新型智能开关电源技术

二. 通信电源装备的发展
1.
高频开关电源
（1）主要器件： 功率MOS场效应晶体管（MOSFET) 绝缘栅双极晶体管（IGBT） 快速二极管 高频磁性元件 高频电容等
（2）电路技术
调压技术 主要采用固定频率PWM的变换电路 提高变换频率，降低开关损耗 采用ZCS、ZVS开关技术 减小损耗，提高效率 采用IGBT和MOSFET并联技术 高频开关电源功率因数的校正 采用有源校正和无源校正技术

3. 直流变换器供电方式的优点：
输出电压变化范围小，蓄电池的容量可充分利用。
缺点：


当负载电流变化较大时，直流变换器的输出容量大， 价格高； 直流变换器本身要损耗一定的能量，所以供电效率 较低。 采用几台变换器并联供电的方式。
如何提高可靠性：
1.2.1.3 接地系统
一. 分类：
1. 工作接地 为保证电力系统和设备达到正常工作要求而进行的一 种接地。 2. 保护接地 为避免电源设备的金属外壳因绝缘损坏而带电，与带 电部分绝缘的金属外壳必须直接接地。 3. 防雷接地 为了防止因雷电而产生的过电压损坏电源设备，避雷 器一般都设有防雷接地装置。 4. 联合接地 通信设备的以上3种接地共用一组接地体的接地方式。
新型智能开关电源技术

国外著名开关电源品牌： 西门子、爱立信、美国unitrode、美国 康明斯、motorala,ABB-----
国内有名开关电源品牌： 中兴、洲际、朝阳、科思特、精科、 厦宝、益和
2007年中国UPS、通信开关电源十大 品牌

UPS：科华、冠军、航天、LEUMS、恒电、 科士达、阳光、金武士、艾默生、三科 通信开关电源：朝阳、艾默生、富华、珠 江电信、中兴、航嘉、普天、明纬、台达、 所罗门
二. 组成
1. 接地体： 又称为接地电极或电网，与土 壤形成电气接触，将各进线中的 电流汇入大地 2. 接地引入线： 接地体与接地总汇集线之间的 连线 3. 接地汇集线： 各通信机房接地线相连的接地 干线 4. 接地线： 通信设备的接地端与水平接地 分汇集线之间的连线
电气连接-接地方法
分散接地示意图 联合接地示意图
表1－1 SW3和SW4设定预运行时间和延迟时间
1.2.1.2 直流供电系统
交 流 配 电 屏
组成：整流器、蓄电池、直流配电屏、直流变 换器 直流供电方式：并联浮充方式 直流变换器供电方式


浮充：当电池处于充满状态时，充电器不会停止充电，
仍会提供恒定的浮充电压和很小的浮充电流供给电池， 因为一旦充电器停止供电，电池会自然地释放电能， 所以利用浮充的方式平衡这种自然放电，小型UPS通 常采用浮充模式。

（3）性能与指标 开关电源的性能：
输入电压的范围、输出电压的调节范围、 并联均分、限流保护、报警、三遥
技术指标：
1）效率(89%~92%) 2）功率因数(有源校正和无源校正提高功 率因数） 3）稳压精度 (输出端电压的相对变化量，变化越小，说明稳 压精度越高）





4）噪声电压 信号电压以外的电压 5）动态特性 设备的起动冲击电流<最大输入电流的150% 6）智能化程度 内部是否有CPU、监控模块，是否能智能化管理 7）制造工艺及体积重量 取决于电路设计、元器件及各种材料的选用 8）电磁兼容性（EMC） 安全指标 电磁干扰 (EMI) 电磁敏感度 (EMS) 电磁脉冲 (EMP) 静电放电(EMD)
2. 蓄电池
阀控式密封铅酸蓄电池 （1）结论：电池的电导与容量有很高的相关 性 （2）国产蓄电池目前存在的几点问题： 容量富余量太大，不规范 工艺较粗糙 技术投入少，满足于近期效益 （3）多路蓄电池并联时，需要分别把各组蓄 电池充电到同一个电压值才能并联使用。
3. 监控系统
监控设备的所有参数和状态 功能：监控数据、表格、设备控制、图像、 模拟量测量、运行状态、故障报警等 最终实现：局站无人值守、设备稳定、可 靠、经济、预报警、智能化 监控系统所采用的硬件、软件平台、开发 环境都比较成熟 重点是：软件开发

