摘要：通信电源系统是通信系统的心脏，稳定可靠的通信电源供电系统，是保证通信系统安全、可靠运行的关键。一旦通信电源系统故障引起对通信设备的供电中断，通信设备就无法运行，就会造成通信电路中断、通信系统瘫痪，从而造成极大的经济和社会效益损失。因此，通信电源系统在通信系统中占据十分重要的位置。文介绍了通信电源系统的基本工作原理，供读者参考。
关键词：通信电源；故障；维修
1 前言
随着经济的发展，社会对电力的质量需求不断提升，通信技术推动了各个行业的发展，在智能电网中也逐渐得到应用，并取得了积极的成果。在整个通信系统中，当通信设备发生故障时影响较单一，是局部性的，但如果通信电源系统一旦发生故障，通信系统将全部中断，所以通信电源的可靠性对于通信网的稳定运行有着决定性的作用。而通信电源整流模块失控运行时，如果输出电压不正常就会造成电源系统故障，从而影响通信设备的正常运行。
2 通信电源系统介绍
2.1 工作原理
PS系列中大容量电源系统包含交流配电、直流配电、整流模块（HD4825-3）和监控模块（PSM-A）四大部分，其组合方式采用模块化插箱结构。交流市电输入后，在交流插箱内分组，然后送到整流模块，整流模块输出直流电通过直流插箱分配给多路负载供电。此外直流配电部分提供电池1、电池2两组接入电池，作为交流停电后直流负载的供电电源。
HD4825-3整流模块采用现代电力电子技术和工业控制技术的最新成就，根据电源的维护特点而开发的新一代电源。它内置先进的微处理器，采用高可靠的集散式控制系统，独特的散热设计，自如自然风和风冷，全面采用软开关技术，达到世界一流水平。二路市电输入，能承受最大40kA的雷电冲击。具有电池欠压保护功能；直流输出可以灵活配置熔断器和空开两种输出保护器件；铁路小站电源配置有专门的DC/DC变换器整流模块HD4825-3综合运用现代电力电子和工业控制技术开发，内置先进的微处理器，采用全面软开关技术，效率和EMC达到业界一流水平。
2.2 HD4825-3整流模块特点
（1）采用有源功率因数补偿技术，功率因数值达0.99；
（2）交流输入电压正常工作范围宽至90～290V，当电压低至170V～180V某点时，整流模块转限功率输出，回差小于10V；
（3）采用全面软开关技术，效率高达91％以上；
（4）采用无损伤热插拔技术，即插即用，更换时间小于1min；
（5）完备的故障保护、故障告警功能；
（6）超低辐射。
2.3 HD4825-3整流模块技术参数
HD4825-3整流模块技术参数见表1所示：
表1 HD4825-3整流模块技术参数
3 通信用高频开关电源的系统结构分析
通信用高频开关电源系统由交流配电单元、整流模块、蓄电池组、直流配电单元和监控模块组成：
（1）监控模块是整个直流系统的控制、管理核心，负责对交流配电、直流配电、整流模块和蓄电池进行长期自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态，根据测量数据及运行状态实时进行处理，并以此为依据对系统进行控制。还可通过RS232、RS422、RS485通讯口或MODEM通讯方式与监控中心的远程计算机通信，实现对系统的远程监控。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（2）整流模块为输出直流母线提供正常的负荷电流，整流模块输出采用并联方式，然而一般情况下不允许模块输出间直接进行并联，必须采用均流技术以确保每个模块分担相等的负载电流，否则，并联的模块有的轻载运行，有的重载甚至过载运行，输出电压低的模块不但不为负载供电，反而成了输出电压高的模块的负载，热应力分配不均，极易损坏。对于多个模块并联运行电源系统的基本要求：1）当输入电压或者负载发生变化时，保持输出电压稳定；2）控制各模块的输出电流，实现负载电流平均分配，均流瞬态响应良好。
（3）蓄电池组是保持通信电源系统连续、可靠运行的不可缺少的组成部分，市电正常时，电源系统以并联浮充方式工作，整流模块为负载提供工作电流，并且对电池进行浮充充电。市电故障时，蓄电池放电接替整流模块给负载供电。市电恢复正常时，整流模块重新工作给负载供电，而且对蓄电池进行均衡充电，电池充满后，电源系统自动进入浮充工作状态，保证通信设备的不间断运行。
（4）交流配电单元主要给系统的各个模块供电，同时也向交流负载设备供电。直流配电单元则向直流负载设备供电，这也是高频开关电源的主要功能。
4 失控状态下的输出电压分析
4.1 高频开关电源整流模块的失控原因包括单个整流模块故障、多个整流模块故障以及监控模块的故障当整流模块本身元器件老化或交流输入电压长期波动时可能会使输出过压保护、输出限流保护、短路保护、模块并联保护、过温保护等等保护措施失效，整流设备不能正常工作，从而导致输出电压异常。
造成监控模块死机的原因有：监控模块自身不稳定造成死机，或者在有远程监测系统的站点，由于监控模块与远程监测系统之间的通信端口吊死，从而导致监控模块不能正常工作。
4.2 失控模块的输出电压会发生欠压和过压，其中欠压又包括输出电压偏低、过低，过压又包括输出电压偏高、过高几种情况
当发生故障失控的模块数量较多，将系统输出母线电压拉到低于通信设备输入电压的下限VL时，系统功能不可用，作为负载的通信设备已不能正常工作。
当负载电流低于单个模块容量时，某一个模块过压（一般为60±1V）将造成系统过压，这时所有模块过压保护动作停止输出，输出母线电压等于蓄电池组电压。
5 电源维修案例
5.1 故障现象
（1）输出电压过高，达90V；（2）过压关机；（3）无输出，无告警；（4）风扇不会转。
5.2 分析检修
此机第一故障为输出电压过高，达到90V以上，但面板、控制板均无告警。查HD4825-3型电源电路原理图，分析过压保护用的LM358损坏后，会出现这种问题。更换LM358后，模块仍出现输出过压关机告警。
此时无输出，面板控制板也无告警，风扇不会转，故障更为复杂。准备先修复风扇不会转的问题。测量风扇两端端电压有10V，估计风扇损坏后，给风扇外加电源，风扇不转。检查后发现扇叶卡住了。修复扇叶被卡故障，安装上电风扇，风扇一直正常转动。测量CPU板下F点，一直有10.5V电压，估计CPU板有问题，查看原理图分析，风扇转速由单片机采集散热片温度控制有一块LM358双运放，放大CPU输出的信号控制风扇
转速，测量此运放①脚电压为10.5V，测量运放③脚电压为0V，估计此LM358损坏。更换该LM358后，故障消失，直接通电后，电源输出正常。
6 结束语
通信用高频开关电源中的整流模块的工作状态，对失控状态下的整流模块输出电压进行分析，在此状态下输出电压对负载的影响以及相应的解决办法。保证通信系统安全、可靠运行，是减少故障在成社会经济效益的有效方法。了解通信电源输出电压偏高维修原理，能更好的解决故障维修问题。
参考文献：
[1]何洪伟，李兴文.通信电源输出电压偏高故障维修3例[J].现代科学仪器，2012，05：150-152.
[2]牛红伟.DC/DC通信开关电源技术的研究[D].复旦大学，2013.
[3]杨黎.通信电源的数字控制研究[D].西南交通大学，2008.
[4]王文婧.多功能微弧氧化电源的改进[D].吉林大学，2011.
论文作者:罗锋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/17
标签：模块论文; 电压论文; 负载论文; 故障论文; 系统论文; 电源论文; 通信电源论文; 《基层建设》2017年第18期论文;