图4 DUM23-48/25(250)Ⅵ、DUM23-48/30(300)Ⅵ型组合电
图5 DUM23-48/25(250)ⅥB、、DUM23-48/30(300)ⅥB型组合电源
图6 DUM23-48/25(250)ⅥB2、DUM23-48/30(300)ⅥB2型组合电
4 DMA14-48/25Ⅲ、DMA14-48/30Ⅲ型整流模块
4.1简介
DMA14-48/25Ⅲ、DMA14-48/30Ⅲ型整流模块是一种采用了高频开关电源技术的整流设备。具有交流输入电压范围宽、效率高、功率因数高、体积小、稳定可靠、维护方便等多种优点;可由计算机通过DK04E型监控模块控制整流模块的工作。它适用于对程控交换,移动通信交换局和基站,光纤和微波通信及农村通信等,尤其适用于无人值守,集中监控,集中维护与管理的通信系统。它可构成的电源系统容量从25A到250A或30A到300A,目前所构成的典型系统为DUM23Ⅵ型的组合电源系统。
DMA14-48/25Ⅲ、DMA14-48/30Ⅲ型整流模块可与监控单元进行数据通信,也可根据需要,通过调制解调器(MODEM)来实现对整流模块的远端监控。
安装条件也十分灵活,只由一个维护人员进行操作即可实现整流模块的更换。
4.2 基本工作原理
按模块功能模块可分为功率电路和控制电路两大部分。功率电路是实现从交流输入到直流输出的变换。而控制电路则是提供功率变换所需的一切控制信号,包括高频反馈回路、直流信号处理、控制环、模拟量、开关量的处理电路等。
按电气布局模块分为五个部分:功率主板、辅助电源板、初级电路控制板、次级电路控制板、状态显示板。
下面就以电气布局为线索,将模块的工作原理介绍如下。 (1)功率主板
功率主板上主要包括以下几大部分:交流输入滤波电路,启动冲击电流抑制电路,功率因数校正电路,正激式功率变换电路,辅助电源,直流输出电路。
交流输入滤波电路里面包含有防雷器件、差模、共模滤波器。板上装有压敏电阻等瞬态抑制器件,遇有雷击或其它高压浪涌时可保护整流模块免受冲击。主板上有差模滤波和共模滤波,可有效抑制模块内部产生的高频噪声,同时也使来自电网的干扰不影响模块的正常工作。这样,模块的传导干扰可达到CISPR22B级的要求。
启动冲击电流抑制是由限流电阻来实现的。在交流输入电压正常的情况下,合上输入开关时,由于正激式变换电路大电解电容的存在,会有一个很大的充电电流。在充电回路里串联一个大功率的电阻,就可限制充电电流的大小,待电解电容上的电压上升到一定程度之后,充电电流已经很小,再将限流电阻旁路掉,
避免它无谓地损耗功率。
采用功率因数校正的必要性:没有功率因数校正的变换器,其输入电流波形存在畸变。这是因为变换器功率的获得是发生在正弦交流电压的峰值处,也就是说电流是非正弦的,故含有大量的谐波分量,从而引起电网电压的畸变,对用电设备产生干扰,同时还会造成电力资源的浪费。因此,采用功率因数校正技术,提高功率因数可节约资源,保证电网电压质量。
功率因数校正电路主要由储能电感、开关管、整流二极管及无损耗缓冲电路组成。交流输入首先经过整流桥全波整流,然后由储能电感随着开关管的导通和关断进行能量的贮存和释放,再经二极管整流后,输出435V直流电压(HVDC),在此过程中,通过控制芯片控制开关管导通和关断的时间,来使电感上的电流波形接近正弦,达到提高功率因数的目的。经过校正后的电流波形,不仅形状接近正弦,只有很小的谐波分量,而且,在相位上也与电压波形基本一致,因而使功率因数接近于1的水平。
DC/DC变换部分采用的是双端正激式变换电路。因为正激式变换电路的控制电路比较简单,从而使可靠性较高。在该电路中,采用了零电压开关技术,可以使DC/DC功率变换电路工作在较高开关频率下只有很小的损耗。
直流输出电路:变压器的次级经过整流二极管整流,电感和电容滤波,经过延时后,再经过共模滤波以及电容滤波后输出。在该电路中,有一输出延时电路用以使模块实现热插拔。这一电路能使模块电压与汇流排电压接近时,将模块输出接入汇流排,减小对系统影响。
(2)辅助电源板
它内部包含有一个辅助电源变压器,可分别给初级控制电路和次级控制电路提供+15V的工作电源。
(3)初级电路控制板
它主要包括以下几个部分:功率因数校正控制电路,DC/DC变换控制电路,驱动电路等。
功率因数校正控制电路:通过控制芯片UC2854产生功率因数校正电路所需的驱动信号。
DC/DC变换控制电路:这一部分电路通过电流型控制芯片产生DC/DC正激变换电路所需的脉宽控制信号。
交流电压检测电路:当交流输入电压低于90V或高于290V时,均可自动关机,且交流电压恢复到正常时,可重新开机。
(4)次级电路控制板
它主要有以下功能:产生VDEM和IDEM信号对模块的输出电压和电流进行控