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1、华为培训训课程LAA00000044通信电源源技术基基础ISSUUE1.0LA000004 通信电源技术基础QQ172082520目 录录目 录录课程说明明1课程介绍绍1培训目标标1参考资料料1第1章 通信电电源系统统概述221.1 通信设设备对电电源系统统的基本本要求221.1.1 通通信设备备对电源源的一般般要求221.1.2 现现代通信信对电源源系统的的新要求求31.2 通信电电源系统统的构成成51.2.1 交交流供电电系统551.2.2 直直流供电电系统661.2.3 接接地系统统81.3 现代通通信电源源91.3.1 开开关电源源成为现现代通讯讯网的主主导电源源91.3.2 促促成开
2、关关电源占占据主导导地位的的关键技技术9小结133思考题113第2章 开关电电源产品品基础1142.1 线性电电源、相相控电源源与开关关电源1142.1.1 线线性稳压压电源1142.1.2 开开关型稳稳压电源源152.2 高频开开关电源源的基本本原理1172.2.1 开开关电源源的基本本电路结结构1772.3 安圣HHD系列列开关整整流器原原理1992.3.2 典典型电路路工作原原理2002.4 电源配配电技术术212.4.1 交交流配电电部分2212.4.2 直直流配电电部分2222.5 PS系系列电源源简介2232.5.1 安安圣公司司PS系列列电源2232.5.2 PPS系列列通信电电
3、源产品品24小结255思考题225第3章 电源监监控系统统263.1 电源监监控系统统的作用用及特点点263.1.1 安安圣PSS系列电电源监控控系统主主要类别别273.2 集散式式监控系系统的组组织结构构及监控控量2773.2.2 遥遥测量2283.2.3 遥遥信量2293.2.4 遥遥控量2293.2.5 遥遥调量2293.3 基础监监控单元元293.3.1 整整流模块块的监控控单元2293.3.2 直直流配电电的监控控单元3303.3.3 交交流配电电的监控控单元331小结322思考题332第4章 电池产产品技术术及维护护334.1 电池的的规格及及主要参参数3334.1.1 电电池规格
4、格及结构构参数（GFM系列）334.2 电池结结构及工工作原理理364.2.1 产产品结构构图3664.2.2 工工作原理理374.3 电池技技术特性性374.3.1 放放电特性性374.3.2 充充电特性性384.3.3 蓄蓄电池贮贮存环境境温度、贮贮存时间间与容量量关系3394.3.4 寿寿命特性性404.3.5 电电池的使使用4114.3.6 蓄蓄电池的的维护4444.3.7 蓄蓄电池的的更换4454.4 蓄电池池正确使使用4554.4.1 蓄蓄电池容容量的选选择4554.4.2 蓄蓄电池组组的组成成计算4474.4.3 延延长蓄电电池的使使用寿命命47小结499思考题550第5章 电源
5、工工程设计计参考5545.1 电源系系统容量量配置参参考5445.1.1 概概述5445.1.2 电电池容量量计算5545.1.3 系系统配置置计算5545.2 交直流流供电系系统电力力线的选选配5555.2.1 交交流供电电回路的的配线设设计5665.2.2 交交流回路路电力线线的敷设设575.2.3 直直流供电电回路电电力线的的组成5575.2.4 固固定压降降分配法法59小结600思考题660第6章 通信电电源安全全防护6616.1 工程与与维护安安全事项项616.1.1 概概述6116.1.2 电电气安全全616.1.3 电电池6336.1.4 高高空作业业646.1.5 微微波644
6、6.1.6 激激光6556.1.7 其其他6556.2 电源设设备接地地系统6656.2.1 接接地的必必要性6656.2.2 接接地系统统的组成成676.2.3 接接地系统统的作用用686.2.4 接接地系统统的分类类706.2.5 接接地系统统的电阻阻和土壤壤的电阻阻率7336.3 雷电与与通信电电源安全全防护7776.3.1 雷雷电的产产生776.3.2 雷雷电参数数776.3.3 雷雷击种类类786.3.4 我我国雷暴暴活动的的特征7796.3.5 通通信电源源的防雷雷806.3.6 通通信电源源动力环环境的防防雷8226.3.7 PPS通信信电源的的防雷8846.3.8 接接地866
