高频开关电源系统

任务1了解高频开关电源系统
• 在大容量的高频开关电源系统中，有独立的交流配 电屏、整流器机柜（插入整流模块）和独立的直流 配电屏，监控器装设在直流配电屏或整流器机柜上。
• 在组合式高频开关电源设备中，包含交流配电单 元、整流模块、直流配电单元和监控器。根据开关 电源容量大小和使用要求的不同，其结构形态有机 柜式、壁挂式和嵌入式，嵌入式开关电源可以嵌入 19英寸机架。
• 通信用高频开关电源系统是整个通信系统的动力 源，常被称为通信系统的“心脏”。它主要由交流 配电部分、整流器、直流配电部分和监控器（又称 控制器或监控模块）组成，方框图如图5-1所示。
图5-1 高频开关电源系统组成框图
• 图中交流输入电压可以是单相220V，也可以是三 相380V，并允许有一定的变化范围。直流输出标 称电压一般为－48V，或者是－24V，实际输出电 压要求能在一定范围内连续可调，既可以手动调节， 也能自动调节，但是都要通过监控部分。
• ②交流配电单元主要性能
• 输入采用两路市电、三相五线制输入；额定 线电压为交流380V；最大电流为200A。 输出采用3路100A三相交流输出；4路 32A三相交流输出；3路20A单相交流输出。 报警时欠压报警值为交流324V，欠压恢复 值为交流331V；过压报警值为交流438V， 过压恢复值为交流431V。抗雷击时最大工 作相电压为交流275V（50Hz）； 最大汇 放电流大于40kA；最大响应时间大于 25ns。
• 监控单元也称控制器，是整个开关电源系统的“总指挥”， 它与开关电源系统中的交流检测单元、直流检测单元和转接 单元等组成本机监控系统，起着监控各个模块的工作情况， 协调各模块正常工作的作用。监控单元以CPU为核心，采用 EPRAM、RAM、EEPRAM等以实现分别存储各种数据的 目的。为实现多个下级设备的连接，具有串口电路。为实现 人机对话，具有I/O接口电路，以连接键盘、LCD模块和输 出告警的干接点。监视器Βιβλιοθήκη Baidu单元的应用软件采用面向对象的 编程方法。监控单元主要实现对开关电源系统的信息查询、 参数设置、系统控制、告警处理、电池管理和后台通信等功 能。
• 整流器单元负责将交流转换成符合通信要求的直流 电。由于一个开关电源系统内具有多个整模块，所 以它们之间必须相互协调，包括多个整流模块工作 时合理分配负载电流（即均流作用），当其中某一 个模块出现输出高压时该模块能正常退出而不影响 其他模块的工作（即选择性过压停机功能）等。
• 直流配电单元负责将蓄电池组接入系统与整流模块输出并联， 再将一路不间断的直流电分成多路分配给各种容量的直流负 载。其中，在相应线路中接有熔丝保护和测量线路电流的分 流器。
情境导引
• 随着通信电源技术的快速发展，高频开关电 源已成为通信电源系统中必不可少的重要部 分。开关电源技术的发展与半导体器件及磁 性元件的发展紧密相关，功率MOSFET、 IGBT等新型电力电子器件的应用，对电源 技术的发展起到十分重要的作用。
• 高频开关电源（简称开关电源）是指功率晶 体管工作在高频开关状态的直流稳压电源， 它是利用现代电力电子技术，控制开关晶体 管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电 压的一种电源，其开关频率在20kHz以上。
学习目标
• 在通信电源系统中，开关电源是不间断供 电的核心。通过本情境的学习，了解高频开 关电源系统，熟悉开关整流器件，对整流模 块的结构组成、电路工作原理和操作方法有 比较清楚的了解，掌握开关电源的维护方法。
• 任务1了解高频开关电源系统 • 任务2高频开关整流器的认知 • 任务3熟知开关电源电路原理 • 任务4掌握高频开关电源设备的维护方法
• 交流配电部分除了主电路外，还有交流检测单元， 用于检测输入交流三相电压、线电流（该项选用）、 防雷器状态等，检测结果传送到开关电源系统中的 监控器。
• 交流电源一般为TN-S系统，也可以是TT系统。 在这些供电制式中，零线（即接了地的中性线）与 保护地线必须严格分开。机柜内零线汇集排应与机 架绝缘，机架及机壳则应通过保护接地线可靠接地。
资讯1 PS48600型高频开关电源系统
• PS48600型高频开关电源系统是艾默生网络能源有限公司 生产的新一代大容量通信电源产品，由两台机柜组成，如图 5-2所示，一台是交直流配电柜PD48/1200BF，另一台是 整流柜RACK-600。交直流配电柜包括交流配电单元和直流 配电单元，配电柜面板装配有市电、报警指示灯以及大屏幕 液晶显示屏，具有汉字显示功能。交流配电单元位于交直流 配电柜前部，采用上进线方式。输入交流电经配电柜分路后， 进入整流柜，满配置的整流柜包含12个HD4850整流模块 和一个PSM-4监控模块，输出总容量为DC48V、600A。 整流柜输出的直流电经过汇流排汇接到交直流配电柜中的直 流配电单元。该直流配电单元位于交直流配电柜后部，采用 自由出线方式。在增加一个整流柜的情况下，该直流配电单 元可平滑扩容至1200A。广泛用于市话网大中型交换局、长 途局、GSM移动交换局和汇接局、CDMA移动交换局和汇接 局等大中型通信局（站）。
• 交流配电单元负责将输入220/380V低压交流电， 将其分配给各整流模块以及其他负荷，同时对低压 交流供电进行通断控制、检测、告警和保护，并装 设浪涌保护器（SPD）进行防雷保护。交流输入采 用三相五线制，即三根相线（U、V、W）、一根 零线N、一根地线PE。经避雷器（MOA）后再接 到3个空气开关以控制三相交流电的输入。
图5-2 PS48600系统结构图
• 1．交直流配电系统
• PD48/1200BF属于智能型交直流配电系统， 它将交流配电单元和直流配电单元集合在同一柜体 内，通过屏顶正负汇流母排与两台600A的整流柜 组成一个完整的高频开关电源系统。
• （1）环境和性能
• ①使用环境条件
• 环境温度：－25～+40℃；环境湿度：≤95%； 适合安装于无振动颠簸、垂直斜度不大于5°、无 腐蚀性气体、无导电尘埃、非爆炸危险场所。