通信组合开关电源系统介绍(2)
通信电源简单原理及设备介绍
什么是整流器？整流器的主要功能是什么？
整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流（AC）转化为直流（DC） 的装置。即所谓的AC－DC变换。
为了确保通信电源不中断、无瞬变，可采用静止型交流不停电电源系统，也称UPS。UPS一般都由 蓄电池、整流器、逆变器和静态开关等部分组成。市电正常时，市电和逆变器并联给通信设备提供交流 电源，而逆变器是由市电经整流后给它供电。同时，整流器也给蓄电池充电，蓄电池处于并联浮充状态。 当市电中断时，蓄电池通过逆变器给通信设备提供交流电源。逆变器和市电的转换由交流静态开关完成。
目录
1
通信电源系统的基本组成及交直流供电指标
2
通信电源系统的简单供电原理及分析
3
通信电源设备的主要技术指标
4
设备分类介绍
一、通信电源系统的基本组成和工作原理
为通信设备及保证通信的建筑负荷供电的各种电源设备组成的供电系统，称之为通 信电源系统。
通信电源好比通信设备系统中的心脏，它是不允许中断的。电源的安全、可靠是保 证通信系统正常运行的重要条件。否则，整个通信系统将会中断和瘫痪。
二、直流供电系统
1、系统组成
通信设备的直流供电系统由高频开关电源（AC/DC）、蓄电池、DC/DC变换器和直流配电屏等部分组成。 1）整流器：
从交流配电屏引入交流电，将交流电整流为直流电压后，输出到直流配电屏与负载及蓄电池连接， 为负载供电，给电池充电。 2）蓄电池：
交流停电时，向负载提供直流电，是直流系统不间断供电的基础条件。 3）直流配电屏：
48v组合开关电源原理及维护知识
组合式开关电源结构组成和原理 牛牛文档分享组合式开关电源系统框图
原理
整原理
监控管理单元 由交、直流检测、蓄电池充放电管理、直流低 压保护监控、系统各单元参数配置、运行管控、 显示及通信I/O接口等组成。功能：监视整个 电源系统的运行，根据设定参数管控整流器及 LVD的运行。一旦发生影响系统性能的故障或 超过设定参数门限值，便触发告警器；通过其 智原理
48V/50A 整流模块主要特性 交流输入：
1) 输入电压：220Vac (单相)
176Vac ～ 275Vac(满载)
90Vac ～ 175Vac(50%负载)
(2) 输入电流
： 19Amax (额定输入)
(3) 频率： 45Hz～65Hz
(4) 功率因数
： > 0.99(满载，额定输入)
(5) 效率： ≥ 90.5% (额定输入)
(6) 保护： 熔丝 (30A)
(7) 启动冲击电流 ： < 21A (满载，额定输入，冷启动)
✓ 直流输出： (a) 电压： 标称电压：标称电压-48Vdc, 浮充电压：浮充电压为-42Vdc～-58Vdc(可调),出厂设在 –54.0V； 均充电压：均充电压值可配合现场应用特性的需要,依蓄电池制造 厂家建议的均充电压值设定；一般设定值如下： 均充电压为-50Vdc～-61Vdc(可调)，出厂设在 -56.4Vdc； (b) 电流：单一整流模块输出容量为-54V时为50A （室外型原理
交流配电单元功能框图
RPS 隔离开关
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
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介绍
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。
通信电源基础知识介绍
主要内容： 主要内容：
1 2 3
通信电源系统概述 基站电源及接地系统介绍 电源机房工艺要求简介
电源机房的设计简介
一、电源机房的设计原则 1、尽量靠近负荷中心。 、尽量靠近负荷中心。 2、对于多层的电信机房，电源机房位置应能 、对于多层的电信机房， 实行上下左右供电。 实行上下左右供电。 3、应考虑电源设备的运行对周围的影响 噪音、 噪音、 、应考虑电源设备的运行对周围的影响(噪音 防火、电磁干扰等)。 防火、电磁干扰等 。也要注意周围环境对电源设备 的影响（例如雷击、土壤地阻率等） 的影响（例如雷击、土壤地阻率等）。
基站电源及接地系统介绍
