信電源事故占（強(qiáng)排風(fēng)，灰塵侵入設(shè)備）

11、；全通信專業(yè)對通信電源的使用也存在很多的不安全因素，眾多專業(yè)對通信電源的使用也存在很多的不安全因素，眾多的火災(zāi)事件也都與電源或其使用有很多關(guān)聯(lián)。的火災(zāi)事件也都與電源或其使用有很多關(guān)聯(lián)。技術(shù)管理技術(shù)管理對運(yùn)行維護(hù)中存在的問題要進(jìn)行及時(shí)、有效的研究對運(yùn)行維護(hù)中存在的問題要進(jìn)行及時(shí)、有效的研究并采取有效的對策，對事故的分析，特別是通信電源的并采取有效的對策，對事故的分析，特別是通信電源的應(yīng)用安全、通信機(jī)房環(huán)境、蓄電池的容量和放電等問題應(yīng)用安全、通信機(jī)房環(huán)境、蓄電池的容量和放電等問題，深入研究使用維護(hù)方法，完善和提高監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)，深入研究使用維護(hù)方法，完善和提高監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。規(guī)范。 企業(yè)化管理

12、。企業(yè)化管理。通信電源的使用要適應(yīng)新的電源維護(hù)響應(yīng)模式，采用通信電源的使用要適應(yīng)新的電源維護(hù)響應(yīng)模式，采用企業(yè)化管理的應(yīng)對策略。例如：全方位服務(wù)，電源維護(hù)企業(yè)化管理的應(yīng)對策略。例如：全方位服務(wù)，電源維護(hù)成本，高質(zhì)量的通信電源應(yīng)用技術(shù)支持問題等。成本，高質(zhì)量的通信電源應(yīng)用技術(shù)支持問題等。傳輸系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)，專用電話系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)，專用電話系統(tǒng)、無線系、無線系統(tǒng)，時(shí)鐘系統(tǒng)、數(shù)字集中錄音系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)統(tǒng)，時(shí)鐘系統(tǒng)、數(shù)字集中錄音系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、集中告警系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、視頻、集中告警系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控系

13、統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等設(shè)備名稱設(shè)備名稱電壓類型電壓類型AFC（自動(dòng)售檢票系統(tǒng)）220VACISCS（綜合監(jiān)控系統(tǒng)）220VACPA（廣播）220VACCCTV（視頻監(jiān)控系統(tǒng)）220VACPIS（乘客信息系統(tǒng)）220VACBAS(環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)) 220VACACS(門禁系統(tǒng))220VAC傳輸系統(tǒng)48VDC專用電話系統(tǒng)48VDC公用電話系統(tǒng)48VDC 其主要組成：其主要組成：正負(fù)極板組、隔板、電解液、安全閥及殼體正負(fù)極板組、隔板、電解液、安全閥及殼體，此外還有一些零件如端子、連接條、極柱等

14、。此外還有一些零件如端子、連接條、極柱等。 1 1、正負(fù)極板組、正負(fù)極板組 正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛，負(fù)極板上活性物質(zhì)為海綿狀正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛，負(fù)極板上活性物質(zhì)為海綿狀純鉛。純鉛。2 2、隔板、隔板 閥控式鉛酸蓄電池中的隔板材料普遍采用超細(xì)玻璃纖維它的主閥控式鉛酸蓄電池中的隔板材料普遍采用超細(xì)玻璃纖維它的主要作用有：要作用有：吸收電解液。吸收電解液。提供正極析出的氧氣向負(fù)極擴(kuò)散的通道。提供正極析出的氧氣向負(fù)極擴(kuò)散的通道。防止正、負(fù)極短路。防止正、負(fù)極短路。3 3、電解液、電解液 鉛蓄電池的電解液是用純凈的濃硫酸與純水配置而成的。它與正鉛蓄電池的電解液是用純凈的濃硫酸與純水配置而

