浮充电源探讨
发布时间:2006-10-14 7:52:26   收集提供:gaoqian
康敏 石家庄电务段
  在当前通信电源领域中,电源的概念比较模糊,具体表现在以下三个方面:(1)一些习惯上称作电源的设备,实际上是一些无源网络(如稳压电源及各式开关电源等);(2)对当前通信电源的研究存在一种倾向,即重电子研究、轻能源研究。比如一些所谓的不间断的电源产品,在技术时就有自动关机保护电路,轻视通信供电的连续性;(3)某些权威部门对通信电源的构成说法不一。一种说法称由交流电和直流电构成,另一种说法又称由配电屏、整鎏器、蓄电池和发电机等设备构成。

  一般说来,电源是指能够把自然界的其它能量转变为通信设备提供不间断供电的器件及其组合。为了深化电源研究,进一步明确什么是通信电源,本文提出了浮充电源概念。

  1 浮充电源

  通信供电大致存在两种供电形式,一是电池供源(包括蓄电池或其它电池),二是浮充供电。浮充电源是浮充供电方式的电源部分。通信电源作为信息能源是通信设备的心脏,本质是能源,主要特征是连续性。也就是说,只要有了电,总可以通过一些变换手段(如变压、整流、直流变换和频率变换等)使其变为有用的电能。只要这种电能不间断,通信工作就有了基本能源保证,电源就完成了自己的使命。因此,早期的(或简单的)通信电源均采用蓄电池供电,用蓄电池的交替使用保证连续性。这种方法简便易行,沿续了多年,但缺点是蓄电池经常要脱离负载充电,在大容量连续供电的情况下,效率较低。

  随着科技进步和通信业务量增加,尤其是交流市电的发展和整流设备的变化,通信电源的供电方式也发生了变化,即逐渐采用整流器和蓄电池并联供电的方法,代替原来单用蓄电池轮流供电的方法。这种方法习惯上称之为浮充供电。浮充供电方法的成熟起起始于硅整流器的推广应用或更早。为了区别上述两种方式,设t电池代表蓄电池供电时间,t浮充代表浮充供电时间,可以这样界定,当t电池>t浮充时,为蓄电池供电;当t浮充>t电池时,为浮充供电。

  在通信电源的发展中,大容量的连续性供电迄今为止经历了蓄电池供电和浮充供电两个阶段。当前所谓的现代通信电源,虽然渗透了电子技术、变频技术和微机监测技术,并密封蓄电池,对整流设备、变换设备和稳压设备进行合并或集成,但浮充供电的基本特征并没有改变,交流市电进行变换之后,仍依托蓄电池作为备用电源进行浮充供电。

  当然,上述通信电源仅指固定交换设备集中供电,是一种狭义的理解。广义的通信电源还包括许多移动通信设备的分散供电。这些移动通信设备的供电始终离不开蓄电池和干电池交替供电。纵观通信电源的发展历史,电池供电和浮充供电是通信设备集中供电的两个阶段。在现代通信电源中,蓄电池(包括其它电池)供电方式仍然存在,而且随着移动通信设备日趋小型化,仍有着强大的生命力。

  浮充供电方式是将整流器和蓄电池合在一起供电。平时由交流电通过整流器和蓄电池供电,在交流停电时由蓄电池供电。这是一个联合供电整体,既有能量的储备又有能量的输出,具有这种特征和电源类别的电源称为浮充电源。

  2浮充电源的特点

  浮充电源是一种复合电源,由蓄电池和整流器并联共同工作,配合使用,其特点如下:(1)传统电源的油机和电池没有输入电路,而浮充电源则必须依靠交流市电的输入,它是一种特殊电源;(2)浮充电源内部必须依靠蓄电池作为备用电源;(3)浮充电源平时不消耗自身能量,依靠交流市电运行,当浮充状态中止时,其自身储备的能量才开始输出,它是一个理想的不间断电源。

  3浮充电源的表示

  浮充电源可用整流器的规格、台数及蓄电池的容量、组数来表示。

  浮充电源的实际电路因各电源室的情况不同而不同,其中涉及供电电压的种类、蓄电池的组数、容量、整流器的型号和台数,以及直流屏上反压由以的设备级数。目前所用直流配电屏的电路图可较好地反映浮充电源的基本电路。在整个浮充供电中,直流屏起着完全的调节控制作用,因此,确切地讲,直流屏是一个浮充控制屏。

  4浮充电源的意义

  (1)提出浮充电源后,进一步完善了通信供电的基础理论。比如,浮充供电和浮充充电可以这样简单解释:浮充供电中包涵浮充充电,是电源针对负载而言;浮充电指浮充电源内部给蓄电池充电的问题。

  (2)提出浮充电源后,可以把当前通信电源的集中供电归纳为一个统一的流程图。

  (3)通信电源的构成主要有如下几部分:(a)基础电源;包括市电、蓄电池、油机发电机和太阳能等;(b)浮充电源:包括专用整流器、蓄电池组和直流屏等;(c)变换器:包括变压器、整流器、逆变器、直流变换器和变频器等;(d)稳压器:包括直流稳压电源、交流稳压电源和现代电源等输出设备(e)自动控制和安全供电部分。

  (4)由以浮充电源为核心组成的通信电源的流程图可知,任何一个用户提供n种不同供电电压的电源室,都可以仅用一个浮充电源供电,其它n-1种不同的电压,都可以通过n-1路变换来取得。因此,任何电源室都没有必要重复设置多个浮充电源。

  (5)根据上述结论,可以解决当前电源室盲目重复设置浮充电源的情况,对电源室进行规范化改造,简化电源室的传统设置,大幅度减少蓄电池种类,并使蓄电池进一步集中使用,有利于电源的日常管理,同时还使环境污染得到进一步改善。

  (6)浮充电源的提出,对于通信供电及其它任何需要不间断供电的行业都具有普遍意义,对于不间断供电问题提供了一种独立的研究方法。

摘自《电信快报》2001.1期
 
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