二、基站电源设备 3、蓄电池组 、 定义：将化学能与电能互相转换的有效装置。 定义：将化学能与电能互相转换的有效装置。 配置：蓄电池组容量按如下公式计算： 配置：蓄电池组容量按如下公式计算： Q＝KIT/(η(1+q(t-25))) ＝ 式中： －－蓄电池组容量； －－蓄电池组容量 式中：Q－－蓄电池组容量； K－－安全系数，取1.25 －－安全系数， －－安全系数 T－－放电小时数； －－放电小时数 －－放电小时数； η－－放电容量系数，见下表； －－放电容量系数 －－放电容量系数，见下表；
Hale Waihona Puke 主要内容： 主要内容：1 2 3
通信电源系统概述 基站电源及接地系统介绍 电源机房工艺要求简介
基站电源及接地系统介绍
一、基站直流电源系统
市电 交流挂箱 组合开关电源 通信设备
蓄电池组
基站电源及接地系统介绍
二、基站电源设备 1、交流配电箱 、 定义：集中安装交流开关、 交流开关 定义：集中安装交流开关、仪表等设备的成套 装置。 装置。 配置：交流配电箱容量由机房内所有用电负荷 配置：交流配电箱容量由机房内所有用电负荷 决定，并应考虑远期负荷发展。 决定，并应考虑远期负荷发展。 交流配电箱容量大小为： 交流配电箱容量大小为： P总＝ P工艺＋ P照明＋ P空调 工艺＋ 照明 照明＋ 空调 总 工艺
(整理)通信系统电源基本原理
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。
通信电源技术
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通信电源技术
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2020/12/19
通信电源技术
通信电源系统概述
• 作为通信系统的“心脏”，通信电源在通信局（站）中具有无可比拟 的重要地位。它包含的内容非常广泛，不仅包含48V直流组合通信电 源系统，而且还包括DC/DC二次模块电源，UPS不间断电源和通信用蓄 电池等。通信电源的核心基本一致，都是以功率电子为基础，通过稳 定的控制环设计，再加上必要的外部监控，最终实现能量的转换和过 程的监控。通信设备需要电源设备提供直流供电。电源的安全、可靠 是保证通信系统正常运行的重要条件。
通信电源技术
• 3.UPS： 为了确保通信电源不中断、无瞬变，可采用静止型交流不停电电
源系统，也称UPS。UPS一般都由蓄电池、整流器、逆变器和静态开关 等部分组成。市电正常时，市电和逆变器并联给通信设备提供交流电 源，而逆变器是由市电经整流后给它供电。同时，整流器也给蓄电池 充电，蓄电池处于并联浮充状态。当市电中断时，蓄电池通过逆变器 给通信设备提供交流电源。逆变器和市电的转换由交流静态开关完成。 4.交流配电屏：
– 蓄电池充电电流的大小通常用充电率表示。比如10小时率充电 电流即表示：用该电流充电，10小时后充入蓄电池的电量等于蓄 电池的额定容量。因此，10小时率充电电流为：Ic＝C/10＝0.1C
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通信电源技术
– 充电过程中的电化学反应
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各电路功能
整流滤波： 整流滤波：将电网交流电直接整流为较平滑的直 流电，以供下一级变换。 逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，尽量 逆变： 提高频率，以利于用较小的电容、电感滤波（减 小体积、提高稳压精度），同时也有利于提高动 态响应速度。频率最终受到元器件、干扰、功耗 以及成本的限制。
各电路功能
相关器件介绍
直流接触器
线圈吸合电压48V，主要作用是用来对电 池进行欠压保护；应急照明控制；对负载 进行二次下电保护。
直流分流器
串接在直流回路中用来检测回路电流的一 种纯电阻器件。在通信组合电源系统中直 流负载总电流、每一路蓄电池的电流（充、 放电电流）都分别有一个直流分流器来检 测。
相关器件介绍
开关电源的发展趋势 小型化、薄型化、轻量化、高频化；
高可靠性； 低噪声； 采用计算机辅助设计和控制。
通信组合电源系统
组合电源系统的结构
整流模块 交流 市电输入 配电 整流模块
