【文章內(nèi)容簡介】 常說的監(jiān)控模塊。監(jiān)控模塊通過RS485總線對各個被監(jiān)控部分（包括整流模塊、交、直流配電部分、蓄電池，有些還包括一些環(huán)境量）進行控制，控制液晶的顯示，接受鍵盤的操作，并與后臺監(jiān)控系統(tǒng)或遠端監(jiān)控中心進行通訊，實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能。有些開關整流器內(nèi)部具有獨立的監(jiān)控單元，完成對整流器的參數(shù)檢測與控制、液晶顯示和與監(jiān)控模塊的信息傳遞等。監(jiān)控組網(wǎng)方式 當局（站）監(jiān)控管理中心設在本地通信局（站）時，兩者間可用一般的串行數(shù)據(jù)鏈路，物理接口為RS485，RS422或RS232C。這三個串行通信總線常用于近端傳輸通道。RS232C是60年代末美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）公布的總線標準。由于采用單端傳送電路，容易受到干擾，其傳輸距離僅15—20m。RS422是EIA于1977年公布的總線標準，是RS232C的改進型。而RS485采用平衡差分接收電路，而近端與遠端不共地，兩條信號線有互相絞合，所以提高了抗噪聲能力，使傳輸距離達到1200m。 局（站）監(jiān)控管理中心與上級監(jiān)控管理中心的連接則采用公共交換電話網(wǎng)或數(shù)據(jù)數(shù)字網(wǎng)或以太網(wǎng)。對監(jiān)控系統(tǒng)的一般要求組成監(jiān)控系統(tǒng)的各個監(jiān)控級應能實時監(jiān)視其監(jiān)控對象的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障及時告警。從故障事件發(fā)生到反映到有人值守監(jiān)控級的時間間隔不大于30s，各監(jiān)控級有多事件、多點同時告警功能。告警準確度要求為100%。監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件應采用模塊化結(jié)構(gòu)，使之具有最大的靈活性和擴展性，以適應不同規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡和不同數(shù)量監(jiān)控對象的需要。監(jiān)控系統(tǒng)的采用不應影響被控設備的正常工作；不應改變具有內(nèi)部控制功能的設備的原有功能。監(jiān)控系統(tǒng)對被監(jiān)控設備進行控制或者參數(shù)設定時，其控制值應始終保持在安全極限內(nèi)。監(jiān)控系統(tǒng)應具有良好的電磁兼容性。被控設備處于任何工作狀態(tài)下，監(jiān)控系統(tǒng)都應能正常工作；監(jiān)控設備本身不應產(chǎn)生影響被控設備正常工作的電磁干擾。監(jiān)控系統(tǒng)應能監(jiān)控具有不同接地要求的多種設備，任何監(jiān)控點的接入均不應破壞任何設備的接地系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)應有自診斷功能，診斷出故障及時告警。監(jiān)控設備故障時不應影響被控設備的正常工作和手動控制功能。監(jiān)控系統(tǒng)硬件應采用交流或者直流不間斷電源供電，以防止市電停電而中斷工作。監(jiān)控系統(tǒng)應具有良好的人機對話界面和漢字支持能力，安裝容易，使用方便。故障告警應有明顯清晰的可視聞信號。監(jiān)控系統(tǒng)的測量精度要求為：電量一般應優(yōu)于2%，非電量應優(yōu)于5%。監(jiān)控系統(tǒng)的硬件可靠性指標：MTBF應大于十萬小時。 復習題： 通信電源由哪幾部分組成？各部分功能是什么？ 通信電源結(jié)構(gòu)原理圖怎樣畫？ 影響蓄電池使用壽命的因素有哪些？ 有哪幾種常用的串口方式？ 為何要使用兩路交流輸入？怎樣避免兩路交流輸入之間短路？第三章 中興通信電源產(chǎn)品特色第一講 中興整流器技術導讀：本部分是此教材的重點章節(jié)，要求掌握我司整流器的技術特點以及整流器的工作原理。高頻開關整流器是整個組合電源的核心部分，其技術的先進性、工作的可靠性將直接影響到組合電源系統(tǒng)的性能。