课程介绍：

第一章：通信电源系统的组成、主要性能、技术规
范;
第二章：开关电源的基础，重点是功率变换电路以
及几个主要芯片，电流型PWM集成控制器UC3842、 功率因数校正器UC3854、负载均流集成控制器 UC3902;
第三章：开关电源的整流模块，DMA10、DMA14 第四章：开关电源的监控系统，DK系列、MSS3000 第五章：通信用智能高频开关电源系统，PS48600,

字微波传输线路中继站位于白云山海拔343米高度，四面环
山，大气地质条件复杂，属于无人值守站。

过去微波通信设备功耗大,用太阳电池供电,投资多,经
济效益差。现在为降低电源系统的造价，通信容量较大的微
波无人值守中继站，不宜采用太阳能供电。

目前，普遍采用市电和无人值守油机发电机相结合的交 流供电系统，也可采用不间断供电系统微电脑控制器
5. 全自动交流供电微电脑控制器的工作原理 （1）组成：
图1－2
交流不间断供电系统微电脑控制器的组成

根据市电监视器和发电机监视器的输出信号，微电 脑控制器控制油机发电机的启动和停止

还直接控制市电、发电机的切换电路，及时将负载
转换到市电或油机发电机供电。
（2）原理：
预运行：
1. 油机发电机启动后，空载运行1～3min，等各项 参数达到稳定值以后，才能向负载供电 2. 控制板上有油机预运行时间选择。

控制器的作用：实现整个系统的自动控制、检测、诊断、通 信、监控，从而实现无人值守。
1.3 现代通信电源的主要性能要求
1.3.1 典型通信设备对开关电源系统的要求
一. 典型的程控电话交换机对基础开关电源系统
的要求：
1. 电压要求
输入直流电压一般为－48V,－24V
2. 不同的程控电话交换机对输入电压的变化范
围和噪声的要求不同：
噪声电压：
除信号Байду номын сангаас压以外的电压。
衡重噪声：
由于人耳和耳机对各种频率的响应不同，将 25Hz ～ 5000Hz频段中各种频率的噪声电压等效为 800Hz的电压值后，取其方均根值。 衡重噪声也叫加权噪声。
二.其他典型微波设备、有线传输设备
1.3.2 现代通信基础开关电源系统的 设计指标和标准
二. 通讯设备对电源系统的要求
1.可靠 不停电 措施：交流电源供电：不间断电源UPS

直流供电系统：整流器和蓄电池并联；多个整 流模块并联 目前，先进的通信电源设备的平均无故障时间可达20 年

2.稳定
电压不超过允许的变化范围
过高：损坏通信设备中的电子元件 过低：通信设备不能正常工作 所以：一般通信设备由稳压电源供电

谐振型、UPS系统、DUM23高频开关组合电源系统
考试方式：
写论文
第一章 现代通信开关电源技术概论
1.1
现代通信设备对电源系统的要求
概述
1.1.1
一.通信电源的发展 1. 1963，晶闸管整流器 2. 1965，逆变器以及DC/DC变换器 3. 20世纪90年代，通信业迅速发展，通信电 源迅速发展

并联浮充供电方式的优点： 结构简单，工作可靠，供电效率高 缺点： 浮充工作状态下输出电压较高， 而当蓄电池单独供电时输出电压较低， 因此负载电压的变化范围较大。

二. 直流变换器供电方式
1. 直流变换器：将电力室送来的高压直流电变换 为系统所需的低压直流电。 2. 原理框图：
直流变换器的输出在蓄电池电压变化不大时，能相应 地自动调整，起一定调压的作用。 所以，当电池电压或负载电流改变时，可以保证负载 电压在规定值以内。

