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通信电源系统

本章重点：掌握通信电源系统的基本结构；通信电源系统各组成部分的工作原理。

1.1 通信电源系统的结构

通信电源系统包括五个基本组成部分，分别是交流配电单元、高频开关整流器、直流配电单元、监控系统和蓄电池组。组合电源系统的原理框图如图1-1所示：

整流模块整流模块市电输入交流交流配电配电RS485串口总线整流模块整流模块整流模块整流模块直直流流配配电电AC备用输出告警监控模块监控模块RS232RS232PSTNPSTN远端监控巡检MODEM近端后台监控电电池池组组11电电池池组组22

图1-1 系统的原理框图

1.2 各组成部分的工作原理

1.2.1 交流配电单元

交流配电单元将市电接入，经过切换送入系统，交流电经分配单元分配后，一部分提供给开关整流器，一部分作为备用输出，供用户使用。系统可以由两路市电（或一路市电一路油机）供电，两路市电主备工作方式，平时由市电1供电，当市电1发生故障时，切换到市电2（或者油机），在切换过程中，通信设备的供电由蓄电池来供给。两路交流输入通过交流接触器选通一路后供给交流主输出和交

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流辅助输出。空气开关的后边接有交流变送器和交流避雷器。交流辅助输出分别接有空气开关。

交流配电功能原理图如图1-2所示：

U1交流变送器市电V1交流W1输入U2V2W2切换单元交流主输出空气开关整 流 器油机避雷器N交流辅助输出G

图1-2 交流配电原理图

1.2.2 直流配电单元

直流配电单元完成直流的分配和备用电池组的接入。整流器的输出采用并联方式，整流器的输出经汇流母排接入直流配电单元，直流配电单元为负载分配不同容量的输出，可满足不同的需要，直流配电路数可根据用户需求增减。每组直流输出采用一个直流断路器控制。后备电池组的输入与开关整流器输出汇流母排并联，以保证开关整流器无输出时，后备电池组能向负载供电。系统具有二次下电功能，可在蓄电池放电过程中按用户的设置电压分两次将负载断掉，以保证主要负载能够长时间的工作，同时保护蓄电池不致过放而损坏。负载和蓄电池输出端均接有熔丝保护。

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直流配电原理图如图1-3所示：

负载断路器1负载输出1组熔丝输出电流分流器负载断路器2负载输出2组蓄电池电流分流器蓄电池组1蓄电池电流分流器 蓄电池组2工作地-48V

图1-3 直流配电原理图

1.2.3 整流部分

整流部分的功能是将交流配电单元提供的220V的交流电变换成48V或者24V的直流电输出到直流配电单元。整流部分的功能由整流模块完成。高频开关整流器的原理框图如图1-4所示：

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主电路DC/DC变换器T市电直流交流输入滤波整流滤波功率因数校正输出整流滤波

1.2.4 蓄电池组-4-

逆变比较放大脉冲调制器采样电路基准振荡基准电压控制电路图1-4 高频开关整流器电路原理框图

开关整流器的基本电路包括两部分：一是主电路，是指从交流电网输入到直流输出的全过程，它完成功率转换任务。二是控制电路，给主电路变换器提供激励信号控制主电路工作，同时实现稳压。

交流输入滤波器：其作用是将电网中的尖峰等杂波过滤，给本机提供良好的交流电，另一方面也防止本机产生的尖峰等杂音回馈到公共电网中。

整流滤波：将电网交流电直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。 功率因数校正：此电路为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。

逆变：将升压后的直流电变换为高频交流电，尽量提高频率，以便于用较小的电容、电感滤波（减小体积、提高稳压精度），同时也有利于提高动态响应速度。频率最终受到元器件、干扰、功耗以及成本的限制。

输出整流滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。其中逆变将直流变成高频交流，输出整流滤波再将交流变为所希望的直流，从而完成从一种直流电压到另一种直流电压的转换，因此也可以将这两个部分合称DC-DC变换（直流-直流变换）。

控制电路：从输出端采样，经与设定标准（基准电源的电压）进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或频率，从而控制滤波电容的充放电时间，最终达到稳定输出的目的。

通信电源系统中采用整流器和蓄电池组并联冗余供电方式。蓄电池组既为备用电源，又可以吸收高频纹波电流。目前常用的蓄电池为阀控式密封铅酸蓄电池。

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1.2.5 监控系统

监控系统检测组合电源系统各部分的工作状态，并将这些数据进行分析和处理，自动控制整个电源系统的运行。同时通过RS232/RS422/RS485接口将数据传送到近端监控计算机或远端监控中心，完成三遥功能，实现无人值守。

当系统发生故障时，告警指示灯及蜂鸣器会发出声光告警信号，电源系统脱离监控单元仍可正常工作，但将失去三遥功能，此时后备蓄电池组将处于浮充状态。

1.3 组合电源系统的接地及防雷

1.3.1 组合电源系统的接地

组合通信电源系统必须很好地接地，保护地和工作地最好单独引出接于接地体的不同点上，也可各自引出集中接于用户接地铜排上。组合电源系统接地必须良好，应符合通信设备接地标准（接地电阻不大于3?）。联合接地示意图如图1-5所示。

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图1-5 组合电源联合接地图

1.3.2 防雷网络

目前国内外被广泛接受的防雷思路是由3道防线构成一个完整的防护体系，这3道防线是：第一道是将绝大部分雷电流直接引入地中泄放，第二道防线是阻塞侵入波沿引入线进到设备上的雷电过电压，第三道是限制被保护物上的雷电过电压

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