一、工作基本原理 高頻開關整流器是工頻整流電路與高頻開關直流變換電路的組合應用。以ZXD2400 50A整流模塊為例，其工作原理圖如下：圖3—1 ZXD2400 50A整流模塊工作原理框圖系統(tǒng)組成如圖3—1所示，單相交流輸入先經(jīng)EMI濾波和浪涌抑制電路進入功率因數(shù)校正電路，得到420V直流，供給后級的DC/DC變換器降為48VDC，再經(jīng)輸出濾波電路輸出。前級的功率因數(shù)校正Boost電路采用LCD無損吸收電路實現(xiàn)軟開關，后級的DC/DC變換級采用全橋相移諧振ZVSZCS控制策略實現(xiàn)開關過程的軟化。整個功率部分都工作在軟開關狀態(tài)。Boost級電路采用PFC平均電流控制芯片UC3854，并設有交流輸入欠、過壓，輸出過壓，Boost電感啟動防飽和等保護電路。DC/DC變換級電路采用UC3879相移諧振芯片完成，設有電壓電流雙閉環(huán)控制，內(nèi)環(huán)為電流環(huán)，外環(huán)為電壓環(huán)。這種雙環(huán)控制可以提高系統(tǒng)對輸入電壓和負載變化的響應速度，且有自動限流作用，容易實現(xiàn)多個單體的均流并聯(lián)，可靠性高。電流環(huán)采用平均電流控制方式，可以準確地跟蹤預制的電流，且抗噪性好，不需要斜坡補償。同時設有原邊電流、輸出電流過流保護電路，輸出電壓過壓及短路，過溫等保護電路。內(nèi)置單片機電路對電源參數(shù)進行實時數(shù)據(jù)采集，并控制電源的正常運行；接受鍵盤指令，采用液晶顯示電源單體實時數(shù)據(jù)和控制菜單；通過RS485向監(jiān)控傳送電源單體數(shù)據(jù)、告警信息及接收本機鍵盤或組合電源系統(tǒng)監(jiān)控模塊的設置命令。 溫度檢測電路檢測主散熱器的溫度，送給單片機系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)根據(jù)主散熱器溫度通過風扇控制電路控制風扇的工作狀態(tài)。輔助電源提供整流器內(nèi)部控制電路所需的各種電源。二、中興整流器技術特點移相式全橋零壓零流功率轉(zhuǎn)換技術（PS—ZVZCS—PWM）早期的軟開關技術多采用移相式全橋ZVS—PWM變換器，并且使用功率MOS管。為了適應提高電路輸出功率的要求，現(xiàn)在已使用IGBT作為全橋ZVS—PWM變換器的開關管，與使用功率MOS管相比，可以降低導通損耗。但是IGBT在關斷后有較大的尾電流，關斷損耗大。為了降低關斷時尾電流的影響，以提高大功率輸出的移相式全橋ZVS—PWM變換器的效率，并考慮這種電路的滯后橋臂不易滿足ZVS條件的特點，近年來人們研究一種移相式全橋混合ZVZCS—PWM變換器，其特點是：滯后橋臂的開關管TrTr4實現(xiàn)零電流關斷，并不再并聯(lián)電容，以避免開通時電容釋放的能量加大開通損耗；領先橋臂仍和以前一樣，利用開關管TrTr3上并聯(lián)電容的方法實現(xiàn)ZVS。從而提高了整個電路的效率。移相式全橋ZVZCS—PWM變換器中滯后橋臂實現(xiàn)ZCS的方法，主要是在主電路中與變壓器原邊繞組串聯(lián)一個阻斷電容（Blocking capacitor）。它的作用一方面是：避免因器件特性不對稱等原因產(chǎn)生直流偏磁和變壓器飽和現(xiàn)象；同時，當Tr1關斷、D3導通時（這時D3仍處于導通狀態(tài)），原邊漏電感電流通過DTr4續(xù)流。阻斷電容上的電壓迫使電感電流即變壓器原邊電流下降到零，創(chuàng)造了滯后橋臂開關管TrTr4零電流關斷的條件。下一個問題是當電流到達零值時如何將它鉗在零值？目前研究成果表明，有兩種可行方案： 在變壓器原邊串聯(lián)一個飽和電感Ls電流大時，電感Ls飽和，電流小、接近零時，電感Ls推出飽和，阻止電流向反方向增大。從而在一小段時間內(nèi)將電流鉗在零值，故可實現(xiàn)開關管TrTr4零電流關斷。 串聯(lián)開關二級管理想的飽和電感可看作一個開關二極管。當電流到零時，進一步向反方向變化受到開關二極管的阻斷，也即可將電流鉗在零值，從而實現(xiàn)開關管TrTr4零電流關斷。（串聯(lián)飽和電感）的試驗結(jié)果：輸出功率2kW，開關頻率100kHz,效率為94％。實現(xiàn)混合ZVZCS—PWM全橋變換器。