7、6.3.9 防防雷器非非正常损损坏的一一些因素素87小结899思考题889第7章 电源设设备维护护基本要要求9007.1 概述9907.2 维护档档案资料料907.2.1 电电源室必必须的技技术资料料清单电电源室技技术资料料清单9907.2.2 电电源室记记录文件件917.3 维护工工具与设设备9557.4 维护参参考技术术标准9977.5 日常维维护项目目987.5.1 机机房环境境与消防防设备维维护9887.5.2 接接地系统统与过压压防护设设备维护护10007.5.3 电电源交流流供电检检查10007.5.4 密密封电池池的维护护10117.5.5 开开关电源源设备维维护10027.6
8、机房管管理10047.6.1 机机房管理理的一般般要求11047.6.2 仪仪表工具具的管理理10557.6.3 维维护备品品备件和和材料的的管理11057.7 维护操操作10067.7.1 日日常维护护10667.7.2 巡巡检1006小结1110思考题1110第8章 UPSS技术11118.1 概述11118.1.1 背景景11118.1.2 名名词术语语11118.2 UPSS基础知知识11138.2.1 什什么是UUPS11338.2.2 UUPS分分类11148.2.3 UUPS冗冗余备份份11998.2.4 UUPS中中的蓄电电池12208.2.5 UUPS的的电池管管理12218
9、.2.6 UUPS的的监控11228.3 逆变器器基础知知识12228.3.1 原原理12228.3.2 冗冗余式逆逆变器原原理12238.3.3 逆逆变器串串联热备备份12258.3.4 使使用注意意事项11268.4 UPSS/逆变变器选型型指导11268.4.1 选选型基本本原则11268.4.2 UUPS/逆变器器选型11288.4.3 选选型CHHECKKLISST13008.4.4 UUPS/逆变器器使用环环境13318.5 UPSS/逆变变器常见见问题解解答13318.6 产品展展示13378.6.1 艾艾默生产产品系列列13778.6.2 LLiebbertt产品13388.6
10、.3 AAPC产产品13388.6.4 SSANTTAK产产品13398.6.5 逆逆变器产产品1440小结1441思考题1141LA000004 通信电源技术基础QQ172082520课程说明明 课程说明明课程介绍绍本课程通通过对通通信电源源网络结结构及基基本配置置的介绍绍，配合合例题及及防护的的案例讲讲解，引引导学员员了解并并掌握通通信电源源的基本本知识及及基本维维护方法法。培训目标标学完本课课程后，学学员能够够：l 了解通信信电源在在通信网网络中的的种类及及地位l 掌握交直直流电源源的配置置l 掌握通信信电源中中各模块块的基本本功能l 掌握通信信电源的的基本防防护方法法参考资料料l 朱雄
11、世，人人民邮电电出版社社，新型型电信电电源系统统与设备备l 陈汉洲，安安圣电气气有限公公司，通通信电源源产品用用户培训训手册第第一分册册通信电电源基础础l 电力电子子技术相相关设计计书籍241LA000004 通信电源技术基础QQ172082520第8章 UPS技技术 第1章 通信电源源系统概概述作为通信信系统的的“心脏”，通信信电源在在通信局局（站）中中具有无无可比拟拟的重要要地位。它它包含的的内容非非常广泛泛，不仅仅包含448V直直流组合合通信电电源系统统，而且且还包括括DC/DC二二次模块块电源，UPS不间断电源和通信用蓄电池等。通信电源的核心基本一致，都是以功率电子为基础，通过稳定的控
12、制环设计，再加上必要的外部监控，最终实现能量的转换和过程的监控。通信设备需要电源设备提供直流供电。电源的安全、可靠是保证通信系统正常运行的重要条件。1.1 通信设备备对电源源系统的的基本要要求1.1.1 通信设备备对电源源的一般般要求1. 可靠性高高：一般的通通信设备备发生故故障影响响面较小小，是局局部性的的。如果果电源系系统发生生直流供供电中断断故障，则则影响几几乎是灾灾难性的的，往往往会造成成整个电电信局、通通信枢纽纽的全部部通信中中断。对对于数字字通信设设备，电电源电压压即使有有瞬间的的中断也也不允许许。因为为在数字字程控交交换局中中，信息息存在存存储单元元中，虽虽然重要要的存储储单元都
