淺談廣播電視微波站開關電源對蓄電池的管理

付 強

(山西廣播電視無線管理中心，山西 太原 030001)

在微波傳輸系統(tǒng)中，蓄電池和開關電源的正常穩(wěn)定運行是不間斷工作的重要保證。除蓄電池自身的問題外，能否運行在最佳狀態(tài)，達到最長壽命，與開關電源精確的控制和管理有著密不可分的關系。因此，需正確處理蓄電池與開關電源的關系，從而提高微波系統(tǒng)的可靠性。微波傳輸系統(tǒng)的直流供電部分主要由開關電源和蓄電池組構成。對蓄電池的合理有效的管理，能夠有效延長蓄電池使用壽命，最大程度保證電源系統(tǒng)穩(wěn)定工作，也有利于節(jié)約成本。

1 閥控式密封鉛酸蓄電池維護特點

閥控式密封鉛酸電池性能穩(wěn)定、可靠、易維護，對溫度極其敏感，不允許過度充電和深度放電，對管理和充電設備要求較高，使用和維護不當會影響蓄電池的使用壽命。

1) 蓄電池不適合較長時間存儲，長時間擱置會導致電池壽命縮短。

2) 設置恰當?shù)母〕潆妷骸Ｈ绻A設浮充電壓過低，將引起電池容量不足，并且由于長期充電不足會使電池硫酸鹽化。在市電斷電時，會造成電池放電電壓下降過快，導致通信中斷。浮充電壓過高會縮短電池壽命。在30 ℃ 溫度條件下，單體電池電壓增加0.1 V電池壽命將可能會減少一半。

3) 提供合適的環(huán)境溫度。閥控式密封鉛酸蓄電池在25 ℃浮充電狀態(tài)下使用，壽命可達10～25年。在25～50 ℃范圍內(nèi)，環(huán)境溫度每增加10 ℃，電池壽命可能將減少一半。

4) 不同廠家、規(guī)格、批次的蓄電池不可混用。

5) 在浮充狀態(tài)下，單體電池電壓2.1 V以下時，說明電池已經(jīng)達到壽命終點。電壓在2.1～2.18 V之間，或有變形、漏液現(xiàn)象，則應當及時維修或者更換。

2 智能開關電源對蓄電池的管理

智能開關電源在提供可靠安全的電流輸出的同時，另一個重要功能是蓄電池管理，為蓄電池提供浮充、均充、充電限流、電池保護、溫度補償?shù)裙δ?，使蓄電池達到最佳使用效果。

2.1 充電限流功能

充電電流應嚴格限定在一定范圍內(nèi)，一般為0.05C10～0.3C10(C10為10小時率的放電容量)[1]。電流過大會產(chǎn)生大量氣體使電池膨脹變形，使電池損壞；充電電流過小，會導致蓄電池長期不飽和，影響電池正常壽命。

2.2 自動浮充和自動均充管理功能

浮充是為了維持蓄電池容量飽和。目前使用的數(shù)字微波設備蓄電池組處于浮充狀態(tài)時電壓為53.6 V，與開關電源供電電壓一致，在此條件下，電池能夠保持最佳運行狀態(tài)。浮充電壓不能設置過低，否則會造成蓄電池欠充，在市電停電時，放電電壓下降過快導致停傳[1]；浮充電壓也不能設置過高，因為長時間過度充電會引起電池內(nèi)部壓力增大，影響蓄電池使用壽命[1]。

蓄電池組在正常使用過程中，會產(chǎn)生單體電池電壓、內(nèi)阻等改變的不均衡狀態(tài)，電池組不均衡會導致輸出電壓、容量下降,此時,需要對蓄電池組充電電壓提高到55～57 V,稱為均衡充電[2]。在下列使用情況下會導致蓄電池組的不均衡：

1) 當蓄電池組中兩個以上單體電池電壓低于2.18 V[2]；

2) 蓄電池停用三個月以上；

3) 蓄電池組浮充運行三個月以上[2]；

4) 放電深度達20%以上[3]。

均衡充電時間一般設置為10小時。

2.3 電池保護和二次下電功能

蓄電池壽命與放電深度有極為密切的關系，超過額定值的深放電會造成電池極板表面產(chǎn)生大顆粒結(jié)晶，降低極板活性物質(zhì)的孔率，從而大大降低電池的壽命，甚至報廢。當蓄電池電壓下降到最低工作電壓時，開關電源通過繼電器切斷電池回路。交流供電恢復后重新進行充電[2]。

開關電源還提供了二次下電功能。開關電源根據(jù)設備的功率大小不同，設定一個二次下電的電壓值。當電壓達到此電壓值時，開關電源斷開次要負載的輸出。當電壓繼續(xù)下降到保護電壓，開關電源斷開所有負載。

在廣播電視微波站微波系統(tǒng)電源管理中，相較于對電池的保護，保證微波系統(tǒng)的不間斷安全運行更為重要，在開關電源安裝時，會關閉欠壓保護功能，并且將二次下電開關短接，保證蓄電池放電時間達到最長，最大限度地保證微波傳輸。

3 故障案例分析與處理

蓄電池的使用壽命和開關電源的參數(shù)設置關系密切，開關電源的可靠性同樣影響到微波設備的供電安全，下面分析一例開關電源由于生產(chǎn)工藝和電路設計問題引起的故障現(xiàn)象。

3.1 故障現(xiàn)象

某品牌高頻開關電源在使用過程中，控制模塊告警燈亮起，模塊顯示屏顯示：供電電壓53.65 V、電池電壓為0 A、告警信息顯示電池熔絲告警。

3.2 故障診斷

微波機架和復接設備等設備用電總電流為16 A左右，而開關電源所使用的電熔絲熔斷電流為315 A，因電流過載導致熔絲熔斷的可能性很小。直接測量控制電路板-48 V供電插座電壓正常，而在測量負載繼電器吸合供電插座時卻無電壓。由以上現(xiàn)象確定，故障原因是負載繼電器因無吸合電壓釋放，斷開了蓄電池組與負載的連接。

在該故障出現(xiàn)的情況下，如果遇到市電停電，微波機架會發(fā)生掉電導致停傳，造成重大播出事故。

3.3 解決措施

經(jīng)檢修發(fā)現(xiàn)，此故障為開關電源控制電路板雙穩(wěn)態(tài)繼電器等元件虛焊接觸不良，用手按動時，負載繼電器吸合。將控制電路板重新焊接后，開關電源恢復正常。

4 結(jié)束語

對蓄電池的維護管理好壞，決定了微波傳輸系統(tǒng)的安全與否，在開關電源具備完善的自動化管理功能的同時，維護人員需要深入掌握電源知識，積累經(jīng)驗，在維護檢查中作出正確判斷和處理，才能及時排除故障，保障微波系統(tǒng)的運行安全。