基站电源基础知识

影响蓄电池寿命的因素
浮充、均充
浮充：
电池组与电源线路并联连接到负载电路上。正常的运行状态下，与直流母 线相连的充电装置，除对常规负载供电外，还向蓄电池组提供浮充电流。 浮充充电应解决的两个问题： 1. 补偿电池因自放电而产生的容量损失； 2. 避免过充造成电池寿命的缩短； 浮充电压一般在2.23～2.28V/只范围内选定（温度为25℃时 ）；
整流模块电路基本结构
高频开关整流模块的电路技术发展至今，基本形成如下图所示的电路结构
交流 输入
交流滤波
整流
PFC电路
DC/DC 转换电路
直流滤波
直流 输出
辅助 电源
控制电路
控制电路
过压 欠压 保护电路
过温
过流 过压 欠压
整流模块介绍
直流配电介绍
监控模块介绍
监控单元电路原理
SU 通信局站监控设施
开关电源对蓄电池的管理
开关电源蓄电池欠压保护原理图
工作地 -48V 熔丝1 断路器1 熔丝2 熔丝3 一次下电负载组，接次要负载，下电 电压44.5V
熔丝4
二次下电负载组，接重要负载，下电 电压43.2V
断路器2
熔丝5 熔丝6 蓄电池组
蓄电池熔丝1 蓄电池熔丝2 图4 二次下电原理图
工作地
内容大纲
开关电源的分类 一般按照开关电源的输入和输出进行分类
Ac－dc：把交流输入变换成直流输出，一次电源。 Dc－dc：把直流输入变换成直流输出，二次电源。 Dc－Ac：把直流输入变换成交流输出，逆变器电源。
Ac－Ac：把交流输入变换成交流输出，UPS电源。
开关电源的主要指标
①无故障运行间隔时间
这是开关电源最重要的指标，衡量了开关电源的工作可靠性。一般 说的是开关电源平均无故障运行间隔时间越长约好。
系统输入; 交流电压值, 交 流电流值,交流 频率值, 防雷块 状态, 电网状态 .
整流模块; 输出电压值 输出电流值 机内温度值 模块状态 风扇状态
DC/DC模块 (或Inverter)； 输出电压值 输出电流值 模块状态
系统输出； 电压值 电流值 环境温度值, 输 出状态
蓄电池； 充电电流值 放电电流值, 电 池温度值, 电池 电压值 电池状态
交流配电 整流模块 直流配电 监控模块
直流配电 监控模块 整理模块
交流配电
系统原理
380V交流输入
交 流 配 电 单 元
整流模块1
整流模块2
直 流 配 电 单 元
-48V直流输出
C级 防雷
DC 防雷 整流模块N
控制板
监控模块
开关电源的电路组成
输入回路
包含：EMI、缓启动和APFC电路
电容之间转换的功率部分，单位为VA，用Q表示。
③视在功率(Aparent power):指的是交流输入功耗，也叫表观功 率，其单位是VA，用S表示。 S2=P2+Q2
④功率因数(Power factor):有功功率与视在功率的比值，它表示
交流电转化成其他能量的能力。功率因数＝P/S。
高频开关电源
系统构成
的。
影响蓄电池寿命的因素
表1 放电深度与循环次数之间的关系
放电深度（％） 5 20 50 100 设计充放电循环次数 10000 2000 800 350
表2 放电率与终止电压之间的关系
放电率 20H 10H 3H 1H 0.5H 单节电池终止电压 1.85V 1.80V 1.75V 1.70V 1.60V 电池组终止电压 44.4V 43.2V 42.0V 40.8V 38.4V
浮充电压、均充电压、限流点、过流点、自动均充允许、定时均充允许、定时均充周期、转均充电 流、转均充容量、稳流均充电流、稳流均充时间、均充保护时间 负载下电允许、电池保护允许、负载下电方式、负载下电电压、电池保护电压、负载下电时间、电 池保护时间
温补中心点、温补系数、过温保护、高温告警、低温告警 测试终止电压、测试终止时间、测试终止容量、定时测试允许、定时测试时间1、定时测试时间2、 定时测试时间3、定时测试时间4、快速测试告警点、快速测试允许、快速测试周期、快速测试时间、 恒流测试允许、恒流测试电流 本机地址、语言、通信方式、波特率、回叫次数、回叫号码、日期、时间、密码重置、系统重置、 系统类型、修改密码、控制告警音、序列号、软件版本、下载允许 告警类型、级别、关联继电器、开关量序号、告警方式、设开关量名、开关量名称、清除历史告警、 阻塞当前告警
