专用设备直流屏（电源）系统应用探析

摘 要：

近些年来，随着科学技能的不断进步和立异才能的不断提高，各专用设备对电源的要求越来越高。本文主要结合ADS-B地面站体系对设备电源的需求从配电单元、整流模块、监控模块及蓄电池组四个方面进行讨论，以满意相关需求进行配置。

关键词：直流电源；配电；整流；监控

前言

直流电源有正、负两个电极，正极的电位高，负极的电位低，当两个电极与电路连通后，可以使电路两端之间坚持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极到负极的电流。直流电源是一种能量转化装置，它把其他办法的能量转化为电能供给电路，以坚持电流的稳恒活动。

该电源体系支持沟通和直流两种供电办法，正常情况下以沟通供电为主，当沟通电源掉电后，可无间断地主动切换到备用直流电源（蓄电池）作业，当沟通电源康复后，可主动康复到沟通供电情况；

1)沟通/直流电源能一起并联供电，也能独自对设备供电；

2)电源电路有过流、过压维护电路；

3)沟通供电才能：220V±20% AC，45Hz～63Hz；

4)直流供电才能：18～36V DC，其中地面站主机直流模块供电电压为24V，数据链路通讯机直流模块供电电压为48V。

1.作业原理

市电经沟通配电分路进入直流屏整流模块，经各整流模块整流得到的 ＋24V、＋48V直流电及220V沟通输出，经过汇接进入直流配电，分多路供给给通讯设备运用。正常情况下，体系运转在并联浮充情况，即整流模块、负载、蓄电池并联作业；整流模块除了给通讯设备供电外，还为蓄电池供给浮充电流。当市电断电时，整流模块停止作业，由蓄电池给通讯设备供电，坚持通讯设备的正常作业；市电康复后，整流模块重新给通讯设备供电，并对蓄电池进行充电，弥补消耗的电量。

监控模块选用会集监控的办法对沟通配电、直流配电进行办理，一起经过CAN通讯的办法接纳整流模块的运转信息并进行相应的操控。监控模块还可经过RS232办法衔接本地核算机，并可经过modem或其他传输资源衔接监控中心，完成电源体系的会集监控组网。

2. 组成

电源体系主要由沟通配电单元、直流配电单元、整流模块、监控模块及蓄电池组组成。

2.1配电单元

沟通配电的主要功用：

1.沟通输入选用 3 极空开，具有短路和过流维护功用。

2.沟通输入具有过/欠压维护功用。

直流配电的主要功用：

1.输出负载分路具有短路和过流维护功用，分路容量可依据用户要求恰当调整。

2.电池输入选用熔断器，具有短路、过流维护和告警功用，毛病情况可检测。

3.电池电流可检测。

4.直流输出过、欠压告警功用。

5.一切直流输出都有毛病检测功用。

2.2整流模块

电力整流模块就是把沟通电整流成直流电的单机模块, 模块本身有较为完善的各种维护功用如：输入过压维护、输出过压维护、输出限流维护和输出短路维护等。

1．热插拔

整流模块选用热插拔技能。在一个带电的电源体系中，刺进整流模块或拔出整流模块不会产生火花，也不会损坏端子。

替换整流模块时间小于 1 分钟，冲击电流小于等于额定输入稳态峰值电流的 1.5 倍。当模块刺进体系时，不会引起体系输出电压的扰动。

2．输入限功率操控

整流模块选用先进的限功率操控办法，其输出功率依据输入电压和输出电压的改变而改变。当输入电压在 176Vac～290Vac 时（回差小于 3V），整流模块可输出最大功率（2175W）；当输入电压在 85Vac～176Vac 时，模块正常作业，可是将进入限功率形式。