13、都是双重重设置的的，若电电源中断断，两套套并行工工作的存存储器同同时丢失失信息，则则信息需需从磁带带、软盘盘等重新新输入程程序软件件，通信信将长时时间中断断。因此此，通信信电源系系统要在在各个环环节多重重备份，保保证供电电可靠。这这就包括括“多路、多多种、多多套”的备用用电源。在在暂还没没有条件件达到“三多”配置的的地方，至至少应有有后备电电池。2. 稳定性高高：各种通信信设备都都有要求求电源电电压稳定定，不允允许超过过容许的的变化范范围，尤尤其是计计算机控控制的通通信设备备，数字字电路工工作速度度高，频频带宽，对对电压波波动、杂杂音电压压、瞬变变电压等等非常敏敏感。所所以，供供电系统统必须有
14、有很高的的稳定性性。3. 效率高：能源是宝宝贵的，电电信设备备在耗费费巨资完完成设备备投资后后，日常常的费用用支出中中，电费费是一笔笔比重很很大的开开支。尤尤其随着着通信容容量的增增大，一一个母局局的各种种设备用用上百、上上千安培培直流的的用电量量已是司司空见惯惯，这时时效率问问题就特特别突出出。这就就要求电电源设备备（主要要指整流流电源）应应有较高高转换效效率，即即要求电电源设备备的自耗耗要小。1.1.2 现代通信信对电源源系统的的新要求求1. 低压、大大电流，多多组供电电电压需需求低压、大大电流，多多组供电电电压需需求，功功率密度度大幅度度提升，供供电方案案和电源源应用方方案设计计呈现出出
15、的多样样性。2. 模块化：自由组组合扩容容互为备备用提高安全全系数，模模块化有有两方面面的含义义，其一一是指功功率器件件的模块块化，其其二是指指电源单单元的模模块化。实实际上，由由于频率率的不断断提高，致致使引线线寄生电电感、寄寄生电容容的影响响愈加严严重，对对器件造造成更大大的应力力（表现现为过电电压、过过电流毛毛刺）。为为了提高高系统的的可靠性性，而把把相关的的部分做做成模块块。把开开关器件件的驱动动、保护护电路也也装到功功率模块块中去，构构成了“智能化化”功率模模块（IIPM ），这这既缩小小了整机机的体积积，又方方便了整整机设计计和制造造。多个独立立的模块块单元并并联工作作，采用用均流
16、技技术，所所有模块块共同分分担负载载电流，一一旦其中中某个模模块失效效，其它它模块再再平均分分担负载载电流。这这样，不不但提高高了功率率容量，在在器件容容量有限限的情况况下满足足了大电电流输出出的要求求，而且且通过增增加相对对整个系系统来说说功率很很小的冗冗余电源源模块，便便极大地地提高了了系统可可靠性，即即使万一一出现单单模块故故障，也也不会影影响系统统的正常常工作，而而且为修修复提供供了充分分的时间间。现代电信信要求高高频开关关电源采采用分立立式的模模块结构构，以便便于不断断扩容、分分段投资资，并降降低备份份成本。不不能象习习惯上采采用的11+1的的全备用用（备份份了1000的的负载电电流
17、），而而是要根根据容量量选择模模块数NN，配置置N+11个模块块（即只只备份了了1/NN的负载载电流）即即可。3. 能实现集集中监控控：现代电信信运维体体制要求求动力机机房的维维护工作作通过远远程监测测与控制制来完成成。这就就要求电电源自身身具有监监控功能能，并配配有标准准接通讯讯接口，以以便与后后台计算算机或与与远程维维护中心心通过传传输网络络进行通通信，交交换数据据，实现现集中监监控。从从而提高高维护的的及时性性，减小小维护工工作量和和人力投投入，提提高维护护工作的的效率。4. 自动化、智智能化：要求电源源能进行行电池自自动管理理，故障障自诊断断，故障障自动报报警等，自自备发电电机应能能自