15、成的。它與正極和負(fù)極上活性物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能之間的轉(zhuǎn)換。極和負(fù)極上活性物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能之間的轉(zhuǎn)換。4 4、安全閥、安全閥 一種自動(dòng)開啟和關(guān)閉的排氣閥，具有單向性，內(nèi)有防酸一種自動(dòng)開啟和關(guān)閉的排氣閥，具有單向性，內(nèi)有防酸霧墊。只允許電池內(nèi)氣壓超過一定值時(shí)，釋放出多余氣體霧墊。只允許電池內(nèi)氣壓超過一定值時(shí)，釋放出多余氣體后自動(dòng)關(guān)閉，后自動(dòng)關(guān)閉， 保持電池內(nèi)部壓力在最佳范圍內(nèi)，同時(shí)不保持電池內(nèi)部壓力在最佳范圍內(nèi)，同時(shí)不允許空氣中的氣體進(jìn)入電池內(nèi)，以免造成自放電。允許空氣中的氣體進(jìn)入電池內(nèi)，以免造成自放電。5 5、殼體、殼體 蓄電池的外殼是盛裝極板群、隔板和電解液的容器蓄電池

16、的外殼是盛裝極板群、隔板和電解液的容器。鉛襯套匯流條正極板隔板端子蓋負(fù)極板殼閥控蓄電池正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛，負(fù)極板上的活性物質(zhì)為純鉛，電解液由蒸餾水和純硫酸按一定的比例配制而成。因?yàn)檎?fù)極板上的活性物質(zhì)是不同的，當(dāng)兩種極板放置在同一硫酸溶液中，各自發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生不同的電極電位。 在電池內(nèi)部，正極和負(fù)極通過電解質(zhì)構(gòu)成電池的內(nèi)電路；在電池外部接通兩極導(dǎo)線和負(fù)載構(gòu)成電池的外部電池。蓄電池充電方法：蓄電池充電方法： 1、浮充充電 當(dāng)整流器在浮充過程中斷工作后，VRLA蓄電池單獨(dú)向負(fù)荷供電。當(dāng)整流器恢復(fù)工作后，以0.1C10A的恒壓限流對電池組充電，當(dāng)整流器輸出電壓升高至浮充電壓設(shè)定值

17、后，進(jìn)入浮充狀態(tài),使蓄電池內(nèi)電流按指數(shù)規(guī)律衰減至浮 充電流值時(shí)為充足。 2、均衡充電 蓄電池在使用過程中，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生比重、端電壓等不均衡情況，為防止這種不均衡擴(kuò)展成為故障電池，所以要定期履行均衡充電。l 2）電池容量25. 125)(t1KTICLl 1）設(shè)備負(fù)載電流LLLVWI 25. 1KTICLIL-負(fù)載工作電流 WL-負(fù)載功率，瓦特VL-負(fù)載工作電壓 C-蓄電池容量，AhT-設(shè)計(jì)備電時(shí)間，小時(shí) 電池溫度系數(shù)（1/ ）= 0.010.06K-蓄電池放電效率 放電時(shí)間T=1h2h，K= 0.550.6 放電時(shí)間T=3h5h，K= 0.750.8 放電時(shí)間T=5h10h，K= 0.851 放

18、電時(shí)間T 10h，K= 1l 5）整流模塊數(shù)目 （* 注：對于1000A以上的系統(tǒng)，每十個(gè)模塊冗余一個(gè)） CLIIIl 3）電池均充電流l 4）總輸出電流CIC)2 . 01 . 0(1)(MIICEILN IM 模塊額定電流 CEIL 向上取整( 如3.3 4 )1、：2KW/48V42A2、：4281.25/0.85=494AH 根據(jù)實(shí)際電池規(guī)格，可選兩組300AH蓄電池，共600AH 電池均充電流取0.15,則 為: 6000.15=90A3、為：4290132A可選擇30A模塊，配置個(gè)數(shù)為 (132/30)1=5.4 取整為6 即最終配置為30A模塊構(gòu)成的180A輸出的系統(tǒng)通信開關(guān)電源

19、技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)1、整流器工作原理、整流器工作原理2、軟開關(guān)技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)3、功率因數(shù)、功率因數(shù)4、均流技術(shù)、均流技術(shù)5、電池管理技術(shù)、電池管理技術(shù)6、防護(hù)技術(shù)、防護(hù)技術(shù)+-交流輸入PFC主電路*DC/DC主電路高頻整流全橋整流EMI濾波直流輸出輸出濾波PFC控制PWM控制PFC驅(qū)動(dòng)PWM驅(qū)動(dòng)均流控制檢測放大過壓、過流保護(hù)模塊監(jiān)控RS232/RS485風(fēng)扇電路溫度開關(guān)整流器基本工作原理1、整流模塊工作原理框圖、整流模塊工作原理框圖通信開關(guān)電源技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)核心技術(shù)核心技術(shù)：DC/DC變換技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)、功率補(bǔ)償技術(shù)、均流技術(shù)、變換技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)、功率補(bǔ)償技術(shù)、均流技術(shù)、散熱技術(shù)

