陳宏亮

【摘要】 隨著我國(guó)通信事業(yè)的不斷發(fā)展，通信電源作為通信系統(tǒng)中最為重要的一部分，不僅肩負(fù)著維護(hù)通信系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行的功能之外，而且還必須保證能夠持續(xù)不斷的向通信設(shè)備提供穩(wěn)定、高效的電源。只有這樣才能夠保證通信系統(tǒng)和設(shè)備能夠正常的運(yùn)行。在目前我國(guó)的主流直流通信電源機(jī)房主要采用的是UPS和48v低壓直流電源混合供電的方式，但是隨著計(jì)算機(jī)和通信行業(yè)的飛速發(fā)展，這種混合的供電方式在安全性、可靠性以及耗能方面都存在著很多的問(wèn)題，而且越來(lái)越明顯，所以高壓直流供電系統(tǒng)就順勢(shì)成為了取代傳統(tǒng)混合式供電系統(tǒng)的可靠保障。而且與傳統(tǒng)的低壓直流電源相比家里來(lái)說(shuō)，高壓直流通信電源更具有安全運(yùn)行、效率高、建設(shè)成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以在未來(lái)的通信系統(tǒng)電源發(fā)展中是主要的發(fā)展方向、一般情況下來(lái)說(shuō)，高壓直流供電系統(tǒng)常常包括交流配電、高頻開關(guān)整流單元、直流配電部分、監(jiān)控單元等共同組成。

【關(guān)鍵詞】 高壓直流供電系統(tǒng) VIENNA 整流器 三電平半橋 DC-DC 變換器 零電壓開關(guān)

一、高壓直流通信電源中高頻開關(guān)整流模塊工作原理

我國(guó)目前的主流電壓都是220V的交流電壓，并且通常會(huì)保證220V服務(wù)器介入到UPS用電系統(tǒng)的電源中。AD/DC蒸餾電路以及AC/DC整流電路也包括了服務(wù)器內(nèi)部電源而共同組成。其中，服務(wù)器中的濾波器、全橋蒸餾電路、平滑濾波電路共同構(gòu)成了服務(wù)器。高頻逆變電路、隔離變壓器、蒸餾濾波電路也是構(gòu)成DC變換電路的主要構(gòu)成。所以在一般情況下，服務(wù)器能夠適用的電壓在220V左右，也就是165—275V之間。

本文針對(duì)通信高壓直流供電系統(tǒng)中的高頻開關(guān)整流模塊進(jìn)行了全面的分析，其中整流模塊的主要功率就是變換部分，也是決定系統(tǒng)工作效率的最關(guān)鍵因素。

二、DC/DC 變換器關(guān)鍵控制環(huán)路

DC/DC變換器控制作為開關(guān)通信電源產(chǎn)品，所以說(shuō)最為關(guān)鍵的一點(diǎn)指標(biāo)就是可靠的性能，為此必須將電源設(shè)置具有保護(hù)措施的結(jié)構(gòu)，通常情況下的保護(hù)措施包括過(guò)溫保護(hù)、過(guò)載保護(hù)以及短路保護(hù)等功能。所以在盡可能的保證變換器最大性能，也為了保證過(guò)載時(shí)能夠恢復(fù)正常可靠的運(yùn)行，所以變換器的外特性通常是由恒壓輸出、恒功率輸出以及恒流輸出以及限流回縮輸出等部分構(gòu)成的。

2.1恒壓控制

所謂的恒壓控制就是在整流模塊的工作壓力始終保持在267.5V的工作電壓環(huán)境時(shí)，恒壓環(huán)的計(jì)算結(jié)果會(huì)與限幅后的開關(guān)作為占空比的控制信號(hào)來(lái)連接。通過(guò)恒壓環(huán)采用的基于平均電流雙環(huán)控制的外環(huán)電壓環(huán)比較來(lái)說(shuō)，控制量為輸出電壓、內(nèi)環(huán)為電流環(huán)，所以控制量是以主變電壓器的原邊電流為主的控制系統(tǒng)。

2.2恒功率控制

單輸出的功率增加到5.8kw的情況下，如果持續(xù)增加輸出電流小于24A 時(shí)則變換器處于恒功率控制的狀態(tài)。通過(guò)針對(duì)負(fù)載電流經(jīng)過(guò)恒功率控制下的基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量之后得到了關(guān)于輸出電壓的基準(zhǔn)值，然后根據(jù)恒壓環(huán)計(jì)算輸出的占比空間所產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)，關(guān)于恒功率的控制環(huán)的本質(zhì)就是變電呀基準(zhǔn)的恒壓環(huán)，從而使得環(huán)路小信號(hào)與恒壓環(huán)的功率相符。

2.3恒流控制

當(dāng)輸出電流達(dá)到了24A以上，而且輸出電壓要大于195V的工作狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候的變換器工作狀態(tài)時(shí)恒流狀態(tài)。如果采用了同樣輸出電流和給定功率做差之后得到的電流數(shù)值，通過(guò)PI調(diào)節(jié)來(lái)?yè)Q算出占空比調(diào)制信號(hào)的結(jié)果，如果結(jié)果大于24A，而且輸出電壓也高于195V時(shí)，這種情況下恒流環(huán)路的占空比處于最小值，而且作為實(shí)際的開關(guān)占空比的控制信號(hào)。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)

高壓直流通信電源中的開關(guān)整流模塊通常包括四個(gè)部分，分別為主板、驅(qū)動(dòng)板、控制板以及燈板。通過(guò)將驅(qū)動(dòng)板插接在主板智商，并且控制板集成了PFC的控制電路以及DC變換控制電路的雙系統(tǒng)的集成，這樣的兩組變換器就能夠分為PFC主板和后級(jí)DC/DC變換部分。兩部分的變換器分別采用獨(dú)立的DSP進(jìn)行控制，其中的一組用做PFC部分芯片控制，與前一級(jí)別的功率電路具有直接的電氣連接功能，而另外一部分的DC/DC控制芯片也能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控單元的正常通信，從而順利實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的功能。當(dāng) DSP 與輸出部分共地，前后級(jí)控制電路均在控制板上，控制板的功能涵蓋了前后級(jí)各電壓電流信號(hào)的采樣處理、風(fēng)扇調(diào)速、PWM 波的產(chǎn)生、整機(jī)實(shí)時(shí)參數(shù)顯示和故障檢測(cè)及警報(bào)。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)通信事業(yè)的不斷發(fā)展，通信電源作為通信系統(tǒng)中最為重要的一部分，不僅肩負(fù)著維護(hù)通信系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行的功能之外，而且還必須保證能夠持續(xù)不斷的向通信設(shè)備提供穩(wěn)定、高效的電源。只有這樣才能夠保證通信系統(tǒng)和設(shè)備能夠正常的運(yùn)行。本文通過(guò)針對(duì)高壓直流通信電源高頻開關(guān)整流模塊的信息分析，進(jìn)一步保證我國(guó)通信系統(tǒng)供電電流的安全穩(wěn)定發(fā)展，從而促進(jìn)我國(guó)的通信事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 孫育河. HVDC 和 UPS 供電系統(tǒng)在通信行業(yè)中的應(yīng)用與分析[J]. 通信電源技術(shù)， 2011， 28（3）： 71-74.

[2] 許堅(jiān) . 單周控制功率因數(shù)校正技術(shù)研究 [D]. 南京 ：南京航空航天大學(xué)， 2008.

[3] 張東升. 高功率因數(shù) VIENNA 整流器控制策略的研究[D]. 哈爾濱： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)， 2009.