18、动开开启和自自动关闭闭。5. 小型化：现在各种种通信设设备的日日益集成成化、小小型化，这这就要求求电源设设备也相相应的小小型化，作作为后备备电源的的蓄电池池也应向向免维护护、全密密封、小小型化方方面发展展，以便便将电源源、蓄电电池随小小型通信信设备布布置在同同一个机机房，而而不需要要专门的的电池室室。6. 新的供电电方式：相应于电电源小型型化，供供电方式式应尽可可能实行行各机房房分散供供电，设设备特别别集中时时才采用用电力室室集中供供电，大大型的高高层通信信大楼可可采用分分层供电电（即分分层集中中供电）。集中供电电和分散散供电各各有优点点，因条条件不同同斟酌选选用。图1-11是传统统电力室室配
19、置示示意图：图1-1 集中供电电系统对于集中中供电，电电力室的的配置包包括交流流配电设设备、整整流器、直直流配电电设备、蓄蓄电池。各各机房从从电力室室直接获获得直流流电压和和其它设设备、仪仪表所使使用的交交流电压压。这种种配置有有它的优优点，例例如集中中电源于于一室，便便于专人人管理。蓄蓄电池不不会污染染机房等等。但它它有一个个致命的的缺点，即即浪费电电能，传传输损耗耗大，线线缆投资资大。因因为直流流配电后后的大容容量直流流电流由由电力室室传输到到各机房房，传输输线的微微小电阻阻也会造造成很大大的压降降和功率率损耗。对于分散散供电，电电力室成成为单纯纯交流配配电的部部分，而而将整流流器、直直流
20、配电电和蓄电电池组分分散装于于各机房房内。这这样，将将整流器器、直流流配电、电电池化整整为零，使使它们能能够小型型化，相相对的小小容量。但但这里有有个先决决条件，蓄蓄电池必必须是全全密封型型的，以以免腐蚀蚀性物质质的挥发发而污染染环境、损损坏设备备（现行行的全密密封型的的电池已已经能达达到要求求了）。分散供电电最大的的优点是是节能。因因为从配配电电力力室到机机房的传传输线上上，原先先传输的的直流大大电流，现现在变为为传输3380VV的交流流。计算算表明，在在传输相相同功率率的情况况下，3380VV交流电电流要比比48VV的直流流电流小小得多，在在传输线线上的压压降造成成的功率率损耗只只有集中中
21、供电的的1/44911/644。1.2 通信电源源系统的的构成通信电源源系统一一般由交交流供电电系统、直直流供电电系统和和接地系系统组成成，如图图1-22所示：图1-1 通信动力力系统的的构成1.2.1 交流供电电系统1. 系统组成成通信电源源的交流流供电系系统由高高压配电电所、降降压变压压器、油油机发电电机、UUPS和和低压配配电屏组组成。交交流供电电系统可可以有三三种交流流电源：变电站站供给的的市电、油油机发电电机供给给的自备备交流电电、UPPS供给给的后备备交流电电。2. 油机发电电机：为防止停停电时间间较长导导致电池池过放电电，电信信局一般般都配有有油机发发电机组组。当市市电中断断时，
22、通通信设备备可由油油机发电电机组供供电。油油机分普普通油机机和自动动启动油油机。当当市电中中断时，自自动启动动油机能能自动启启动，开开始发电电。由于于市电比比油机发发电机供供电更经经济和可可靠，所所以，在在有市电电的条件件下，通通信设备备一般都都应由市市电供电电。3. UPS：为了确保保通信电电源不中中断、无无瞬变，可可采用静静止型交交流不停停电电源源系统，也也称UPPS。UPSS一般都都由蓄电电池、整整流器、逆逆变器和和静态开开关等部部分组成成。市电电正常时时，市电电和逆变变器并联联给通信信设备提提供交流流电源，而而逆变器器是由市市电经整整流后给给它供电电。同时时，整流流器也给给蓄电池池充电
23、，蓄蓄电池处处于并联联浮充状状态。当当市电中中断时，蓄蓄电池通通过逆变变器给通通信设备备提供交交流电源源。逆变变器和市市电的转转换由交交流静态态开关完完成。4. 交流配电电屏：输入市电电，为各各路交流流负载分分配电能能。当市市电中断断或交流流电压异异常时（过过压、欠欠压和缺缺相等），低低压配电电屏能自自动发出出相应的的告警信信号。5. 连接方式式交流流电源备备份方式式大型通信信站交流流电源一一般都由由高压电电网供给给，自备备独立变变电设备备。而基基站设备备常常直直接租用用民用电电。为了了提高供供电可靠靠性，重重要通信信枢纽局局一般都都由两个个变电站站引入两两路高压压电源，并并且采用用专线引引入