20、、智能化技術(shù)散熱技術(shù)、智能化技術(shù)DCACDCDCPWM調(diào)制基本原理：Q1、Q4導(dǎo)通原邊電流Q1、C1、變壓器、Q4 副邊半波整流，D6導(dǎo)通，輸出電壓Q1Q2Q3Q4關(guān)閉 Q3、Q2導(dǎo)通原邊電流Q3、C1、變壓器、Q2 副邊半波整流，D5導(dǎo)通，輸出電壓 Q1Q2Q3Q4關(guān)閉 下一周期 在變壓器T一定情況下，輸出電壓將取決于功率器件導(dǎo)通時(shí)間（驅(qū)動(dòng)PWM波的脈沖寬度）；開關(guān)頻率f越高，變壓器尺寸越小。-+-UoNsNp-+Ui+-D5Q1C1RTQ4Q2TD6LD1RD2RTC2D3D4Q3高頻整流高頻逆變通信開關(guān)電源技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)36有源功率因數(shù)校正電路有源功率因數(shù)校正電路PFC污染電網(wǎng)的諧

21、波的產(chǎn)生與危害電力變壓器10kV開關(guān)電源（無功率因數(shù)校正）其他用電設(shè)備電力變壓器損耗增加交流電質(zhì)量很差影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行tU37有源功率因數(shù)校正電路有源功率因數(shù)校正電路PFCPFC電路原理410VDC310VDC38有源功率因數(shù)校正電路有源功率因數(shù)校正電路PFC電流尖峰產(chǎn)生的原因能量的傳遞過程只發(fā)生在交流電壓波形的峰值點(diǎn)附近交流電流波形含有高次諧波39有源功率因數(shù)校正電路有源功率因數(shù)校正電路PFCPFC電路是個(gè)典型的升壓變換器410VDCC51U630VD2DSEI 30-06A12+C6470U450VL2Q1IXFK36N60123U=LdI/dTU:電感電壓Di:電感電流的增量dT:

22、電感電流的增量所對應(yīng)的時(shí)間40開關(guān)電源就是采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)元件，通過周期性通斷開關(guān)，控制開關(guān)元件的占空比占空比來調(diào)整輸出電壓。41 若用T表示開關(guān)的脈沖周期，Ton表示導(dǎo)通時(shí)間，占空比D=Ton/T,n表示高頻變壓器的變比，在脈沖周期一定的前提下，功率變換器的輸出電壓Vo和輸入電壓Vi關(guān)系如下公式：Vo=ViDn 開關(guān)電源的輸入或者輸出電壓發(fā)生變化時(shí)，如電網(wǎng)電壓升高或負(fù)載變化使輸出電壓升高或者降低時(shí)，只要適當(dāng)控制占空比D，就可以使輸出電壓保持不變。 上圖的控制電路就是實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的，脈寬調(diào)制器是核心，它可產(chǎn)生頻率固定而脈沖寬度可調(diào)的驅(qū)動(dòng)通信，控制開關(guān)管的通斷狀態(tài)，從而來調(diào)節(jié)輸出電壓的

23、高低，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。鋸齒波發(fā)生器提供恒定的時(shí)鐘頻率通信，利用誤差放大器和PWM比較器形成閉環(huán)調(diào)壓系統(tǒng)。tVceict開通損耗關(guān)斷損耗開關(guān)管開關(guān)時(shí)電壓、電流波形及功耗功率器件在開通、關(guān)斷時(shí)由于結(jié)電荷存在造成實(shí)際遲延，器件上電壓、電流不可能突變，所以產(chǎn)生開關(guān)損耗。開關(guān)頻率越高，開關(guān)損耗越大，變換器效率越低（1）、硬開關(guān)損耗（）、硬開關(guān)損耗（Hardswitching）2、軟開關(guān)技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)零電流（ZCSZero-current-switching）開關(guān)技術(shù)：零電流關(guān)斷在器件關(guān)斷前，使其電流減小到零，關(guān)斷損耗為0零電壓（ZVS Zero-voltage-swit

