高壓直流通信電源中高頻開關(guān)整流模塊分析

陳宏亮

【摘要】 隨著我國通信事業(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，不僅肩負著維護通信系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定的運行的功能之外，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)備能夠正常的運行。在目前我國的主流直流通信電源機房主要采用的是UPS和48v低壓直流電源混合供電的方式，但是隨著計算機和通信行業(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題，而且越來越明顯，所以高壓直流供電系統(tǒng)就順勢成為了取代傳統(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說，高壓直流通信電源更具有安全運行、效率高、建設(shè)成本低等優(yōu)點，所以在未來的通信系統(tǒng)電源發(fā)展中是主要的發(fā)展方向、一般情況下來說，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

我國目前的主流電壓都是220V的交流電壓，并且通常會保證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。

本文針對通信高壓直流供電系統(tǒng)中的高頻開關(guān)整流模塊進行了全面的分析，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，所以說最為關(guān)鍵的一點指標(biāo)就是可靠的性能，為此必須將電源設(shè)置具有保護措施的結(jié)構(gòu)，通常情況下的保護措施包括過溫保護、過載保護以及短路保護等功能。所以在盡可能的保證變換器最大性能，也為了保證過載時能夠恢復(fù)正常可靠的運行，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，恒壓環(huán)的計算結(jié)果會與限幅后的開關(guān)作為占空比的控制信號來連接。通過恒壓環(huán)采用的基于平均電流雙環(huán)控制的外環(huán)電壓環(huán)比較來說，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 時則變換器處于恒功率控制的狀態(tài)。通過針對負載電流經(jīng)過恒功率控制下的基準(zhǔn)進行測量之后得到了關(guān)于輸出電壓的基準(zhǔn)值，然后根據(jù)恒壓環(huán)計算輸出的占比空間所產(chǎn)生的調(diào)制信號，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)路小信號與恒壓環(huán)的功率相符。

2.3恒流控制

當(dāng)輸出電流達到了24A以上，而且輸出電壓要大于195V的工作狀態(tài)，這個時候的變換器工作狀態(tài)時恒流狀態(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PI調(diào)節(jié)來換算出占空比調(diào)制信號的結(jié)果，如果結(jié)果大于24A，而且輸出電壓也高于195V時，這種情況下恒流環(huán)路的占空比處于最小值，而且作為實際的開關(guān)占空比的控制信號。

三、系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)

高壓直流通信電源中的開關(guān)整流模塊通常包括四個部分，分別為主板、驅(qū)動板、控制板以及燈板。通過將驅(qū)動板插接在主板智商，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DC/DC變換部分。兩部分的變換器分別采用獨立的DSP進行控制，其中的一組用做PFC部分芯片控制，與前一級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，從而順利實現(xiàn)監(jiān)控的功能。當(dāng) DSP 與輸出部分共地，前后級控制電路均在控制板上，控制板的功能涵蓋了前后級各電壓電流信號的采樣處理、風(fēng)扇調(diào)速、PWM 波的產(chǎn)生、整機實時參數(shù)顯示和故障檢測及警報。

四、結(jié)束語

隨著我國通信事業(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，不僅肩負著維護通信系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定的運行的功能之外，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)備能夠正常的運行。本文通過針對高壓直流通信電源高頻開關(guān)整流模塊的信息分析，進一步保證我國通信系統(tǒng)供電電流的安全穩(wěn)定發(fā)展，從而促進我國的通信事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

參 考 文 獻

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