24、，一一路主用用，一路路备用，然然后通过过变压设设备降压压供给各各种通信信设备和和照明设设备，另另外还要要有自备备油机发发电机，以以防不测测。一般般的局站站只从电电网引入入一路市市电，再再接入自自备油机机发电机机作为备备用。一一些小的的局站、移移动基站站只接入入一路市市电（配配足够容容量的电电池），油油机为车车载设备备。1.2.2 直流供电电系统1. 系统组成成通信设备备的直流流供电系系统由高高频开关关电源（AC/DC变换器）、蓄电池、DC/DC变换器和直流配电屏等部分组成。2. 整流器：从交流配配电屏引引入交流流电，将将交流电电整流为为直流电电压后，输输出到直直流配电电屏与负负载及蓄蓄电池连连
25、接，为为负载供供电，给给电池充充电。3. 蓄电池：交流停电电时，向向负载提提供直流流电，是是直流系系统不间间断供电电的基础础条件。4. 直流配电电屏：为不同容容量的负负载分配配电能，当当直流供供电异常常时要产产生告警警或保护护。如熔熔断器断断告警、电电池欠压压告警、电电池过放放电保护护等。5. DC-DDC变换换器：DC/DDC变换换器将基基础电源源电压（-48V或+24V）变换为各种直流电压，以满足通信设备内部电路多种不同数值的电压（5V、6V、12V、15V、-24V等）的需要。近年来，由由于微电电子技术术的迅速速发展，通通信设备备已向集集成化，数数字化方方向发展展。许多多通信设设备采用用
26、了大量量的集成成电路组组件，而而这些组组件需要要5V15VV的多种种直流电电压。如如果这些些低压直直流直接接从电力力室供给给，则线线路损耗耗一定很很大、环环境电磁磁辐射也也会污染染电源，供供电效率率很低。为为了提高高供电效效率，大大多通信信设备装装有直流流变换器器，通过过这些直直流变换换器可以以将电力力室送来来的高压压直流电电变换为为所需的的低压直直流电。另外，通通信设备备所需的的工作电电压有许许多种，这这些电压压如果都都由整流流器和蓄蓄电池供供给，那那么就需需要许多多规格的的蓄电池池和整流流器，这这样，不不仅增加加了电源源设备的的费用，也也大大增增加了维维护工作作量。为为了克服服这个缺缺点，
27、目目前大多多数通信信设备采采用DCC-DCC变换器器给内部部电路供供电。DC-DDC变换换器能为为通信设设备的内内部电路路提供非非常稳定定的直流流电压。在在蓄电池池电压（DC-DC变换器的输入电压）由于充、放电而在规定范围内变化时，直流变换器的输出电压能自动调整保持输出电压不变。从而使交换机的直流电压适应范围更宽，蓄电池的容量可以得到充分的利用。6. 连接方式式直流流供电方方式蓄电池是是直流系系统供电电不中断断的基础础条件。根根据蓄电电池的连连接方式式，直流流供电方方式主要要采用并并联浮充充供电方方式，尾尾电池供供电方式式、硅管管降压供供电方式式等等基基本不再再使用。并联浮充充供电方方式是将将
28、整流器器与蓄电电池直接接并联后后对通信信设备供供电。在在市电正正常的情情况下，整整流器一一方面给给通信设设备，一一方面又又给蓄电电池充电电，以补补充蓄电电池因局局部放电电而失去去的电量量；当市市电中断断时，蓄蓄电池单单独给通通信设备备供电，蓄蓄电池处处于放电电。由于于蓄电池池通常处处于充足足电状态态，所以以市电短短期中断断时，可可以由蓄蓄电池保保证不间间断供电电。若市市电中断断期过长长，应启启动油机机发电机机供电。这是最常常用的直直流供电电方式。采采用这种种工作方方式时，蓄蓄电池还还能起一一定的滤滤波作用用。但这这种供电电方式有有个缺点点在并并联浮充充工作状状态下，电电池由于于长时间间放电导导
29、致输出出电压可可能较低低，而充充电时均均充电压压较高，因因此负载载电压变变化范围围较大。它它适用于于工作电电压范围围宽的交交换机。1.2.3 接地系统统为了提高高通信质质量、确确保通信信设备与与人身的的安全，通通信局站站的交流流和直流流供电系系统都必必须有良良好的接接地装置置。1. 通信机房房的接地地系统通信机房房的接地地系统包包括交流流接地和和直流接接地。2. 交流接地地交流接地地包括：交流工工作接地地、保护护接地、防防雷接地地。3. 直流接地地直流接地地包括：直流工工作接地地、机壳壳屏蔽接接地。局站的接接地系统统如图11-3所所示。图1-1 通信机房房接地系系统4. 通信电源源的接地地通信