24、ching ）開關(guān)技術(shù)：零電壓開通在器件開通前，先使其電壓減小到零，開通損耗為0tVceict開通損耗關(guān)斷損耗tVceict開通損耗關(guān)斷損耗零電流開關(guān)零電壓開關(guān)（2）、軟開關(guān)基本思想）、軟開關(guān)基本思想通信開關(guān)電源技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)Vii非線性元件和儲(chǔ)能元件結(jié)合，電流波形嚴(yán)重畸形，呈脈沖狀，嚴(yán)重畸形的非正弦電流危害電網(wǎng)，輸入端功率因數(shù)下降3、功率因數(shù)校正技術(shù)、功率因數(shù)校正技術(shù)（1）、功率因數(shù)校正原因）、功率因數(shù)校正原因功率因數(shù)校正方法：無源功率因數(shù)校正無源功率因數(shù)校正：主要由電感、電容組成，典型值0.92。有源功率因數(shù)校正：有源功率因數(shù)校正：半導(dǎo)體器件及電感、電容組成，典型值0.99。PF=0

25、.6-0.7通信開關(guān)電源技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)iLtiref-E/A+Z=X Y-+乘 法 器Q 1iL,refLoadvo(sensed)vrefveC oVoLiL-E/A+vst瞬 時(shí)反 饋|vs|vs|/k 補(bǔ) 償 器（2）、有源功率因數(shù)校正基本原理）、有源功率因數(shù)校正基本原理工作思路：在整流電路中加入輔助MOSFET、二極管、控制IC等有源器件及電感、電容等，工作時(shí)時(shí)刻檢測輸入電流，如果斷續(xù)，則開啟輔助功率管，能量在電感中儲(chǔ)存，再關(guān)斷功率管，電流續(xù)流。工作時(shí)輔助MOSFET工作頻率很高。這樣輸入電流波形幾乎為正弦波，且同電壓同相位。功率因數(shù)幾乎為1。PF=0.99通信開關(guān)電源技術(shù)通信開

26、關(guān)電源技術(shù)4、均流技術(shù)、均流技術(shù)多個(gè)模塊并機(jī)，通過冗余技術(shù)提高系統(tǒng)可靠性。為了使所有模塊均擔(dān)負(fù)載，必須采取均流技術(shù)。通信電源中主要均流技術(shù)：硬件均流：硬件均流：通過線路來實(shí)現(xiàn)均流；軟件均流：軟件均流：利用監(jiān)控模塊實(shí)現(xiàn)均流；通信設(shè)備（1）、整流模塊常用均流方法）、整流模塊常用均流方法均流度：均流度：系統(tǒng)25100額定輸出電流范圍內(nèi)模塊間均分負(fù)載的不平衡度 通信開關(guān)電源技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)低差自主均流技術(shù)：低差自主均流技術(shù)：建立速度快、可靠性高、電流不平衡度低。（2）、硬件均流基本工作原理）、硬件均流基本工作原理均流母線直流母排GND48V整流模塊-+整流模塊-+整流模塊-+調(diào)節(jié)均流調(diào)節(jié)均流調(diào)節(jié)均

27、流每一個(gè)模塊電流與系統(tǒng)最大電流比較，如果小，通過放大器調(diào)高自身模塊電壓，電流增大，實(shí)現(xiàn)均流。通信開關(guān)電源技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)5、電池管理技術(shù)、電池管理技術(shù)正 常 放電過程 均 充 過 程 溫 度補(bǔ) 償 容 量測 試 t電池電池電壓電壓限流充電電池保護(hù)恒壓充電43.2V44.0V53.5V56.5V均轉(zhuǎn)浮充預(yù)限流預(yù)限流具有小電流延時(shí)均充功能具有小電流延時(shí)均充功能通信開關(guān)電源技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)（2）保護(hù)電池）保護(hù)電池（3）輔助功能）輔助功能l深放電功能l容量在線計(jì)算l放電容量測試l均充預(yù)限流、限流避免大電流損傷電池l最大均充時(shí)間限制避免均充轉(zhuǎn)浮充失敗導(dǎo)致的償時(shí)間均充損壞電池l溫度自動(dòng)補(bǔ)償l欠壓告

