开关电源工作原理与系统维护.ppt

1、,电源组成和原理,电源基本知识,电源产品,电源基本知识,1、通信供电系统的基本组成,电源基本知识,2、交流供电系统的设计,2、1大型局站、长途通信枢纽以及一些重要通讯基站，由于在整个通信网络中地位重要，容量也大，故采用不同变电站引入两路馈电线，实行两路供电。 2、2为了确保通信安全可靠，减少蓄电池容量的要求，应尽量减少断电时间，两路市电的转换采用自动投入装置为宜。,电源基本知识,3、直流供电系统设计成,现在大部分用户采用全浮充蓄电池工作方式供电。它的优点是：由于蓄电池放电次数大为减少，电能利用率高，蓄电池寿命长，维护工作量小，且蓄电池经常处在满容量状态，能更可靠地起到备用作用。缺点是：对市电要

2、求较高，尤其是停电次数要少，每次停电时间不能太长。,电源基本知识,4、基础电压指标,（1）绝大部分程控数字设备通信供电系统的基础电压为“-”48V，也有少量采用“+”24V。 （2）基础电压范围内的工作电压有三种：浮充电压、均充电压和终止电压。 （3）浮充电压是在市电正常时，由整流器向负载供电，并同时给蓄电池微小的补充电流，此时的工作电压即浮充电压。 （4）均充电压是为了使蓄电池保持足够的容量，则需要提高浮充电压，使流入电池电流增加，此时的整流器工作电压即均衡电压，它是基础电压的上限。 （5）当市电中断后，由电池供电。蓄电池放电所允许的最低值，称为蓄电池的终止电压。,电源基本知识,5、对直流电

3、源设备的要求：,直流供电系统的设备主要有蓄电池、整流器、变换器、直流配电组成。现将主要部分要求简述如下： 5、1整流器：高频开关型整流器效率高，滤波元件体积小，总体机架结构体积小，扩容方便，广泛用于分布式供电系统。,电源基本知识,5、2蓄电池：,程控通信设备供电系统目前大多采用蓄电池，以保证不间断供电的需要。具体要求为： （1）具有防酸防爆性能。 （2）使用容量大、大电流放电性能好。 （3）勿需初充电，耐过充电能力强。 （4）采用恒压限流充电技术。 （5）少维护或免维护。,中恒电源基本组成结构,电源基本结构原理,ACD（交流配电模块） 交流配电模块给整流器提供交流输入电源,部分综合开关电源架同

4、时可以给其他交流设备供电,电源基本结构原理,交流配电模块功能框图,DCD（直流配电模块） 直流配电模块将整流器输出的直流电输送到负载和电池。 直流配电模块的保护装置有三种：小型空气开关（DCM）、熔断器型（DCF）和混合型(DCFM)。,电源基本结构原理,直流配电模块功能框图,电源基本结构原理,LVD（低压脱离模块） 当交流电长时间停电时，LVD模块用于脱离电池或负载以保护电池。防止电池过放电。当电池电压降到低于预设值时，LVD模块上的直流接触器的主触点断开。当电压升到高于预设值时，直流接触器的主触点重接。,电源基本结构原理,低电压脱离模块功能框图,整流模块 整流模块将交流电输入转换为直流电输

5、出向电池和负载供电。,电源基本结构原理,整流模块功能框图,电源基本结构原理,该框图即构成整流器的主电路： 从交流电网输入到直流输出，包括： A、输入滤波器：作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂音反馈到公共电网。 B、整流：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。 C、PFC电路： PFC电路分为有源功率因素校正和无源功率因素校正。有源功率因素校正电路具有效率高、体积小等优点，中恒就采用该种电路（BOOST电路)开关频率65KHZ。从而使电源输入功率因素接近于1。无源功率因素校正则较之体现为因素校正效率低，而且不稳定，并且整体电路体积较大。,电源基本机构原理,D、D

6、C-AC变换：将整流后的直流变为高频脉冲电，它是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小；当然并不是频率越高越好，这里涉及元器件的成本、干扰、功耗等多种因素，我们采用开关管频率150KHZ-420KHZ。 E、输出整流与滤波：是负载的需要，必须提供稳定可靠 的直流电源。,监控模块 监控模块监视整个电源系统的运行，发布命令控制整流器及LVD的运行。每个模块都被监视，一旦发生影响系统性能的故障，便触发告警器。,电源产品,中型系统(IMPS系列） 此中型组合电源系统是专门为中国通信而设计的紧凑型、高可靠性电源系统。 优特点： 1、更强的环境适应性 2、高可靠性，更高效率 3、更