柴油发电机组
烟管 通风 油机房降噪 油机输出线
油机铭牌
蓄电池组
UPS系统
UPS输出屏
1+1备份UPS系统
UPS设备
UPS：小、中、大功率系列
•小功率UPS设备 ，主要用于大客户 及小型计算机房、 小容量需求通信机 房、办公等场合
•中等功率UPS 设备，主要用 于部分本地网 中等容量需求 通信机房
②工作效率
输出功率与输入功率的比值就是开关电源的工作效率，衡量开关 电源在变换过程中所产生的损耗，对于目前我们的开关电源工作效 率在85%以上。
③电压调整率
该参数表示了电源的稳压特性。
开关电源的一些名词概念
①有功功率（Acitive power):电能转换成其他能量所消耗的功率，
单位为瓦（W），用P表示。 ②无功功率(Unactive power):没有消耗功率，只是能量在电感和
•模块化UPS设 备，用于前期负 荷较小随IT设备 增加逐步增加负 荷的场合
•大容量UPS设备应用于 大的IT机房、IDC机房等
内容大纲
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通信电源系统简介 高频开关电源系统 交流不间断电源系统 蓄电池及日常维护 油机发电及日常维护
开关电源的概念
开关电源是一个能量转换器，作为电源的功率器件工作在开 关状态（开关管、电感、高频变压器、电容、整流二极管） －开或关状态，其特点是频率高、功耗低、工作效率高、体 积小、输入范围宽(Switching Regulator -- A switching circuit that operates in a closed loop system to regulate the power supply output)通过闭环系统调节，使输出电压 保持稳定。
内容大纲
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通信电源系统简介 高频开关电源系统 交流不间断电源系统 蓄电池及日常维护 油机发电及日常维护
蓄电池及日常维护
影响蓄电池寿命的因素 蓄电池的充放电特性
开关电源的蓄电池管理功能
蓄电池的安装与日常维护
影响蓄电池寿命的因素
影响阀控式密封铅酸蓄电池寿命的因素很多，既有电池设计
联网通信
监控模块(单元)
人为 操作
显示 LCD 参数 LED 状态
告警方式 声,光, LCD显 示, 回授, 干接 点
保护动作, 发出告警 自动关机限流 恢复正常 .
控制； 模块状态, 电池状态, 系统状态
设置 调试参数,
监控模块介绍
信息类别 交流参数 直流参数 模块参数 电池基 本 参数 充电管 理 参数 电 池 参 数 下电保 护 参数 电池温 补 参数 电池测 试 参数 系统参数 告警参数 过压告警、欠压告警、缺相告警、交流输入 过压告警、低压告警、欠压告警、环境高温告警、环境低温告警、负载分流器、负载分流器系数 模块过压、默认电压、输出缓启动允许、输出缓启动时间、风扇运行速度、过压重启动时间 管理方式、电池组数、标称容量、电池名称、电池分流器、分流器系数 显示内容
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通信电源系统简介 高频开关电源系统 交流不间断电源系统 蓄电池及日常维护 油机发电及日常维护
UPS的概念
• 定义：UPS是连接在负载和市电之间一种电源设备，它的 功能是保证向负载提供持续不间断高质量的交流电源
• 原理：AC-DC-AC，输出的交流电更干净
• 作用：无间断切换、电压变换(稳压)、频率变换(稳频/滤波 )、提供一定后备时间
均充
以定电流和定时间方式对电池充电，充电快。充电电压与浮充相比要大；
均衡充电电压 2.30～2.35V/只 ； 整流设备应能浮充／均充方式的自动转换。蓄电池放电后，整流设备自动 向蓄电池进行均充电，当充电电流小于每安时50mA或充入电量是放出电 量的1.2倍时，均充自动转为浮充。
开关电源对蓄电池的管理