1997年，國內(nèi)有報導用第二種方法實現(xiàn)混合ZVZCS—PWM全橋變換器，獲得成功，48V,20kHz。輸入直流電壓500V。DCDC功率變換技術的每一次突破，都代表了電力電子技術中某些最新發(fā)展動態(tài)和發(fā)展趨勢，中興通訊十分關注電力電子技術的每一步發(fā)展，把握先進技術發(fā)展趨勢，并以積極的態(tài)度和努力的實踐將其運用到智能高頻開關電源上。采用軟開關技術，較大地降低開關損耗、減小功率器件電和熱應力、改善器件工作環(huán)境、降低電磁干擾、提高功率密度等等，所有這些作用到產(chǎn)品上，最終目的就是為了提高電源可靠性，伴隨而來的還有高效率、快速動態(tài)響應等優(yōu)良特性。中興100A和50A整流器均采用了移相式全橋零壓零流功率轉(zhuǎn)換技術（PS—ZVZCS—PWM），在移動基站電源和交換局站電源的使用效果極好，大大提高了設備的可靠性，并為用戶節(jié)省了可觀的運營費用。超前臂采用ZVS，滯后臂采用ZCS，這就突破了滯后臂零壓開關受負載范圍約束，不易實現(xiàn)的限制，當負載電流變化范圍為20%—100%，模塊效率仍在90%以上，滿載時效率更可高達92%，保證全負載范圍內(nèi)都有較高的變換效率和高的功率因數(shù)指標，使電源小型化、輕量化成為可能，電磁干擾也隨之大幅度降低。全負載范圍內(nèi)的軟開關和高效率還可以有效的節(jié)省用戶的運營成本。APFC有源功率因數(shù)校正技術 從電網(wǎng)側(cè)看來，普通開關整流器相當于一個容性負載，它使得電網(wǎng)供電發(fā)生嚴重畸變，不再是單一基波頻率的正弦波，造成諧波污染。為了減小ACDC變流電路輸入端諧波電流造成的噪聲和對電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波“污染”，以保證電網(wǎng)供電質(zhì)量，提高電網(wǎng)的可靠性，同時也為了提高輸入端功率因數(shù)，現(xiàn)多采用有源功率因數(shù)校正器，它在整流電路和負載之間接入了一個DCDC閉環(huán)開關變換器，其主要優(yōu)點是可得到較高的功率因數(shù)，—，甚至接近1；THD小；可在較寬的輸入電壓范圍和寬頻帶下工作；體積、重量??；輸出電壓也可保持恒定。由于我國電網(wǎng)運行質(zhì)量較差，尤其是農(nóng)村電網(wǎng)，電壓波動范圍較大，有的地方電網(wǎng)波動達到40%，功率因數(shù)普遍較低，電能利用律不高。電源采用APFC技術，大大增加了對電網(wǎng)的適應能力，即使在電網(wǎng)質(zhì)量較差、電壓波動較大的地區(qū)也能較穩(wěn)定的運行，使電源系統(tǒng)的可靠性增加，這也是“高技術保證高可靠性的”一種體現(xiàn)。中興50A、30A、15A模塊采用了APFC技術，經(jīng)鄭州郵電檢測中心檢測。在全國近30個省、幅員遼闊的城市和農(nóng)村電信網(wǎng)上運行，寬廣的電壓輸入范圍、較強的電網(wǎng)適應能力、優(yōu)良的輸出特性、穩(wěn)定的運行質(zhì)量，使中興電源具有較強的生命力。中興50A、30A、15A模塊將“軟開關”概念引入APFC，在原APFC技術基礎上提高了整機效率和器件工作可靠性，其技術水平在國內(nèi)屬領先地位。均流技術中興通訊自行開發(fā)研制的各種系列的通信電源整流模塊內(nèi)部都采用了先進的自主均流技術，僅硬件均流，精度可5%，其中50A整流模塊采用了先進的基于平均電流法的雙向均流方法，已經(jīng)申請了專利。另外由于自主均流受到均流電路硬件精度的影響，因此中興在硬件自主均流的基礎上，又采用了軟件微調(diào)均流技術，較好的解決了均流效果受電路硬件精度影響的問題，將5%的均流精度進一步提高，目前中興全系列組合電源均流精度均3%。如ZXDU3000組合電源，31個100A模塊均流精度可達2%。均流技術的運用，將組合電源的整體可靠性又推進了一步。