30、电源源的接地地包括：交流零零线复接接地、机机架保护护接地和和屏蔽接接地、防防雷接地地、直流流工作地地接地通信电源源的接地地系统通通常采用用联合地地线的接接地方式式。联合合地线的的标准连连接方式式是将接接地体通通过汇流流条（粗粗铜缆等等）引入入电力机机房的接接地汇流流排，防防雷地、直直流工作作地和保保护地分分别用铜铜芯电缆缆连接到到接地汇汇流排上上。交流流零线复复接地可可以接入入接地汇汇流排入入地，但但对于相相控设备备或电机机设备使使用较多多（谐波波严重）的的供电系系统，或或三相严严重不平平衡的系系统，交交流复接接地最好好单独埋埋设接地地体，或或从直流流工作接接地线以以外的地地方接入入地网，以以
31、减小交交流对直直流的污污染。以上四种种接地一一定要可可靠，否否则不但但不能起起到相应应的作用用，甚至至可能适适得其反反，对人人身安全全、设备备安全、设设备的正正常工作作造成威威胁。1.3 现代通信信电源1.3.1 开关电源源成为现现代通讯讯网的主主导电源源在通讯网网上运行行的电源源主要包包括三种种：线性性电源、相相控电源源、开关关电源。传统的相相控电源源，是将将市电直直接经过过整流滤滤波提供供直流，由由改变晶晶闸管的的导通相相位角，来来控制整整流器的的输出电电压。相相控电源源所用的的变压器器是工频频变压器器，体积积庞大。所所以，相相控电源源体积大大、效率率低、功功率因数数低，严严重污染染电网，
32、已已逐渐被被淘汰。另外一种种常用的的稳压电电源，是是通过串串联调整整管可以以连续控控制的线线性稳压压电源，线线性电源源的功率率调整管管总是工工作在放放大区，流流过的电电流是连连续的。由由于调整整管上损损耗较大大的功率率，所以以需要较较大功率率调整管管并装有有体积很很大的散散热器，发发热严重重，效率率很低，一一般只用用作小功功率电源源，如设设备内部部电路的的辅助电电源。开关电源源的功率率调整管管工作在在开关状状态，有有体积小小、效率率高、重重量轻的的优点，可可以模块块化设计计，通常常按N+1备份份（而相相控电源源需要11+1备备份），组组成的系系统可靠靠性高。正正是这些些优点，开开关电源源已在通
33、通信网中中大量取取代了相相控电源源，并得得到越来来越广泛泛的应用用。1.3.2 促成开关关电源占占据主导导地位的的关键技技术从开关电电源的发发展看，它最早出现在二十世纪六十年代中期。当时美国研制出了20kHz的DC/DC变换器，这为开关电源的发明创造了条件。七十年代，出现了用高频变换技术的整流器，它不需要50Hz的工频变压器，直接将交流电整流，再逆变为高频交流，再整流滤波变为所需直流电压。八十年代代初，英英国科学学家根据据以上的的条件和和原理，制制造出了了第一套套实用的的48VV开关电电源（SSwittch Modde RRecttifiier），被被命名作作SMRR电源。随着器件件技术的的发
34、展，出出现了大大功率高高压场效效应管，它它的关断断速度大大大加快快，电荷荷存储时时间大大大缩短，从从而大大大提高了了开关管管的开关关频率。随随着电力力电子技技术和自自动控制制技术的的发展，开开关电源源的各方方面的技技术得到到了飞速速的发展展。在各方面面的技术术进步中中，对于于开关电电源在通通信电源源中形成成主导地地位有决决定性意意义的技技术突破破有以下下四项：(1) 均流技术术使开关关电源可可以通过过多模块块并联组组成前所所未有的的大电流流系统和和提高系系统的可可靠性；(2) 开关线路路的发展展使开关关电源的的频率不不断提高高的同时时效率亦亦提高，并并且使每每个模块块的变换换功率也也不断增增大
35、；(3) 功率因数数校正技技术有效效地提高高了开关关电源的的功率因因数。在在这环保保意识不不断加强强的时代代，这是是它形成成主导地地位的关关键；(4) 智能化给给维护工工作带来来了极大大的方便便，提高高了维护护质量，使使它倍受受人们的的青睐。1. 功率因数数校正技技术由于开关关电源电电路的整整流部分分使电网网的电流流波形畸畸变，谐谐波含量量增大，而而使得功功率因数数降低（不不采取任任何措施施，功率率因数只只有0.600.7），污污染了电电网环境境。开关关电源要要大量进进入电网网，就必必须提高高功率因因数，减减轻对电电网的污污染，以以免破坏坏电网的的供电质质量。这这里介绍绍提高功功率因数数的措施