RS485串口总线
整流模块
直 流 配 电
48VDC
AC备用输出 告警MODEM
监控模块
RS232 RS232
PSTN
监控单元功能
功能：检测组合电源系统各部分的工作状 态，并将这些数据进行分析和处理，自动 控制整个电源系统的运行。同时通过通讯 接口将数据送往近端监控终端或远端监控 中心，完成三遥功能，实现无人值守。
蓄电池组
功能： 功能：通信电源系统中采用整流器和蓄电池组并联 冗余供电方式。蓄电池组既为备用电源，又可以吸 收高频纹波电流。目前常用的蓄电池为阀控式密封 铅酸蓄电池。 均充： 均充：由供电系统一边向电池补充电能，一边还向 用电设备供电。现采用恒压限流方式充电。充电电 压56.4V。 浮充： 浮充：由供电系统维持蓄电池容量不亏损，并向用 电设备供电，此时蓄电池电压与供电系统电压一致。 为53.5V。
蓄电池温度传感器
用来检测蓄电池的温度。
高频开关整流器
功能： 功能：将由交流配电单元提供的交流电变换成48V或者+24V直流电输出到直流配电单元。
整流器原理框图
主电路 DC/DC变换器
T 市电
直流
交流输入滤波
整流滤波
功率因数校正
输出整流滤波 逆变 比较放大 脉冲调制器 采样电路
基准振荡
基准电压
控制电路
相关器件介绍
交流变送器
用来采样三相交流电压值和一相交流 电流值并将它们转换成标准的电压输 出。
相关器件介绍
~300V
5A
相关器件介绍
交流互感器 防雷模块
防雷系统原理图
A B C
交流 配电
整流 模块
直流 输出
N
G
B级
C级
D级
直流配电单元功能
功能：完成直流的分配和备用电池组的 功能： 接入。直流配电单元为负载分配不同容 量的输出，可满足不同的需要。直流配 电路数可根据用户需求增减。
MODEM 远端监控 巡检MODEM 近端后台监控
电 池 组 1
电 池 组 2
交流配电单元功能
功能：将市电接入,经过切换送入系统,交流 电经分配单元分配后,一部分提供给开关整 流器,一部分作为备用输出供用户使用。
交流配电单元原理图
U1 交流变送器 市 电 V1 交流 W1 输入 U2 油 机 V2 W2 切换 单元 交流主输出空气开关 整 流 器 配电单元
思考题
组合电源系统的三级防雷系统， 各级的泄放能力分别是多少？ 一个防雷系统的性能好坏，是 否完全取决于它每一级所用防 雷器件的性能或泄放能力？
直流配电单元原理图
负载断路器1 负载输出1组 熔丝 负载总 电流 分流器
负载断路器2
ห้องสมุดไป่ตู้
负载输出2组
蓄电池电流分流器 蓄电池组1 蓄电池电流分流器 蓄电池组2 工作地 -48V
相关器件介绍
熔断器
当电流超过限定值而熔化、分断电路的一 种用于过载和短路保护的电器。 注意事项： 一定容量的负载宜接至对应容量的熔体上， 防止熔断器保险过大，当负载严重过流时， 保险不起作用。 在配电系统中，各级熔断器应互相配合以 实现选择性。一般要求前一级熔体比后一 级熔体的额定电流大2~3级，以防止发生 越级动作而扩大故障停电范围。
思考题
通信组合电源系统由几部分 组成并简述各部分的功能？ 组成并简述各部分的功能？ 简述二次下电的实现过程及 其保护功能？ 其保护功能？ 组合电源系统与监控系统之 间是否是独立工作的?监控系统 间是否是独立工作的 监控系统 损坏后,组合电源系统的工作有 损坏后 组合电源系统的工作有 什么不同? 什么不同
避雷器
N
交 流 辅 助 输 出
G
相关器件介绍
交流接触器
对小型电源系统进行交流过、欠压保护。交 流接触器的线包供电方式为“高压吸合、低 压维持”，当接触器吸合后，其线包上的电 压为低压直流，以减少线包的发热功耗。
自动空气断路器
简称自动空气开关或自动开关。是一种自动 切断电路故障用的保护电器，主要用来保护 交、直流电路内的电气设备，不频繁地启动 电动机及操作或转换电路。
各电路功能
开关整流器的基本电路包括两部分：一是主电路 主电路，是指 主电路 从交流电网输入到直流输出的全过程，它完成功率转换 任务。二是控制电路 控制电路，通过为主电路变换器提供的激励 控制电路 信号控制主电路工作，实现稳压。
主电路： 主电路：
交流输入滤波器： 交流输入滤波器：其作用是将电网中的尖峰等杂波过滤， 给本机提供良好的交流电，另一方面也防止本机产生的 尖峰等杂音回馈到公共电网中。