通信电源基础知识

2.BOOST变换器(升压)
工作原理： 当开关管导通时，电感L储能，在电感未饱和前，电流线性增加， 此时电容C放电，R上流过电流I，R两端输出电压极性上正下负，二 极管D阳极接DC-，所以电容C不会通过开关管放电； 当开关管断开时，由于电感L中的磁场将改变线圈L两端的电压极 性，以保持电感电流不变，这样线圈L磁能转化成的Leabharlann Baidu压与电源DC串 联，以高于DC电压向电容和负载供电，高于负载电压时，电容有充 电电流，二者相等时，充电电流为0，低于负载电流时，电容向负载 供电，维持负载电压不变。
• BTS机架
• －48V输入 • 机顶滤波器 • PSMD电源监控，监控输入电压过欠压情况，风扇状态， 通过485总线上报至SAM。 • PSMB：输出5V/60A，1＋1备份，挂485总线，故障上报 给SAM。 • PSMC：输出＋12V/20A，－12V/10A, 1＋1备份 • PPM：27V/20A，满配5个，均流 • SAM：机架和机房环境状态监控：水淹，红外，机房机架 门禁，温湿度等下挂485总线至PSMD,PSMB, 通过HDLC上 报至CCM。
• 测量方法 万用表 示波器 • 接线注意事项 牢固 绝缘 开关电源 极性 测量
感谢大家！
3.BUCK-BOOST变换器
4.BOOST-BUCK串联变换器
• 隔离变换器基本拓扑结构
1.单端正激式
工作原理
开关管导通时变压器励磁，在原边绕组接向DC的同 时，副边绕组把能量传递到输出端。 开关管断开时，由于反激作用，续流二极管D3和储 能元件LA构成放能的回路，继续对负载供电，但在开关 管断开时需要消磁，D1和绕组TA就是为此而设，励磁能 量通过它们反馈到绕组TA中，在T导通时变压器接受的能 量除磁化电流外都传递到输出端，在T关断，反激作用期 间，输出二极管D2反偏而不可能有钳位作用或能量泄放 回路，磁化能量将引起较大反压加在T的集－射极之间
分散供电（板上电源）
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输入防雷 滤波 防反接 缓启 DC-DC变换（隔离） DC-DC变换（非隔离） LDO 升压 时序控制 电流电压检测，告警电路
功能框图
输 入
输 入 保 护 和 滤 波
热插拔
DC/DC 模块
输出 虑波
输 出
PWROFF PLUG_C
遥控开关机 在位控制
直流电：60V 交流电：42.4V（峰值电压） 干燥条件下，相当于一个人手的接触面积
• 人体电击反应
取决于电流大小，持续时间，流过人体的路径 电流大小取决于施加的电压，电源的阻抗，人体的阻抗 人体的阻抗取决于接触区的湿度，施加的电压和频率 人体反应电流：0.5mA
• 实验室安全用电规范
• • • • • • • • 裸露线头 交流火线和零线，保护地 直流电正、负极性 组合电源的输出和保护地 带电操作 安全标识 漏电流 空气开关
输入保护和滤波电路
热插拔电路
遥控开关机、上电控制电路
DC/DC变换和输出滤波
电源测试
通信电源测试常用仪器：
基础源
--AC SOURCE --DC SOURCE
电子负载 耐压测试仪 电压表 电流表 温度采集仪 示波器 杂音计
• 测试项目
1. 安规要求 绝缘电阻 绝缘强度 2. 可靠性要求 3. 功能，性能指标 输出电压可调节范围及工作方式 遥测,遥信及遥控功能 均流功能 输入过,欠压保护功能 输出过,欠压保护功能 输出过流保护功能 输入过流保护功能 熔断器保护功能
基站电源子系统
• 1X电源子系统
• BSC机架
• －48V输入 • 机顶滤波器 • PD电源箱：风扇状态，输入－48V过欠压检测，滤波，挂 在485总线，故障上报给PAM, 有单路和双路两种。 • PSMB: 输出5V/60A，1＋1备份，挂485总线，故障上报给 PAM。 • PAM:电源监控和环境监控,监控PD和PSMB,同时监控机架 和机房环境状态：水淹，红外，机房机架门禁，温湿度 等。
• 直流配电单元
• 直流的分配 • 备用电池组的接入 • 监控
• 蓄电池组
• 与整流器互联冗余备用，吸收高频纹波电流 • 阀控式密封铅酸蓄电池 • 构成：电池槽、极板组、电解液、隔膜、安全阀、引出 端子 • 均充和浮充
• 监控单元
• 以多级自下而上逐级汇接的方式构成 • 邮电部《通信电源和空调集中监控系统技术要求》文件 （YDN023-1996）
3.推挽式电路
4.半桥式电路
5.全桥式电路
• 通信电源常用元器件
• • • • • • • 1.电感 2.电容 3.功率整流二极管 4.开关管 5.PWM集成芯片 6.DC/DC模块 7.LDO器件