36、施。2. 采用三相相三线制制整流因为三相相三线制制没有中中线的整整流方式式，不存存在中线线电流（如如果有中中线，三三次谐波波在中线线上线性性叠加，谐谐波分量量很大），这这时虽然然相电流流中间还还有一定定的谐波波电流，但但谐波含含量大大大降低，功功率因数数可提高高到0.86以以上。这这种供电电方式的的电路如如图1-4所示示。图1-1 三相无中中线整流流电路利用无源源功率因因数校正正技术这一技术术是在三三相无中中线整流流方式下下，加入入一定的的电感来来把功率率因数提提高到00.933以上，谐谐波含量量降到110%以以下，电电路如图图1-55所示，适适当选择择校正的的参数，功功率因数数可达00.94
37、4以上。安安圣公司司生产的的1000A和2000A整流流模块采采用了这这种技术术。图1-2 无源功率率因数校校正电路路采用有源源功率因因数校正正技术在输入整整流部分分加一级级功率处处理电路路，强制制流经电电感的电电流几乎乎完全跟跟随输入入电压变变化（输输入电压压、电流流波形如如图1-7所示示），无无功功率率几乎为为0，功率率因数可可达0.99以以上，谐谐波含量量可降低低到5%以下。图图1-66示意了了这种方方法的电电路图。可可见采用用有源校校正后电电流谐波波含量大大减少，已已接近正正弦波，安安圣公司司生产的的50AA整流模模块采用用了这种种技术，功功率因数数高达00.999。图1-3 有源功率
38、率因数校校正原理理图图1-4 输入电压压、电流流波形3. 开关电源源的智能能化技术术开关电源源系统大大量应用用了控制制技术、计计算机技技术进行行各种异异常保护护、信号号检测、电电池自动动管理等等等。有专门的的监控电电路板分分别对交交流配电电、直流流配电的的各参数数进行实实时监控控，能实实现交流流过、欠欠压保护护，两路路市电自自动切换换，电池池过欠压压告警、保保护等功功能；许许多开关关电源的的每个整整流模块块内都配配有CPPU，对对整流器器的工作作状态进进行监测测和控制制，如模模块输出出电压、电电流测量量，程序序控制均均浮充转转换等。整整流模块块本身能能实现过过、欠压压保护，输输出过压压保护等等
39、保护功功能，并并能进行行一些故故障诊断断。电源系统统配有监监控单元元对整个个系统进进行监控控，电池池自动管管理，作作为人机机交互界界面处理理各监控控板采集集的数据据、过滤滤告警信信息、故故障诊断断，并提提供通讯讯口以供供后台监监控和远远程监控控。远程监控控使维护护人员在在监控中中心同时时监视几几十台机机器，电电源有故故障会立立即回叫叫中心，监监控系统统自动呼呼叫维护护人员。这这些都大大大提高高了维护护的及时时性，减减小了维维护工作作量。这些智能能化的措措施，使使得维护护人员面面对的不不再只是是复杂的的器件和和电路，而而是一条条条用熟熟悉的人人类语言言表达的的信息，仿仿佛面对对着的是是一个能能与
40、自己己交流的的新生命命。总之，这这些技术术上的进进步和使使用维护护上的方方便，使使得开关关电源在在通信电电源中逐逐渐占据据主导地地位，成成为现代代通信电电源的主主流。小结通信设备备对电源源的要求求。通信信动力机机房的构构成：交交流、直直流、接接地。开开关电源源成为通通信电源源的主导导，使开开关电源源形成主主导地位位的关键键技术：均流技技术、开开关线路路技术、功功率因数数校正技技术、智智能化。思考题1、为何何通信设设备对电电源的可可靠性要要求很高高？通信信电源系系统是通通过什么么方法来来达到这这一要求求的？2、和传传统相比比，现代代通信对对电源系系统有何何新要求求？3、集中中供电和和分散供供电各
41、有有什么优优缺点？4、试说说明通信信电源系系统的构构成。5、开关关电源为为什么要要采用均均流技术术？6、提高高开关电电源功率率因数有有哪些措措施？7、开关关电源智智能化对对动力维维护工作作有何帮帮助？第2章 开关电源源产品基基础直流稳压压电源主主要有线线性电源源、相控控电源、开开关电源源三种。本本章介绍绍了开关关电源的的稳压原原理、基基本电路路结构，详详细分析析了功率率变换电电路、PPWM控控制器原原理。并并在此基基础上，介介绍了安安圣HDD系列开开关整流流器共性性部分典典型电路路的原理理。2.1 线性电源源、相控控电源与与开关电电源交流电经经过整流流，可以以得到直直流电。但但是，由由于交流流
