摘要：从通信设备直流电源供电系统的组成、整流器、直流配电屏、直流-直流变换器等进行介绍，重点介绍高频开关电源的基本结构及原理，以及直流电源的日常维护维修。
关键词：直流；整流器；开关电源；DC/DC变换；维护；维修
1前言
通信设备直流供电系统是保证通信设备正常运行的重要组成部分，是电源系统的“心脏”，因此，做好直流电源的日常维护维修具有极其重要的意义。
2通信设备直流供电系统的组成
通信设备的直流供电系统一般由整流器、蓄电池组、直流配电屏、直流-直流变换设备等组成。系统运行方式采用-48V全浮充供电方式。市电先经过高频开关整流后向蓄电池组充电并向通信设备供电，市电停电而发电机组未启动供电前，由蓄电池组向通信设备提供直流供电，当发电机组发电或市电恢复时，直流供电系统经低压限流充电而后转入浮充方式。
2.1整流器
输入端由交流配电柜引入交流电源，输出端通过直流配电屏与蓄电池和负载连接，整流器与蓄电池以并联浮充供电方式对通信设备供电。当前通信网中大量运行的整流设备是高频开关整流器，具有小型、轻量、高效、高功率因数和高可靠性等优点。
2.2直流配电屏
2.21直流配电屏的功能
连接整流器和蓄电池向负载供电，把集中的直流电能分配到各用电设备，具有独立的监控单元，对各种直流参数和状态进行检测和显示，当直流供电异常时产生告警或保护。
当电池两端电压降到一定值时（一般比终止电压高），就断掉一部分次要负载，只给主要负载供电；当电压下降到终止电压时，则将主要负载也断掉，实现对蓄电池的保护。这种两级断开负载的动作过程即为二次下电，好处是在保证蓄电池不过放电的同时，可以给重要设备提供更长的供电时间。
2.22直流配电屏的分类：
分为低阻和高阻，大多数通信设备采用低阻配电，低阻配电屏的输出分路较少，每个输出分路的馈电线截面积应足够大，使输出电源线上的压降小于规定值。高阻配电的每路出线采用小截面电缆，并加装上一定的电阻，优点是当任一路负载发生短路时，供电总线上的电压变动小。
2.3直流－直流变换器
是将直流电源转变为其它电压种类的直流变换装置。目前通信设备的直流基础电源电压规定为－48V，由于在通信系统中仍存在－24V及±12V、±5V的工作电源，有必要将－48V基础电源变换到相应电压种类的直流电源，以供各种设备使用。
2.4蓄电池组
蓄电池组是通信直流电源不可缺少的组成部分，现在使用的蓄电池组都是密闭阀控铅酸蓄电池（简称VRLA），蓄电池组的容量决定了市电停电后通信设备的运行时间，一般可根据负载大小和放电时间来选择蓄电池组的容量，计算方法为负载容量(A)*放电时间（H）／放电时间小时率放电容量系数。
3高频开关电源介绍
3.1开关整流电源的基本结构
将交流电整流为通信设备所需的直流电源，其输出端与直流配电屏相连接，并通过直流屏的相应端子与蓄电池组和通信设备相连，对蓄电池组浮充电并向通信设备供电。开关电源应用较多的是脉宽调制型（PWM)高频开关整流器。主要由主电路、控制电路和辅助电源三部分组成，如下图
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3.2各部分的主要功能
1.主电路:输入滤波器、整流滤波、功率因数校正、逆变、输出整流滤波等。
⑴交流输入滤波器：是将电网中的尖峰等杂波过滤，给本机提供良好的交流电，同时也防止本机产生的尖峰等杂音回馈到公共电网中。
⑵整流滤波：将电网交流电整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。
⑶功率因数校正：为Boost升压电路，它将整流滤波后的直流电升压为410V左右的直流电，以供下一级逆变。
⑷逆变：将升压后的直流电变换为高频交流电，提高频率，便于用较小的电容、电感滤波，减小体积、提高稳压精度，提高动态响应速度。
