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摘要：设计根据、内容、技术要求，主要设计方法（或步骤）：完成以下内容：1、从供电系统设计方面论证；2、从电源的管理维护方面论证；3、蓄电池维护论证；4、从接地系统设计方面（含防雷措施）论证。
关键词：通信电源；高频开关整流器；电源容量；蓄电池；防雷接地
一、通信电源系统的组成
电源是通信系统的重要组成部分。一个完整的通信电源系统由5个部分组成：交流配电单元、整流模块、直流配电单元、蓄电池组、监控系统。
二、通信电源系统初期的设计、安装
3.1高频开关整流器的设计。
高频开关电源系统具有体积小，重量轻，高效节能，输出纹波小，输出杂音电压小和动态响应性能好等很多优点，现已开始逐步地取代整流式电源而成为现代通讯设备的新型基础电源系统[1]。随着电子技术，电力电子技术，自动控制技术和计算机控制技术的发展，高频开关电源系统的性能也越来越好。通信用开关电源系统作为开关式稳压电源的一种形式，它的设计内容和设计方法都具有自己的特殊性。
要设计一套通信用开关电源系统，首先要明白对它的全面要求，然后再设计系统的各个部分。高频开关电源主回路和控制回路所用的电路形式，元器件，控制方式都发展很快。它们的设计具有特殊的内容和方法。
1设计要求和具体电路设计。通信基础开关电源系统的关键部分是开关电源整流模块。整流模块的规格很多，结合在工作中遇到的实际情况，提出该模块设计的硬指标如下：
1）电网允许的电压波动范围
单相交流输入，有效值波动范围：220 V±20%，即176～264 V；频率：45～65 Hz。
2）直流输出电压，电流
输出电压：标称－48V，调节范围：浮充，43～565V；均充，45～58V。
输出电流：额定值：50A。
3）保护和告警性能
①当输入电压低到170 VAC或高到270 VAC，或散热器温度高到75 ℃时，自动关机。
②当模块直流输出电压高到60 V，或输出电流高到58～60 A时，自动关机。
③当输出电流高到53～55 A时，自动限流，负载继续加大时，调低输出电压。
4）效率和功率因数
模块的效率不低于88％，功率因数不低于0.99。
5）其他指标
模块的其他性能指标都要满足“YD/T731”和“入网检验实施细则”等行业标准[2]。
由于模块的输出功率不大，可采用如下的基本方案来设计主电路：
1）单相交流输入，采用高频有源功率因数校正技术，以提高功率因数；
2）采用双正激变换电路拓扑形式，工作可靠性高；
3）主开关管采用 VMOSFET，逆变开关频率取为50 kHz；
4）采用复合隔离的逆变压器，一只变压器双端工作；
5）采用倍流整流电路，便于绕制变压器。
依照上述方案，即可设计出主电路的基本形式如图1。
由图可见，二极管D５和D6的峰值电流约为50 A，平均电流为25 A。D５和D6承受的最高反向电压为：
VD＝Vidcmax/n=395V/3≈132V
因此，可以选择300∶400 V，50∶60
A的超快软恢复的整流二极管模块，如ST的STTA12004T（V），260 A等。
2）逆变主开关管的选择
开关管的电流ICM等于逆变变压器原边的电流Ｉ1，即：
ICM="I1
"=I2/n=25 A/3≈8.3 A
所以，逆变主开关管T1∶T4可以选择（550∶600）V，（20∶30）A的VMOSFET，如IR的IRFK3FC50等模块。
续流二极管D1∶D4可以选择（550∶600）V，（15∶20）A的快速恢复二极管。
3）滤波电感的计算
直流输出LC滤波的工作频率为100 kHz，通信开关电源整流模块要求在5％的额定负载下，保证杂音满足指标。额定情况下，最大占空比：
4）滤波电解电容的计算
按照离散杂音的要求，电容上允许的100 kHz下的纹波Δuc=3 mV。通过选择开关电源专用电解电容并和无极性电容并联，将总的ESZ控制在1.5 mΩ以下，则有：
C=ΔiLT/（t×ΔVc）≈5 556μH
3.2电源系统设计时应充分考虑电源容量大小、蓄电池容量、地理位置、空间布置、未来发展、设备质量、工作勘察与设计、运行方式选择、建设管理、运行维护管理等各个环节。其中对于设备选择、方案设计、工程管理等环节尤其要加强重视和管理。
3.3应考虑高可靠性、多种自动保护功能、宽电压、良好的均流均衡性能、在线运行模式，要考虑是否严格按照ISO-9000质量保证体系组织生产，另外系统故障率、防雷和电涌措施、交直流配电一体化等都应是分析考虑配置的重点。要选用可靠性高的设备，合理配置备份设备。
3.4供电方式要大力推广分散供电，要有备品和备份，使用同一种直流电压的通信设备，采用两个以上的独立供电系统。这样就能够保证在其中一种电源设备发生故障时，另一种电源设备能够及时排除。
3.5设备宜采用模块化、热揷拔式，便于更换和维修。再一个就是平时应建立起对电源故障的应急措施，保证可靠供电。最后，要提高技术水平，大力推广集中维护体制。
实施集中监控管理是技术发展的必然趋势，是现代化通信网的需要，也是企业减员增效的措施之一。随着通信设备的日益集成化、小型化，各种电源设备也要智能化、标准化，符合开放式通信协议。集中监控必须逐步实施，在实施过程中，三遥（遥信、遥测、遥控）点的设备要合理，决不是越多赿好，否则其效果适得其反。
三、通信电源的管理与维护
4.1 加强对电源设备的重视
电源设备与通信网中的其它设备（如交换、传输等）有较大的不同，本质上，电源设备是机电设备而非通信设备。正因为如此，在通信中，它得不到充分的重视，无论是在组织机构、人员、资金还是管理上，都得不到相应的保证。然而，必须看到，通信电源作为整个通信电信网中的能量保证，它的作用是整体和全局性的。虽然它不是通信网主流设备，但它却是通信网中最重要、最关键的设备。
4.2 加强电源管理上的专业化
对通信电源要求通信网上的各级管理层次和建设、维护方面应该有独立的电源专业管理机构和人员。因为通信电源是一个专业，而且是个包括多种系统和学科的大专业，因此，应该对它作相应的专业管理，由其它专业人员来兼管电源专业是不够的，也是不科学的。
4.3为了尽量缩短设备的平均故障修复时间，要经常分析运行参数，预测故障的发生，并及时排除。
四、结束语
综上所述，在通信网的构成中，电源是它的“血脉”，是确保通信畅通的必要条件。只有从主观上足够重视，并创造良好的客观运行环境，做到管理专业化、制度化，设备、技术先进化，操作、维护现代化，才能保证通信电源系统和通信管理系统的安全运行，确保通信的可靠畅通。
论文作者:刘本义
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/11
标签：电源论文; 设备论文; 系统论文; 开关电源论文; 电压论文; 模块论文; 通信电源论文; 《基层建设》2017年第14期论文;