通信基站專用的無觸點自動補償式電力穩(wěn)壓器

摘要：高質(zhì)量的電源是通信基站正常運行的關(guān)鍵。介紹了能滿足通信基站用電質(zhì)量需求的穩(wěn)壓電源，及該電源的原理、性能及特點等。

關(guān)鍵詞：電力穩(wěn)壓技術(shù)；無觸點補償式自動電力穩(wěn)壓技術(shù)；SBW5A/DBW5A?TJ通信基站專用穩(wěn)壓器

1  前言

    一般來說，通信基站對穩(wěn)壓電源的要求如下：

    1）高可靠性及高安全性；

    2）具有較寬的穩(wěn)壓范圍與負載調(diào)整率及較快的動態(tài)響應(yīng)；

    3）穩(wěn)壓器必須采用分相補償調(diào)節(jié)，能適應(yīng)偏遠地區(qū)小水電發(fā)電出現(xiàn)的電壓與頻率等問題，在輸入低電壓時也能保證滿負載運行；

    4）具有防雷電、防浪涌和其它防患措施；

    5）免維護并實現(xiàn)無人值守，具有遙控接口等。近年來我國在電網(wǎng)改造工程上雖然投入不少，但往往由于改造工程不配套及用電不規(guī)范，加之電網(wǎng)容量不足，以及輸配電設(shè)施的性能與質(zhì)量存在問題，致使通信基站供電存在三相不平衡，電壓波動厲害、欠壓或過壓，浪涌尖脈沖干擾，諧波嚴重，甚至突然停電等問題和故障，嚴重影響了通信設(shè)備的正常運行，甚至可能造成巨大損失。為此，潘登公司在其SBW/DBW5型專利技術(shù)（專利號：01253876.02）的基礎(chǔ)上，研制了通信基站專用的自動電力穩(wěn)壓器。它是特別為供電質(zhì)量較差，電壓波動幅度大，三相負荷不平衡的偏遠地區(qū)設(shè)計的低成本穩(wěn)壓器。

2  電力穩(wěn)壓技術(shù)

    隨著技術(shù)的發(fā)展，目前常用的是以下4種穩(wěn)壓技術(shù)。

    1）機械補償型穩(wěn)壓技術(shù)

    它是利用伺服電機和機械傳動與園盤式（或柱式）調(diào)壓器組成的交流穩(wěn)壓裝置。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，輸入范圍寬、輸出波形好、效率高，對負載無特殊要求，可做成大功率。其缺點是動態(tài)響應(yīng)速度慢，無抗干擾能力，又有機械磨損，電刷長期工作易積碳產(chǎn)生火花，壽命短。

    2）參數(shù)穩(wěn)壓技術(shù)

    它是利用非線性元件對電路中的電壓和電流進行調(diào)整，實現(xiàn)輸出電壓穩(wěn)定。其優(yōu)點是電路簡單，穩(wěn)壓精度高（±1％），抗干擾能力強，穩(wěn)壓范圍寬。其缺點是非線性元件對工作頻率敏感，空載時也耗電，并且溫升嚴重。

    3）感應(yīng)補償型穩(wěn)壓

    它是利用伺服電機控制傳動部件的初級繞組及靜態(tài)部件的補償繞組組成。其優(yōu)點是無滑動觸點，可靠。其缺點是用伺服電機控制，動態(tài)性能差，另外當(dāng)輸入三相不平衡時中線有可能帶電，甚至出現(xiàn)較大電流。

    4）無觸點補償式自動穩(wěn)壓器

    從圖1的無觸點補償型自動穩(wěn)壓原理圖中不難看出，它與上述3種補償式穩(wěn)壓器的主要區(qū)別在于“補償”方法上。無觸點補償型自動穩(wěn)壓器的調(diào)壓系統(tǒng)是“多路補償變壓器組合群體”，通過“多路全橋功率電路來控制多個無觸點開關(guān)的通斷取得正負補償電壓，整個補償系統(tǒng)無觸點，無機械傳動，從而大大提高了運行的可靠性，響應(yīng)速度，精度，穩(wěn)壓范圍等。