• 整流器 • 逆变器 • UPS不间断电源
– 在线式 – 离线式
• • • • • •
铃流模块 PFC电路 单片开关电源（Topswitch） 软开关技术 硬开关技术 在线式UPS原理框图
整流器技术
• 开关电源定义
凡是用半导体功率器件作为开关,将一种电源形态转 变成为另一种形态的主电路都叫做开关变换器电路,转变 时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称为开关电 源。
• 开关电源主要特点
优点: 1.效率高(70%-95%) 2.体积小 3.使用稳定,可靠 4.稳压效果好 缺点: 设计稍复杂
通信电源基础知识
－符梦蛟
主要内容
• • • • • • 组合通信电源系统 基站电源子系统 整流器技术 分散供电（板上电源） 通信电源测试 实验室安全用电
组合通信电源系统
• 一个完整的组合通信电源系统包括如下五 个基本组成部分： • 交流配电单元 • 整流部分 • 直流配电单元 • 蓄电池组 • 监控系统
工作原理： 开关T导通时, 在电感线圈未饱和前电感电流线性增加,电容充电, 在负载R上有输出电压VO,极性上正下负,二极管承受反相电压; 当开关T断开时,由于电感线圈中的磁场将改变线圈两端的电压极 性,以维持其电流不变,这时二极管承受正向偏压, 形成通路,起续流 作用, 电阻R上输出电流在电感,,续流二极管和电容的共同作用下是 连续的,平稳的
• 电源自动化测试
如：Chroma测试
• 自动上下电测试
针对系统所有单板
• 电源老化能源再利用
负载接逆变器，能源返回到电网中再利用 PPM老化
实验室安全用电
• 为什么要用交流电？
爱迪生和特斯拉（Tesla） 磁场强度单位（T) 传输，使用，损耗，安全，正负极性，成本等方面
• • • • •
单相三线 三相五线 高压电 为什么输出电压是－53.5V，而不是标称值－48V？ 安全电压
• 3G电源子系统
• BSC机架
• －48V输入 • BSC电源插箱（含PWRD)：支持双路输入，隔离，电源和 环境监控， • 分散供电到各单板
• BTS机架
• 支持－48V输入和三相五线交流380V输入。 • 支持两路蓄电池输入，管理。 • 支持最大功率48V/180A。
• PWS电源柜
• • • • • APD交流配电：防雷模块，C级防雷,滤波 RPM整流器1～6选配 PMM0电源监控，电池管理模块 输出电压调节（PWM) 输入/输出/蓄电池电压采样，－48V输出和两路蓄电池电 流采样，温度采样，门禁等。 • 运行信息通过点对点485上报给CCM或RMM. • RPD,BPD等防雷滤波模块。 • 分散供电到各单板。
• 脉宽调制法(PWM)
1.定义 保持开关频率恒定,但改变接通时间长短(即脉冲的宽 度),使负载变化时负载上电压变化不大的方法,称脉宽调 制法(Pulse Width Modulation). 2.PWM控制回路的两种模式 1.电压模式控制 2.电流模式控制
• 非隔离基本变换器拓扑结构 1.BUCK变换器(降压)
• 基本原理框图
48V C D
RS485
AC M ODEM
RS232 RS232
PSTN PSTN
M DEM O 远端监控 M ODEM
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• 交流配电单元
• • • • • • 两路市电 一路市电，一路油机 电气自动切换 手动切换 防雷 空气开关
• 整流部分
• 相控整流器：可控硅（晶闸管)、移相、改变导通角、工 频、体积大，效率低，电网污染严重。 • 高频开关整流器：MOSFET、IGBT、、频率大于20kHz， 体积和重量大幅度下降，消除了噪音，功率因数接近1 • 均流、保护
2.单端反激式
工作原理
当T导通，原边绕组的电流Ip的变化由dIp/dt＝Vs/Lp决定，Ip将 会线性增加，磁心内的磁感应强度将从Br增加到工作峰值Bw. 当T关断，初级电流必定降到0，副边整流二极管D导通，感生电 流将出现在副边，因此按功率恒定原则，副边绕组安匝值与原边安 匝值应相等. 在反激期间反激电流逐渐下降到0
面板指示告警 电网电压波动适用性 效率与功率因数 杂音电压 1.电话衡重杂音电压 2.宽音杂音电压 3.峰-峰值杂音电压 4.离散频率杂音电压 负载效应(负载调整率) 源调整率(电网调整率) 温度系数 稳压精度 瞬态响应过冲幅度 瞬态响应恢复时间(动态响应) 开关机过冲幅度 启动冲击电流 软启动时间