均充：以定电流和定时间的方式对电池充电，充电较
快。专业维护人员对电池保养经常采用此模式，有利 于激活电池的化学特性。

根据电池的工作状态，自动转换浮充/均充，可充分发 挥各自优势，实现快速充电和延长电池寿命。
一. 并联浮充供电方式

市电正常，整流器给负载供电，同时蓄电池充电
市电中断，蓄电池供电 市电中断时间过长，整流器应该由油机发电机供电
一. 设计指标
1. 输出电压调节范围、输出电流数量等级、输出噪声电 压、稳压精度、通电开机过冲等必须满足要求； 2. 电网电压的适应能力、保护和报警、并联运行均分负 载性能、效率、功率因数、抗雷击等性能； 3. 蓄电池的均充/浮充电压调节、状态转换等 4. 绝缘电阻、绝缘强度、传导干扰、辐射干扰、音响噪 声等 5. 外观、工作环境、储存运输环境等
1.3.3 基础开关电源的使用和操作性能
一.控制、操作、指示性能
YD/T731标准： 1. 直流输出电压在其可调范围内应该能做到手动或自 动连续可调 2. 遥控开/关机、均充/浮充转换、 遥信工作状态、故障诊断 升级标准： 3.遥测各模块和系统的输出电压、电流 实际设计标准： 4.遥调远程调节模块的直流输出电压 5.完整的监控性能
1.2.1.1 交流供电系统 一.组成（如图）
二. 交流不间断供电系统微电脑控制器

1. UPS的缺点:
（1）供电时间较短，若市电停电时间较长，需要大大 增加UPS中蓄电池的容量 （2）为了保证电池充足电，还必须增加UPS中充电器 的输出电流，需要专门的充电机对大容量的电池进 行充电。
2. 许多部门采用油机发电机作为备用电源 3. 为了使普通的油机发电机具备无人值守发 电机的功能，采用：全自动交流供电微电脑控 制器
1.2 现代通信电源系统的组成
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一. 通信电源系统的定义 为各种通信设备及通信有关的建筑负荷供 电的多种电源设备组成的系统 二. 组成 交流供电系统、直流供电系统、接地系统 三.供电方式 集中供电、分散供电、混合供电
1.2.1 集中供电方式电源系统的组成

组成：交流供电系统、直流供电系统、接地系 统、集中监控
二. 现代通信基础开关电源系统的设计标准
1. 基本标准：YD/T731标准 原邮电部行业标准YD/T731-1994《通信用高频开 关整流器》 规定了通信用高频开关整流器需要满足的基本技术 要求和其他各项指标。 2. 升级标准 原邮电部行业标准《通信用高频开关电源设备进网 质量认证检验实施细则》 规定了通信用高频开关电源整流模块和基础电源系 统需要满足的技术要求和其他各项指标。 3. 实际设计标准 高于上述标准，有监控、智能化

3.小型：体积小，重量轻，集成化 采用集成稳压器、无工频变压器的开关 电源、高频谐振型开关电源
4.高效率：节能 谐振型开关电源：效率可以达到90%以上； 采用分散供电系统、太阳能电源、风力发 电系统等

1.1.2 我国通信电源系统的发展水平
一.通信电源设备质量监督检验单位 邮电部 通信电源设备质量监督检验中心 工业产品质量监督检验中心 1.任务：制定国家标准、通信行业标准、有关 标准内的指标验证 2.检测对象：开关电源、密封铅酸蓄电池、 UPS、交流稳压器等

4. 全自动交流供电微电脑控制器的功能
（1）市电停电－－油机发电机启动（先空载）－－
1到3min后，向负载供电
（2）市电恢复－－控制器的切换开关切断发电机的
供电，转换到市电供电－－15min后，发电机停机
（3）若油机发电机故障－－控制器报警
（4）若油机发电机长期没有运行－－控制器自动启
动发电机，空载运行15min后自动停机 （5）5min延时切换
三. 分散供电方式的优点：


1.2.3 混合供电方式电源系统的组成
一. 基本组成

混合供电方式一般用于光缆通信干线无人 值守中继站和微波无人值守中继站。

微波通信在电信事业中占有相当重要的地位。但微波通 信线路多数经过荒芜人烟的山区和沙漠地带。在这些地方建 站困难很多,不仅有架设供电高压线间题,而且值守人员常年 呆在山顶,给工作和生活都带来极大不便。 广播电视微波总站，负责将几十个频道和电台的信号传 输，通过数字微波传到区或市的微波站。如：广州白云山数
组合电源系统 保护地 保护地 工作地
组合电源系统 保护地 保护地 工作地
接地排1
接地排2 接地排 接 地 体 一
接 地 体 二
接地体
1.2.2 分散供电方式电源系统的组成
一. 基本结构
直流供电系统可按照楼层分散设置，
交流供电系统采用集中供电方式。
二. 集中供电方式的缺点：


不能满足通信设备容量以及所需电流的要求 电源一旦出现故障，将会造成大范围的通信中断。 大大缩短蓄电池与通信设备之间的距离 大幅度减小直流供电系统的损耗