42、电压及及负载电电流的变变化，整整流后得得到的直直流电压压通常会会造成220%到到40%的电压压变化。为为了得到到稳定的的直流电电压，必必须采用用稳压电电路来实实现稳压压。按照照实现方方法的不不同，稳稳压电源源可分为为三种：线性稳稳压电源源、相控控稳压电电源、开开关稳压压电源。2.1.1 线性稳压压电源线性稳压压电源通通常包括括：调整整管、比比较放大大部分（误误差放大大器）、反反馈采样样部分以以及基准准电压部部分，它它的典型型原理框框图如图图1-88所示。调调整管与与负载串串联分压压（分担担输入电电压Uii），因因此只要要将它们们之间的的分压比比随时调调节到适适当值，就就能保证证输出电电压不变变
43、。这个调节节过程是是通过一一个反馈馈控制过过程来实实现的。反反馈采样样部分监监测输出出电压，然然后通过过比较放放大器与与基准电电压进行行比较判判断：输输出电压压是偏高高了还是是偏低了了，偏差差多少？再把这这个偏差差量放大大去控制制调整管管，如果果输出电电压偏高高，则将将调整管管上的压压降调高高，使负负载的分分压减小小；如果果输出电电压偏低低，则将将调整管管上的压压降调低低，使负负载的分分压增大大，从而而实现输输出稳压压。图2-11为用分分立元件件组成简简单的线线性稳压压器电路路线性稳压压电源的的线路简简单、干干扰小，对对输入电电压和负负载变化化的响应应非常快快，稳压压性能非非常好。但是，线线性
44、稳压压电源功功率调整整管始终终工作在在线性放放大区，调调整管上上功率损损耗很大大，导致致线性稳稳压电源源效率较较低，只只有200%440%，发发热损耗耗严重，所所需的散散热器体体积大，重重量重，因因而功率率体积系系数只有有2030WW/dmm3；另另外线性性电源对对电网电电压大范范围变化化的适应应性较差差，输出出电压保保持时间间仅有55ms。因因此线性性电源主主要用在在小功率率、对稳稳压精度度要求很很高的场场合，如如：一些些为通信信设备内内部的集集成电路路供电的的辅助电电源等。图2-1 线性串联联稳压电电源原理理框图2.1.2 开关型稳稳压电源源线性稳压压电源的的动态响响应非常常快，稳稳压性能
45、能好，只只可惜功功率转换换效率太太低。要要提高效效率，就就必须使使图2-1中的的功率调调整器件件处于开开关工作作状态，电电路相应应地稍加加变化即即成为开开关型稳稳压电源源。转变变后的原原理框图图如图22-2所所示。调调整管作作为开关关而言，导导通时（压压降小）几几乎不消消耗能量量，关断断时漏电电流很小小，也几几乎不消消耗能量量，从而而大大提提高了转转换效率率，其功功率转换换效率可可达800%以上上。在图2-2中，波波动的直直流电压压Ui输入入高频变变换器（即即为开关关管Q和二极极管D），经经高频变变换器转转变为高高频（20kkHz）脉脉冲方波波电压，该该脉冲方方波电压压通过滤滤波器（电电感L和
46、电容容C）变成成平滑的的直流电电压供给给负载。高高频变换换器和输输出滤波波器一起起构成主主回路，完完成能量量处理任任务。而而稳定输输出电压压的任务务是靠控控制回路路对主回回路的控控制作用用来实现现的。控控制回路路包括采采样部分分、基准准电压部部分、比比较放大大器（误误差放大大器）、脉脉冲/电压转转换器等等。开关电源源稳定输输出电压压的原理理可以直直观理解解为是通通过控制制滤波电电容的充充、放电电时间来来实现的的。具体体的稳压压过程如如下：当开关稳稳压电源源的负载载电流增增大或输输入电压压Ui降低低时，输输出电压压Uo轻微微下降，控控制回路路就使高高频变换换器输出出的脉冲冲方波的的宽度变变宽，即即给电容容多充点点电（充充电时间间加长），少少放点电电（放电电时间减减短），从从而使电电容C上的电电压（即即输出电电压）回回升，起起到稳定定输出电电压的作作用。反反之，当当外界因因素引起起输出电电压偏高高时，控控制电路路使高频频变换器器输出脉脉冲方波波的宽度度变窄，即即给电容容少充点点电，从从而使电电容C上的电电压回落落，稳定定输出电电压。图2-1 降压型开开关电源源原理图图开关稳压压电源与与线性稳稳压电源源的主要要性能比比较项目开关稳压压电源