通信电源均流技术

浅析通

信电源整流模块的

均流控制

浅析通信电源整流模块的均流控制摘要：随着电力通信业务的不断增长，设备不断扩容及更新，因此对通信电源的运行可靠提出了更高要求。本章重点对直流电源的整流模块之间的负荷自动均流控制的原理、方式、运行注意事项进行论述。关键字：整流模块；均流控制；均流母线；中图分类号：C35文献标识码：A 引言在对通信电源设备的运行维护中，通信电源都配有数个整流模块并联工作，并共同分担对负荷的电流输出。本人工作中遇到过因某些故障原因导致的各个模块输出不均匀，个别模块负荷过高或偏低，引发电源系统告警的情况。这类故障对整个电源系统的安全稳定运行造成了威胁，因此本文对直流电源系统整流模块间的均流控制的基本原理进行分析探讨，希望对运行维护工作起到帮助作用。一、通信电源系统整流模块的联接及均流要求 1.1通信电源采用数个同型号整流模块并联运行。整流模块的并联运行有利于负载扩容，但同时要求负载电流必须平均分配即进行均流。目的在于防止部分模块电流偏大而引起过热甚至损坏，同时避免过电流保护使得该模块停止工作。 1.2 整流模块均流的基本要求a)同一系统中的整流模块应选择同一型号，均流误差通常不超过±5% b）系统中整流模块总容量必须有冗余量，以确保部分模块过流保护或故障停止工作时系统仍有足够容量。c)运行中如需要调节输出电压时，应所有模块能同时同数值调节。d)均流性能应由整流模块自身性能来实现，尽量采用除均流母线外不采用其他外部控制，以减少均流失败因素。e)整流模块应具备瞬态响应特性，以确保电源系统负载突变时，不会造成各模块间电流分配不均而停机。二、整流模块均流的实现方式a)下垂法通常是使整流模块稳压特性的外部特性有一定下垂，当输出电流增大时，输出电压略有降低，有较大的负载效应。当各并联模块输出电压调校准确后，有均流性能。b)主从方式该方式是以一台整流模块的稳流工作电流实现控制其他模块的稳流工作电流的方式。该方式下一旦主控出现故障，整个系统就会故障。c)外接控制器法使用一个附加的控制器和附加连接线，但是控制器出现故障时也会造成整体系统故障。d)自动均流方式通过均流母线连接并联运行的的各个整流模块，各个模块对比自身输出电压与均流母线电压的误差，再由模块内部控制电路调节使输出电流向平均电流靠近，从而实现均流。该方式是目前最常见的方式。也是本文重点分析的工作方式。三、自动均流控制的原理分析 3.1自动均流控制（平均电流法）。它不需要外部控制而只采用一条均流母线连接所有整流模块电流取样电压的输出端就可实现均流控制。如示意图1：每个模块的输出电流经电流取样单元转化为成比例的电压信号Ua，所有模块的电流取样电压Ua 经均流电阻Ra提供给母线，Us即所有Ua的平均值。各模块的Ua与均流母线的Us相比较，可得到均流误差电压Urs。Urs = Ua

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Us 示意图1 如果该模块的输出电流大于所有并联模块的平均输出电流, 则电阻Ra的电压Urs为正（上正）。电流调节放大器（差分放大器）输出电压降低，使得加法器输出电压uref略有降低。uref与模块输出的取样电压比较，使电压误差放大器输出降低，控制整流模块的输出电流略有降低，这样使输出电流减小并向平均值靠近。最终实现均流作用。 3.2自动均流控制（最大电流法）用理想的无正向压降的二极管D 代替图1中的电阻Ra，由于二极管的的单向性，只有电流最大的模块与均流母线相连，由它决定均流母线电压值，其他模块比较均流误差值，通过误差放大器输出调节电压控制模块输出电流逐步增大，直到实现均流。示意图 2 四、模块自动均流在应用中需注意的问题从前文可知均流母线在自动均流的工作模式中

的重要性。常见的均流母线采用一根五类线通过RJ45接口与各个模块串联连接，实际中模块RJ45接口一方面实现均流母线连接作用，另一方面实现各个整流模块与监控单元的监测数据传输作用。因此在运行中需要注意以下一些情况。a)当均流母线出现短路时，会导致整流模块停止工作。所以运行中绝对不可以使均流母线短路，以防止造成重大运行事故。

b)当某一个整流模块故障时，如运行中单个模块负载增加且不断波动，其它模块负荷减少且较均匀，模块间长时间不能均流，可认为是高负荷模块内均流控制电路出现故障。应将其退出运行，可以不重新连接均流母线，但监控系统中会保持告警。这是因为高负荷模块容易过热造成极大危险，所以虽然总输出没有受影响，但是也必须及时将其退出。c)当一个模块的通讯口故障时应该将该模块退出运行。模块的数据监控数据是通过各个模块通信接口板转发，如通信接口板故障导致数据无法正常发送，会影响电源监控单元对其他模块的监控。此时虽然整流模块均流工作是正常的也应将模块关闭并在监控系统中退出运行，其它模块重新连接均流母线（数据线与均流母线使用同一五类线）。d)整流模块容量配置应与负荷需求相适应，避免单个模块实际负荷相对额定值过低，这种情况易发生因均流控制精度不足而使得个别模块无法均流，甚至出现无输出。5结束语电源系统是通信站点保障的重点设备，而通信电源系统涉及交流分配部分、直流分配部分、整流器部分、蓄电池，监控系统等，各个部分的运行要求都非常严格，对运行维护人员知识掌握要求相当高。这里针对整流系统中的自动均流问题进行原理性分析，并提出一些应用中的注意点，期望对电源的运行维护工作起到帮助作用。参考文献【1】通信高频开关电源/黄小军，黄济青编著 机械工业出版社，2007.9（电能变换技术丛书）