28、警、保護(hù)、切斷l(xiāng)均充/浮充：電壓可以根據(jù)電池要求調(diào)整l小電流延時(shí)均充轉(zhuǎn)浮充l浮充轉(zhuǎn)均充：定期、浮充電流過大、容量損耗過大等均充（1）常規(guī)管理，保證電池容量充滿）常規(guī)管理，保證電池容量充滿 蓄電池 通信電源通信開關(guān)電源技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)功率器件降額阻容降額輸入低壓過欠壓輸出電壓欠壓輸出短路PFC欠壓軟啟動(dòng)逐波限流死區(qū)保護(hù)過溫風(fēng)扇6、電源保護(hù)技術(shù)、電源保護(hù)技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)通信開關(guān)電源技術(shù)48VDC24VDC交流配電整流模塊直流配電監(jiān)控模塊電池組1電池組nAC輸入整流模塊整流模塊AC輸出負(fù)載RS485/RS232集中監(jiān)控系統(tǒng)AC IAC II智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的組成智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的組成

29、系統(tǒng)組成：系統(tǒng)組成：整流模塊整流模塊+監(jiān)控模塊監(jiān)控模塊+交直流配電交直流配電+機(jī)架機(jī)架通信電源系統(tǒng)通信電源系統(tǒng)-分立式電源系統(tǒng)分立式電源系統(tǒng)系統(tǒng)型號：系統(tǒng)型號：PS481000-5/100整流器：整流器：HD48100-5監(jiān)控模塊：監(jiān)控模塊：PSM-A整流架整流架:RACK1000-5RACK1500交流配電柜交流配電柜直流配電柜直流配電柜通信電源系統(tǒng)通信電源系統(tǒng)-組合式電源系統(tǒng)組合式電源系統(tǒng)整流，監(jiān)控，配電位于同一個(gè)整流，監(jiān)控，配電位于同一個(gè)機(jī)架內(nèi)部。機(jī)架內(nèi)部。交流配電部分交流配電部分直流配電部分直流配電部分整流模塊整流模塊監(jiān)控模塊監(jiān)控模塊UPS分類 UPS按輸入輸出相數(shù)分為單進(jìn)單出、三進(jìn)單

30、出和三進(jìn)三出UPS。 UPS按功率等級分類，把UPS分成微型（3KVA）、小型（3KVA10KVA）、中型（10KVA100KVA）和大型（100KVA）。 按電路結(jié)構(gòu)形式分類，有后備式、在線互動(dòng)式、三端口式（單變換式）和在線式等。 UPS按輸出波形的不同，又可分為方波和正弦波兩種。 UPS電源主要由7部分組成，即輸入整流濾波電路、功率因數(shù)校正電路、蓄電池組、充電電路、逆變器電路、靜態(tài)開關(guān)電路、控制監(jiān)測顯示及保護(hù)電路。1、輸入整流濾波電路、輸入整流濾波電路 UPS電源內(nèi)部蓄電池、逆變器及控制電路均需要直流電，這就要求UPS電源內(nèi)部必須有整流及濾波電路。整流電路的主要功能是：（1）將交流電變換為

31、直流電；（2）具有輸出電壓保持能力；（3）抑制電網(wǎng)的干擾信號。2 2、功率因數(shù)校正電路、功率因數(shù)校正電路 功率因數(shù)校正電路的作用就是提高功率因數(shù)，降低諧波干擾，使輸入電流成為與輸入電壓接近同相位的正弦波。 3 3、蓄電池組、蓄電池組4 4、充電電路、充電電路 UPS中的充電器將蓄電池放電后損失的能量重新補(bǔ)充。5 5、逆變電路、逆變電路 UPS逆變器的功能是將由市電整流所得的直流電壓或蓄電池電壓變換成交流電壓。6 6、靜態(tài)開關(guān)電路、靜態(tài)開關(guān)電路 靜態(tài)開關(guān)是UPS的保護(hù)設(shè)備和供電轉(zhuǎn)換器件，它一方面保護(hù)UPS和負(fù)載，另一方面作為市電旁路供電和逆變器供電的轉(zhuǎn)換器件。7 7、控制、監(jiān)測、顯示及保護(hù)電路、