其他特點此外，我司整流器在多方面都具備先進的功能和突出的技術特色，如：極寬的交流輸入電壓范圍，可以在電網(wǎng)供電質(zhì)量惡劣的地區(qū)正常工作；采用新型大容量器件IGBT，簡化電路結(jié)構(gòu)，提高了可靠性；限流點可以無級平滑調(diào)節(jié)，保證輸出蓄電池充電電流的精度，實現(xiàn)對蓄電池的完善的管理功能；模塊內(nèi)有微處理器系統(tǒng)，可實現(xiàn)本機監(jiān)控，顯示電壓電流、設置限流點；采用多極風扇控制技術，有效地延長了風扇使用壽命，提高了整機可靠性；模塊采用先進的熱插拔技術（HOTPLUG）設計，極大地方便了開通維護；復習題： 以ZXD2400 50A整流器為例，談談中興整流器中運用了哪些先進技術，實現(xiàn)了哪些功能？ 以ZXD2400 50A整流器為例，談談整流器的工作原理。 哪些整流器運用了ZVZCS功率轉(zhuǎn)換技術？ 哪些整流器運用了APFC技術？ 在整流器均流方面我們運用了什么專利技術？系統(tǒng)均流度是多少？第二講 中興組合電源系統(tǒng)特點導讀：本部分是此教材的重點章節(jié)之一，要求掌握我司電源系統(tǒng)的幾個主要技術特點，熟悉其技術指標、工作原理?？煽康娜壏览拙W(wǎng)絡目前國內(nèi)外被廣泛接受的防雷思路是由3道防線構(gòu)成一個完整的防護體系，這3道防線是：第一道是將絕大部分雷電流直接引入地中泄散，第二道防線是阻塞侵入波沿引入線進到設備上的雷電過電壓，第三道是限制被保護物上的雷電過電壓幅值。這種防雷方式不僅對防雷擊較為有效，對防電網(wǎng)上的電壓浪涌也有效。中興通信電源采用的的是“三級防雷網(wǎng)絡”，在器件選取、參數(shù)匹配和防雷電路形式上都經(jīng)過精心設計、反復實驗，在多次模擬雷擊實驗中找到一套最優(yōu)方案，實踐證明，這套防雷網(wǎng)絡是行之有效的。圖32為中興通信電源“三級防雷網(wǎng)絡”示意圖。圖3—2 中興通信電源三級防雷網(wǎng)絡示意圖在“三級防雷網(wǎng)絡”中，第一級采用的是德國PHENIX的火花隙，泄放能力可到100KA，反應時間100ns，主要防直擊雷，這一級為外置壁掛式的防雷盒；第二級采用的德國OBO防雷器，泄放能力為40KA，反應時間25ns，主要防感應雷，安裝在組合電源機架上；第三級安裝在每個整流模塊內(nèi)部輸入板上，采用進口防雷模塊與氣隙放電管組合使用，配合優(yōu)化的防雷電路，泄放能力為10KA，反應時間10ns，可以把殘余能量控制在安全范圍內(nèi)。這三級防雷網(wǎng)絡對于防雷擊和電網(wǎng)浪涌同樣有效。在我國的多雷地區(qū)如浙江、福建、江西、川東等地的使用效果證明，防雷效果十分明顯。自下而上全分布式的三級監(jiān)控網(wǎng)絡中興通信電源系統(tǒng)采用自下而上全分布式的三級監(jiān)控網(wǎng)絡，第一級是整流器內(nèi)部的內(nèi)置單片機，負責整流器實時數(shù)據(jù)采集和運行狀態(tài)的監(jiān)控，同時通過RS485總線與前臺集中監(jiān)控模塊CSU進行通訊，把數(shù)據(jù)傳送給CSU，并接受CSU的程序和命令。第二級是前臺集中監(jiān)控模塊CSU，監(jiān)控模塊和整流器都具有液晶顯示器和鍵盤（或按鍵），通過液晶顯示實時數(shù)據(jù)和菜單，通過鍵盤/按鍵進行編程，CSU通過RS232串口線與后臺監(jiān)控進行數(shù)據(jù)傳送。第三級是后臺監(jiān)控部分。全分布式的三級監(jiān)控符合分散監(jiān)控的發(fā)展方向，提高系統(tǒng)運行可靠性。前臺監(jiān)控技術中興的電源監(jiān)控分為三個層次：整流器機內(nèi)監(jiān)控、前臺集中監(jiān)控、后臺遠程監(jiān)控。機內(nèi)監(jiān)控和前臺監(jiān)控一般采用單片機系統(tǒng)，后臺監(jiān)控采用PC機。由于單片機系統(tǒng)本身可利用資源有限，使得監(jiān)控系統(tǒng)功能擴展受到限制，如受到單片機系統(tǒng)內(nèi)存的限制，一些應用程序無法寫進去。中興公司新開發(fā)研制了型號為ZXLCSU的通用監(jiān)控系統(tǒng)，在國內(nèi)同行中首次采用了Intel386EX作為其CPU，擺脫了單片機對資源的限制，使監(jiān)控功能更為強大、完美。ZXLCSU電源通用監(jiān)控系統(tǒng)主要具有以下特性：l 選用高度集成化的32位嵌入式微處理器Intel386EX作為其CPU，速度可達33MHz，保證了高度的實時性。它充足的資源空間為系統(tǒng)的優(yōu)化，監(jiān)控系統(tǒng)功能的完善提供了保障。l 采