7、直观的操作界面 4、更全面的电池管理,电源产品,5. 更高的功率密度 一个600*600的机架里可放置4层整流器架,电源产品,中型系统(IMPS 系列）命名 IMPScnnvv c：6为6000系列，总高度为1800mm， 7为7000系列，总高度为1600mm,8为8000 系列，总高度为2000mm。 nn 指整流器架层数，以自然数表示 例如：IMPS802U4,电源产品,功能单元配置如下： 1*直流配电模块（负载） 1*低压脱离模块（电池） 1*交流配电模块 1层或2层RM660整流器架（根据容 量配置相应数量，最多可以安装4层） 1*SM40/SM45监控模块,电源产品,系统功能： 1

8、、交流： 单路市电输入，标称：三相五线制， 380V，50/60Hz 进线短路及过载保护 相电压允许变化范围：150320V C级防雷及告警，符合YD5098之要求 2、整流 最多可配置10个或20个APR48-3G APR48-3G 额定值：48V/37.5A 系统额定容量范围：375A,电源产品,3、直流： 任一熔断器故障及LVD故障自动产生声光告警； 可选配二次下电功能（先脱离次要负载，后脱离电池或后脱离主要负载），脱离电压及重接电压可视需要任意设置，缺省设置分别为48V和44V，以保护电池及重要负载； 分路标准配置： 次要负载分路：2*160A+3*63A+3*32A 重要负载分路：2

9、*100A+2*32A+2*16A 电池熔断器：2*200A/400A（视容量配置） 注：用户如需其它电流值，可满足！,电源产品,4、控制(SM45 /SC200监控模块)： 6个数字输入量，1.5方紧固螺丝端子 可接入门禁等干接点信号，以实现简单动力监控 6个/10个输出继电器干接点（COM-NO-NC） 近程或远程告警用，以节省巡视时间,电源产品,系统控制功能： 自动电压控制，使电池得到合适电压充电； 均浮充手动或自动切换；均充（手动/周期）；快充（即自动均充）； 遥控开关各整流器；自动均流，均流一致性好，误差小于 3%。 电池限流，限流点可根据需要任意设置，以保护电池； 温度补偿，补偿值

10、等参数可根据需要任意设置，以保护电池； 电池测试，阶段性测试电池的好坏；,电源产品,告警及显示: 声光告警: 配置灵活,典型告警有:整流器紧急/非紧急,熔断器故障,交流进线故障,浮充电压过高/过低,负载电压过高/过低,限流等. 测量并显示: 整流器电流,汇流排电压,负载总电流及电池总电流,系统功率%,电池温度,交流电压,单个整流器电流.,电源产品,监控接口及协议: 前面板RS232,连接ICE/DCTools/SPMII,三遥的监控内容满足并优于MII. 通信方式: 支持MODEM通过PSTN或适配器通过以太网与上位机进行通信.,电源产品,电源产品,监控模块SM45 特点 监控系统各项指标及工

11、作状态 中英文自由切换 预置缺省或特殊的配置文件 自动均流，AVC控制精度 90%,电源产品,APR48 -3G的内部散热器直接风冷,可靠性设计,电源产品,敏感器件及SMT器件不经过风道 SMT器件及PCB板都覆盖有一层三防膜,可靠性设计,可靠性设计,电源产品,IMPS00600-111-010系列小系统,电源产品,中系统子机架,电源产品,中型系统(IPS系列）NPR48整流器 主要参数 额定电压范围：175 to 275 V 允许电压范围：150 to 175 V 275 to 320 V 额定输出功率：3000 Watt 额定输出电流：62.5 A 48 V 效率：90% (50-100%

12、负载) 冷却方式：风冷 温度范围：-10 to 50 C 允许温度范围：50 to +70 C 湿度范围：0.99 效率：90（30100%RRC） 温度：-10+50额定输出 湿度：095%RH 开关频率：130335kHz 电磁干扰标准：EN55022-B,体积: 6U*28E*325mm 1U = 44.45mm 1E = 5.08mm 重量: 11KG,电源产品,中型系统(IPS系列）NPR48整流器,NPR48 整流器参数,电源产品,中型系统(IPS系列）NPR48整流器,NPR48 整流器参数,%,效率,输出电流 (A),70,80,90,10,60,电源产品,中型系统(IPS系列

13、）NPR48整流器,NPR48 整流器参数,(W),AC输入电压,输出功率,1000,2000,3000,电源产品,中型系统(IPS系列）NPR48整流器,表贴元件: 做三防处理，并远离风道,风道只流过主要器件,散热器使得MOSFET远离风道,设计要点,电源产品,大型电源系统 ILS系列 视图,电源产品,大型电源系统 ILS系列 后视图,电源产品,大型系统(ILS系列）CR48-3G整流器,整流模块 CR48 视图,48V/100A 智能温控风冷,电源产品,交流输入：260-520V/3 直流输出：4360V 功率因数：0.95 效率：92(30100%RRC) 温度：-10+50额定输出 湿