圖1  無觸點補償型自動穩(wěn)壓原理

3  通信基站專用的無觸點補償式自動穩(wěn)壓器（SBW/DBW5A-TJ）

3.1  無觸點補償式自動穩(wěn)壓器工作原理

    通信基站需要穩(wěn)壓范圍寬，負載調(diào)整率寬，動態(tài)響應(yīng)快，奇次諧波和高頻電磁干擾少，防雷、防浪涌，具有遙控接口，免維護并實現(xiàn)無人值守的智能化穩(wěn)壓器。上海潘登電源公司研制成功的專利技術(shù)——無觸點補償式自動電力穩(wěn)壓器由多臺補償變壓器組成，用固態(tài)繼電器群組成無觸點單元，控制電路由采樣系統(tǒng)，主控板及各種顯示，保護電路組成。當(dāng)輸入電壓波動或負載電流發(fā)生變化時，通過采樣系統(tǒng)獲取電壓信號，經(jīng)過主控板進行判斷與處理后輸出控制指令，在電壓過零同步脈沖的作用下使相應(yīng)的晶閘管模塊接通或關(guān)閉，使對應(yīng)補償變壓器投入或退出工作，以改變補償電壓，從而達到了快速穩(wěn)定輸出電壓的目的。

    圖2是一相主控補償單元電路的原理圖。圖中BT1、BT2、BT3是三個獨立的補償變壓器，根據(jù)穩(wěn)壓精度及輸入電源的范圍要求來選擇變壓器的臺數(shù)（一般為3－4臺，這里選擇3臺），次級繞組的補償電壓可設(shè)制為7V、14V、28V、（或5V、10V、20V）等，當(dāng)正極性（或反極性）全部投入時可以獲得最大正負補償電壓為49V，當(dāng)最小補償電壓取7V時，穩(wěn)壓精度為3％。

圖2  補償變壓器組合單元

    S1～S12固態(tài)繼電器，其中S1～S4與BT1、S5～S8與BT2、S9～S12與BT3分別組成三個功率全橋電路。其工作過程如下：若由于輸入電壓Ui升高等原因造成輸出電壓Uo高于額定值，要求BT1、BT2、BT3中一個（2個或3個）工作，產(chǎn)生反極性電壓抵消Ui升高的那部分電壓，如經(jīng)主控板判斷需BT1投入時，可觸發(fā)S1、S4道通。當(dāng)Uo低于額定值時，需要BT1產(chǎn)生順極性電壓補足Ui所缺的那部分電壓，可使S2、S3觸發(fā)通道。以此類推，如果Ui升高或降低較多時，可使BT1、BT2、BT3同時投入工作，產(chǎn)生較高的反極性或順極性補償電壓，使輸出電壓始終穩(wěn)定在穩(wěn)壓精度以內(nèi)。

    它是晶閘管交流開關(guān)技術(shù)和變壓器技術(shù)的完美結(jié)合。主電路通過固態(tài)繼電器的零電壓切換避免了浪涌與高頻干擾，且穩(wěn)壓范圍寬，負載調(diào)整率寬，動態(tài)響應(yīng)快。另外，在主電路上加裝了各種型號的濾波器，能防止各種干擾，并安裝高質(zhì)量的浪涌防護器，具有防雷電防浪涌功能，還可根據(jù)用戶需要（對感性負載大的用戶）可配自動功率因數(shù)補償系統(tǒng)，補償后功率因數(shù)可達99％。

3.2  SBW5A/DBW5A-TJ通信基站專用穩(wěn)壓器

    在SBW5/DBW5穩(wěn)壓專利技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的TJ型通信基站專用穩(wěn)壓器，工作穩(wěn)定可靠，各項技術(shù)指標都滿足或優(yōu)于通信基站的需求。

    1）采用分相補償式調(diào)節(jié)，A相可任意增加容量，這樣就可將單相負載和影響三相平衡的負載接至A相；

    2）穩(wěn)壓范圍分為20％、30％、40％、50％4種，三相分調(diào)，適應(yīng)偏遠地區(qū)小水電出現(xiàn)的電壓頻率等問題，保證滿負載運行，也適應(yīng)于三相電壓不平衡狀況；

    3）帶遠程監(jiān)控接口，可增加多路控制開關(guān)，實現(xiàn)發(fā)射機分路控制穩(wěn)壓；

    4）具備多種進線方式（即可上進線，也可下進線），保證了電源接線方便；

    5）在機柜內(nèi)可加裝大容量的雷電浪涌防護器與濾波器，系統(tǒng)地解決通信基站的防雷問題。

4  結(jié)語

    目前通信事業(yè)迅猛發(fā)展，交流穩(wěn)壓電源是通信設(shè)備正常運行的保證，而SBW/DBWA-TJ通信基站專用穩(wěn)壓電源則是最好的選擇。