32、控制、監(jiān)測、顯示及保護(hù)電路 控制是UPS電源的神經(jīng)中樞，其輸出電壓精度高低、波形失真度大小以及可靠性的高低均與控制電路密切相關(guān)?？刂齐娐分饕蠵WM 產(chǎn)生電路、閉環(huán)調(diào)壓電路、同步鎖相電路等。為了使UPS 電源可靠工作，它應(yīng)具有較為完善的保護(hù)電路，一般的UPS 電源都具有電池電壓過低自動(dòng)保護(hù)電路、逆變器輸出過載或短路自動(dòng)保護(hù)電路、逆變器過壓輸出自動(dòng)保護(hù)電路、市電輸入電壓過高自動(dòng)保護(hù)電路和UPS電源延遲啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)電路等保護(hù)電路。為了隨時(shí)掌握和了解UPS工作狀態(tài)和運(yùn)行情況，UPS電源一般還設(shè)有監(jiān)測電路、顯示電路及告警電路。 將直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能的過程稱為逆變，實(shí)現(xiàn)這一過程的變換器稱為逆變器。通

33、信電源局（站）設(shè)備中的逆變器可分為兩類，一類是UPS 電源中的逆變器，一類是通信逆變器。二者區(qū)別僅在于輸入、輸出電壓或頻率量值不同，UPS逆變器輸入直流電壓高，而通信逆變器輸入為-48V ；UPS逆變器一般輸出為50Hz、單相220V 或三相380V ，而通信逆變器除上述輸出外，還有鈴流發(fā)生器輸出為25Hz、75V ，且失真度要求也稍低。二者都是把由市電整流濾波后的直流或來自蓄電池的直流電，逆變成頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、波形失真小的交流電。2逆變器的主電路和工作原理：逆變器能將與之配套的蓄電池組直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓，給使用交流電的通信設(shè)備供電。通信局（站）使用的逆變器，通常采用自換流式電壓型正弦

34、波無源逆變器，變流元器件采用全控型IGBT（絕緣門極晶體管） ，工作方式為PWM 脈寬調(diào)制。單相全橋逆變器主電路如圖6.13所示。單相全橋逆變器的工作原理如下：當(dāng)逆變器接通直流電源后，先Q11 、Q14 導(dǎo)通，Q12 、Q13 截止，則電流由直流電源正極輸出，經(jīng)Qll 、電感L 、變壓器一次繞組1-2 、Q14 回到電源負(fù)極。當(dāng)Qll 、Q14 截止后，Q12 、Q13 導(dǎo)通，電流從電源正極輸出，經(jīng)Q13 、變壓器一次繞組2-1 、電感L 、Q12 回到電源負(fù)極。此時(shí)在變壓器一次繞組上已形成一個(gè)正負(fù)交變的方波，利用高頻PWM 控制兩對IGBT 管交替導(dǎo)通、截止，在變壓器上產(chǎn)生交流電壓，由于交流

35、濾波器LC的作用，使輸出端形成正弦交流電壓，供給通信設(shè)備使用。 直流配電屏位于整流器與通信負(fù)載之間，主要用于整流器、蓄電池組的接入和直流負(fù)荷的分配。其主要技術(shù)要求如下：（1）同一種電壓同型號的直流配電屏應(yīng)能并聯(lián)使用。（2）可接入兩組蓄電池。（3）負(fù)荷分路及容量可根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需要確定。（4）在低阻配電系統(tǒng)中，直流屏帶額定負(fù)荷時(shí)，屏內(nèi)放電回路電壓降500mV。（5）具有過壓、欠壓、過流保護(hù)和低電壓告警以及輸出端浪涌吸收裝置。（6）對于蓄電池充放電回路以及主要輸出分路應(yīng)能夠進(jìn)行監(jiān)測。（7）小型通信局（站）所用的直流屏應(yīng)具有分級供電和電池切斷保護(hù)功能 1、接地 接地就是將地面上的金屬物體或電路中的某結(jié)點(diǎn)用導(dǎo)線與大地可靠地連接起來，使該物體或結(jié)點(diǎn)與大地保持同電位。2、接地系統(tǒng)的組成 接地的組成是將電氣裝置的外露導(dǎo)電部分通過導(dǎo)電體與大地相連接的系統(tǒng)。由大地、接地體（接地電極）、接地引入線、接地匯集線、接地線等組成3、接地系統(tǒng)的作用 接地的作用主要是防止人身遭