在功率为斜边)

功率因数(cosΦ , Φ 为有功和视在的夹角) 效率(输出/输入)


安时(Ah,电池容量)：一般指10小时放电率的容量，
1000Ah指在100A放电电流下放电10小时
直流供电系统
通信电源系统应用：
由于交换，传输，基站等通信设备采用直流供电。所以，通信
电源的主要功能是将公用电网的交流电进行整流变换以提供给主设 备稳定的直流电。
基站电源基础知识
2015/10/18
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通信电源系统简介 高频开关电源系统 交流不间断电源系统 蓄电池及日常维护 油机发电及日常维护
通信电源关键词

电压(+24VDC/-48VDC/220VAC/380VAC)
电流(A)＝功率/电压(DC) 功率(有功W/无功var/视在VA,三者为直角三角形关系,视
欠压保护功能
所谓二次下电就是电源系统将输出负载分成两组：一组为一次 下电负载，它脱离系统的下电电压较高，一般为44.5V以上（用户亦 可自行设定），驳接一些不太重要的设备；另一组为二次下电负载， 它脱离系统的下电电压比较低，一般不得低于43.2V，驳接一些重要 设备。下图说明了蓄电池和负载之间的连接关系。工作地-48V熔丝 1熔丝2熔丝3断路器1断路器2熔丝4熔丝5熔丝6蓄电池熔丝1蓄电池 熔丝2蓄电池组工作地一次下电负载组，接次要负载，下电电压 44.5V二次下电负载组接重要负载，下电电压43.2V。
和制造方面的因素，又有用户使用条件和维护方面的因素。
1、设计和制造因素
正极板栅耐腐蚀性能和电池的水损耗速度乃是两个最主要的
因素。由于现在的蓄电池的正极板栅的厚度加大，采用PB－
CA－SN－AI四元耐蚀合金。根据板栅腐蚀速度推算，电池寿 命可达10年~15年。然而从电池使用结果来看，水损耗速度
却成为影响密封电池使用寿命的最关键因素。
影响蓄电池寿命的因素
3、蓄电池的使用条件
众所周知，蓄电池使用的环境温度、充放电流、放电 深度、电池容量的合理配置、定期维护是保证电池正常
寿命的关键。环境温度过高，蓄电池中的化学反应加
剧，在充电过程中蓄电池的减压阀会频繁开启，从而加 速了失水速度，降低了蓄电池寿命。放电深度以及放电
电流和终止电压与蓄电池寿命之间的关系也是非常密切
通信电源的分类与应用场合：
变换技术：高频开关电源 输出电压：-48V：交换，传输，接入网电源 。 +24V：部分基站电源 系统结构：组合电源，分立机柜电源 应用环境：户内电源，户外电源 安装方式：驻立式，壁挂式，插框式
组合电源概述
电源在通信网中的位置：
Baidu Nhomakorabea
移动基站，接入网、模块局，传输 中继站机房数量大，机房面积小。 多采用中小容量一体化电源。
开关电源系统的组成
交流配电屏(挂墙或落地)，主要给整流机架供交流电
整流机架(内装整流模块、监控模块等)，交流输入/直 流输出 直流配电屏，整流器输出通过直流屏内熔丝或开关输 出到通信设备 蓄电池，市电正常时由整流器进行浮充，停电时对通 信设备供电 小容量组合开关电源直流配电安装在整流机架内
功率变换器
变换电路有：反激、正激、推挽、半桥、全桥
输出电路
电路包含：输出整流、滤波和输出EMI电路
Ui 滤波 整流及滤波 功率开关器件 高频变压器 整流 滤波
Uo
AC/DC
DC/DC
PWM控制电路、均流电路、 保护电路、辅助电源电路
控制电路
交流配电介绍
两路交流输入 输入方式：空气开关；
整流模块介绍
影响蓄电池寿命的因素
2、蓄电池的失水
对一般密封铅蓄电池而言，由于采用“贫液式”设
计，电池的正极和负极活性物质的量及电解液的量处 于最佳匹配状态，所以电池容量对电解液量极为敏 感，存在如下关系：电池失水10％，容量降低20％； 失水25％，电池寿命结束。
影响蓄电池寿命的因素
2、蓄电池的失水
蓄电池失水的途径 电池失水途径有：电池槽、盖渗漏；环境温度过高；节 流阀频繁开启或阀门开启后关闭不了，导致氢气和氧气逸出， 同时带走酸雾；热失控现象。 其中，热失控现象是指电池在充电后期（或浮充状态）， 由于没有及时调整充电电压，使电池的充电电流和温度发生 一种累积性的相互增强作用，此时电池温度急剧上升，从而 导致电池槽盖膨胀变形，失水速度加大，甚至电池损坏。