14、度：095%RH 电磁干扰标准：ETS300-386-2,体积: 130*121*326mm 重量: 4.7KG,大功率整流器CR48-3G - 参数,电源产品,交流输入：260-520V/3 直流输出：4360V 功率因数：0.95 效率：92(30100%RRC) 温度：-10+50额定输出 湿度：095%RH 电磁干扰标准：ETS300-386-2,体积: 3U*19*340mm 重量: 15KG,大功率整流器R5848 - 参数,电源产品,大型系统(ILS系列）R5848整流器,整流模块 R5848 视图,48V/120A 智能温控风冷,电源产品,监控模块SC200,设计理念 产品特征

15、 输入输出接口板(IOGBP) 技术参数 SC100控制器 SiteSure-3G 站点监控(IOBSS),电源产品,监控模块SC200,一个控制器用于所有系统 可垂直或水平安装 输入输出接口板从主板上分离, 设计成一个独立的I/O板 更多的接口板可加入,以提供更多的输入和输出量 RXP新整流器控制协议提供更好的性能,无需设置整流器地址,通讯 框图,处理器,以太网口,彩屏 和 按键,USB 口,RS-232 口,前面板,状态LEDs,电源正常,紧急告警,非紧急告警,输入/输出接口 板,电流输入 (3),RXP 总线,后面板,SC200,额外的IO接口板或 站点监控 接口板,温度输入 (2),用

16、户数字量输入 (6),继电器输出 (6),电池中点电压输入 (4),根据需要可选用,外置MODEM (选件),LVD 输出 (2),整流器,TCP/IP 网络,公用电话网,整流器,整流器,整流器,整流器,整流器,RXP 总线,RXP总线,系统告警输入,告警管理,电源管理软件PMII 通过SNMP Traps的网络管理系统 继电器触点 SMS (带外置Modem),记录,数据记录 10000条 事件记录 10000条告警和其他事件 摘录详细的诊断信息和站点历史信息,记录,用户界面,按键和显示 彩屏 160 x 128像素 丰富全面的菜单 即插即用整流器和子机架安装 USB接口,用于本地配置,转为

17、水平放置时,中文显示,基于负载的整流器关机,通过关闭不需要的整流器,尽可能提高效率 确保整流器运行在其最经济的负载率范围内。 平衡整流器的运行时间,确保运行时间均等。,输入输出接口板(IOGBP),直接驱动LVD接触器 如需更多的输入和输出,可增加更多的IO板,技术参数,SC200 133.5mm (3U) 高 x 44.5mm (1U) 宽 x 60mm 深 IOBGP 176mm 宽 x 106mm 高 x 16mm 深 直流输入范围:19-60V 温度范围 额定温度 -10C to +50 C 可运行温度 -25 C to +70 C,通讯口 以太网口 RS-232 RXP (RS-48

18、5) 串口 (non-isolated) 3 电流输入 2 温度输入 6 可配置告警继电器 6 用户数字输入,技术参数,技术参数,控制功能 主动电压控制 均流 温度补偿 快充 均充 电池测试 电池限流 基于负载的整流器关机,整流器控制 使用RXP总线 最多128个整流器 可控制的整流模块 APR48-3G APR24-3G NPR48-3G CR48-3G,电源产品,SM60监控器前视图,串行口 DB9 RS232,告警 LEDs,显示 (4 行),键盘 (5 个键),串行口 RJ45 RS232,电源产品,各信号控制接口 （管脚定义与 SM50同）,告警输出继电器 (6),安装支架（可选）,

19、SM60监控器后视图,用户数字输入 (6),电源产品,电源产品,后背板RS-232串行口 (XS1A) 直流配电接口 (XS2) 交流配电接口 (XS3) LVD2接口 (XS4) LVD1接口(XS5) 两路电流检测接口(XS6) 温度检测输入(XS7) 汇流排电压检测输入 (XS9),电源产品,机内通信接口 (XS11) 电源输入 (XS8) 接地 (XS10) 前面板RS-232 串行口 (XS1) 六个用户数字输入口 五个用户可配置继电器 (RLY1 to RLY5) 一个不可配置继电器 （RLY6 ）,电源产品,监控模块SM50 - 参数 电压范围：16V-70V 薄膜型按键,滚动菜单，高度仅为IU 6个用户数字量输入，可编程配置 10组继电器接点输出，可编程配置