3．温度限功率

45℃或以下环境温度时，整流模块可以满功率输出。

55℃环境温度，整流模块最大输出功率为 1088W。

60℃环境温度，模块答应输出功率为 544W。

65℃环境温度，模块输出功率为 0。

4．输入过/欠压维护

当输入电压小于 80Vac 或者大于 295Vac，黄色指示灯亮，整流模块将停止作业。维护事件产生时整流模块会上报监控模

块，由监控模块进行告警处理。

5．输出过压维护

整流模块有输出过压硬件维护和输出过压软件维护，硬件过压维护点为 29.5V～30.5V 之间，硬件过压维护后需求人工干预才可以开机。软件维护点可以经过监控模块设置，设置范围为 28～29.5V，要求比输出电压高 0.5V 以上，出厂默认值 为 29V。

软件过压维护形式可以经过监控模块挑选：

1）一次过压锁死形式

当整流模块产生软件过压，整流模块关机并坚持，需求人工干预方可康复。

2）二次过压锁死形式

整流模块软件维护后，关机 5 秒钟内重新开机，假如在设定时间内（默认为 5 分钟，可以经过监控模块设置）产生第二

次过压，整流模块则关机并坚持，需求人工干预方可开机。假如整流模块输出电流小于 5A 时，整流模块不关机。

人工干预办法：可以经过监控模块复位整流模块，也可以经过从电源体系上脱离整流模块来复位。

2.3监控模块

监控体系是整个直流体系的操控、办理中心，其主要使命是：对体系中各功用单元和蓄电池进行长时间主动监测，获取体系中的各种运转参数和情况，依据测量数据及运转情况及时进行处理，并以此为依据对体系进行操控，完成电源体系的全主动办理，保证其作业的连续性、牢靠性和安全性。

监控模块可依据体系的运转情况对被监控对象宣布相应的动作指令。监控模块支持主动和手动两种电池办理办法。

在手动办法下，操控动作主要包括：电池组的“均充/浮充/测验”，电池组的“上电/下电”；负载的“上电/下电”；整流模块的“模块调压”、“模块限流”、“开直流/关直流/开沟通/关沟通/复位”。

在主动办法下，能主动完成一切电池办理的功用，然后体系可以主动操控电池放电过程，并依据设定条件结束放电测验，转入电池主动办理，然后依据电池容量情况对电池进行均浮充办理。一起将测验的起始时间、电压，中止时间、电压以及电池放电容量值记载到电池测验记载中。测验记载需求后台维护软件从监控模块中取得。

当体系直流欠压告警时体系可以转为主动作业办法办理，防止手动误操控导致体系异常。

本方案与直流电源模块配套运用的蓄电池选型为DC12V/220AH铅酸蓄电池，数量为4个。

2.4蓄电池组

经过对ADS－B地面站体系设备功耗进行统计，可得体系总功率为680W（P1），剖析核算直流电源模块可供给体系的不间断作业时间：

1.预留直流电源模块本身安全供电富裕量及损耗为：P1×20%：

2.直流电源模块最大负荷P直流电源模块=P1＋（P1×20%）≈816W；

3.在无市电供电的情况下，直流电源模块电源及其外置电池组（该电池组共有4只DC12V/160AH电池，串联输出DC24V），可供给体系不间断作业时间。

T=单只电池容量×12V×电池数量/直流电源模块最大负荷=160×12×2/816≈4.7h。

经过以上核算，直流电源模块及配套蓄电池组可为体系供给持续作业电力达4.7h，实际情况视作业环境等因素影响略有改变，满意体系断电后4h内设备正常作业的需求。

3.该直流电源主要特点

1．整流模块选用有源功率因数补偿技能。

2．整流模块超低辐射。

3．模块功率密度高。

4．整流模块选用无损伤热插拔技能，即插即用。

5．整流模块有输出过压硬件维护和输出过压软件维护。软件过压维护办法有两种挑选：一次过压锁死形式、二次过压 锁死形式。

6．完善的电池办理。有电池低电压维护功用和负载下电功用，能完成温度补偿、主动调压、无级限流、电池容量核算、在线电池测验等功用。

7．完善的交、直流侧防雷设计。

8．完备的毛病维护、毛病告警功用。

结语

综上所述，由于直流电源的不断发展,直流电源体系广泛的应用于通讯部门、核算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的牢靠应急电源，为体系供给安全、牢靠的作业电源，用途十分广泛。