⑸输出整流滤波；将逆变成的高频交流整流成稳定可靠的直流，完成从一种直流电压到另一种直流电压的转换，可将这两个部分合称为直流-直流变换。
2.控制电路：从输出端采样，与设定的基准电源的标准电压值进行比较，取出误差信号去控制主电路的相关部分，改变脉宽或频率，调节输出电压使其达到稳定，同时根据反馈信号对整机的运行状况进行监测和显示。
3.辅助电源：为控制部分提供所需要的电源。
4直流电源的维护维修
4.1变流设备日常维护
变流设备包括相控整流器、开关整流器、变换器和逆变器。机房温度不宜超过28℃，变流设备维护一般要求：
1.输入电压的变化范围应在允许工作电压范围之内，工作电流不应超过额定值，各种自动告警和保护功能均应正常。
2.宜在稳压并机均分负荷的方式下运行。
3.要保持布线整齐，各种开关、熔断器、插接件、接线端子等部位应接触良好、无电蚀，机壳应有良好的接地。
4.备用电路板、备用模块应每年定期试验一次，保持性能良好。
4.2开关电源模块维护
1.每月检查检查浮充电压、电流是否正常。检查模块液晶屏显示功能是否正常、查阅告警记录。检查各模块风扇运转是否正常。清洁设备，特别注意风扇、滤网的清洁。
2.每季检查系统直流输出限流保护功能。检查整流器各告警点设置。测试系统自动均、浮充转换功能。检查各项电池管理功能，并调整均、浮充电压、充电限流、均充周期及持续时间等各项参数。检查各开关、继电器、熔断器以及各接触元器件是否正常工作，容量是否匹配。测量中性线电流以及对地电压。检查防雷设备是否正常。
3.每半年检查校准系统电压、电流值。检查各机架接地保护是否紧固牢靠。测试备用模块。测量衡重杂音电压。
4.3逆变器的维护
定期检查告警性能，检查接线是否良好，检查开关、接触器件是否可靠。保持各部位，尤其是通风散热通道的清洁。经常检查散热风扇等机械运行部件是否正常。
4.4蓄电池的维护
1.每月检查蓄电池组的浮充电压，如果浮充电压过高，应进行调整。
2.蓄电池组的运行环境温度宜设置在20至25度之间。
3.定期检查蓄电池组的连接线有无腐蚀、松动、发热现象，及时紧固松动的接线。
4.注意蓄电池组的寿命周期，对过期的蓄电池组要及时更换，保证供电后备电源的可靠
4.5开关电源整流模块故障处理
4.5.1整流器无输出，面板指示灯均不亮。
首先检查交流电输入是否已经供到了整流器（检查整流器的交流输入开关是否合上），其次检查整流器的输入熔丝是否熔断；另一种情况是模块可能发生故障，此时需要更换故障模块。
4.5.2.整流器交流输入指示灯亮，故障灯不亮、输出灯亮，但整流器无输出。
出现这种现象由以下几种情况引起的：（a）输出开关没有开启；（b）输出保险丝熔断
4.5.3过流保护
整流器具有过流保护功能。若输出短路，则模块回缩保护，输出电压低于20V时整流器关机，此时面板上的限流指示灯亮。故障排除后，模块自动恢复正常工作。
4.5.4过热
整流器内部主散热器上温度超过85℃时，模块停止输出。此时监控单元有报警信息显示。模块过热可能是因为风扇受阻或严重老化、整流器内部电路工作不良等引起，对前一种原因应更换风扇，后一种原因需对该电源模块进行维修。
5结语
面对通信行业发展的日新月异，做好直流电源的维护尤为重要，以上是对直流电源组成及日常维护的粗浅介绍，相信在业界同行的共同努力下，一定能不断提高直流电源的维护水平，为通信设备提供优质可靠的电源保障。
参考文献
[1]中华人民共和国通信行业标准YD/T1058-2000,通信用高频开关电源[S]
[2]中华人民共和国通信行业标准YD/T799-96,通信用阀控密封铅酸蓄电池技术要求和检验方法[S]
论文作者:于洪图
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：整流器论文; 蓄电池论文; 电压论文; 通信设备论文; 负载论文; 电源论文; 模块论文; 《电力设备》2018年第21期论文;