再談相控電源改造方案

摘要：從高頻開關(guān)電源的性能優(yōu)勢、智能化優(yōu)勢及經(jīng)濟效益優(yōu)勢等幾方面論述了目前通信系統(tǒng)中相控電源改造的必然趨勢。

關(guān)鍵詞：相控高頻開關(guān)改造

On Modification of Phase Control Power Supply Abrsect: According to Superiorities in performance,intelligence,and economic returns of high frequency switching power supply(SPS) the paper explaind it's an inexorable trend in telecom system at present to replace the phase shifted control power supply by SPS.

Keywords:Phase shifted control, High frequency switching power supply, Modification

1相控電源改造的必要性

通信電源在通信系統(tǒng)中占有極其重要的位置，其性能直接影響通信的質(zhì)量和可靠性。隨著通信事業(yè)的迅猛發(fā)展，對其要求也越來越高，相控穩(wěn)壓電源已滿足不了現(xiàn)代通信對質(zhì)量和可靠性的要求，而逐步被性能更優(yōu)良的高頻開關(guān)電源所取代。

相控電源是指采用晶閘管作為整流器件的電源系統(tǒng)，其原理是交流輸入電壓經(jīng)工頻變壓器降壓，然后采用晶閘管進行可控整流。為了保持輸出電壓的穩(wěn)定，需一套比較復(fù)雜的晶閘管觸發(fā)電路。而高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源是交流輸入直接整流，然后經(jīng)過由功率開關(guān)器件（功率晶體管、MOS管、IGBT等）構(gòu)成的逆變電路將高壓直流（單相整流約300V，三相整流約540V）變換成高頻方波（20kHz以上），高頻方波經(jīng)高頻變壓器降壓后再經(jīng)整流濾波后得到穩(wěn)定的直流輸出。

2高頻開關(guān)電源的性能優(yōu)勢

高頻開關(guān)穩(wěn)壓電源與相控穩(wěn)壓電源相比，有如下優(yōu)勢：

（1）技術(shù)指標上的優(yōu)勢

①體積小、重量輕。高頻變壓器取代了體大而笨重的工頻變壓器，使得電源越來越小型化、輕量化。

②工作頻率高，使輸出濾波電路得以小型化。

③功率因數(shù)高。前者采用有源功率因數(shù)校正電路，功率因數(shù)能做到0.98以上，而后者功率因數(shù)低且波形畸變，對電網(wǎng)干擾嚴重。

④效率高，節(jié)省能源。前者的效率一般為88％～95％，而后者的效率一般在70％以下。

⑤動態(tài)響應(yīng)好，提高通信質(zhì)量。前者工作頻率高，對負載和電網(wǎng)的動態(tài)響應(yīng)遠遠優(yōu)于后者。

⑥紋波小。前者的輸出紋波和雜音一般都比后者小，有利于提高通信的質(zhì)量。

⑦噪音低。前者的工作頻率在人的聽覺范圍之外，可聞噪音比后者低得多。

⑧擴容方便。高頻開關(guān)電源一般采用模塊式結(jié)構(gòu)，維護、擴容比較方便。

（2）智能化的優(yōu)勢

由于高頻開關(guān)電源誕生于計算機技術(shù)大發(fā)展的今天，其智能化程度遠遠高于相控電源。隨著近年來維護體制的變化，要求對通信設(shè)備實行遙控、遙測、遙信等遠程集中監(jiān)控，實現(xiàn)無人值守或少人值守。智能化高頻開關(guān)通信電源為通信電源的無人值守或少人值守創(chuàng)造了條件。

3高頻開關(guān)電源的經(jīng)濟效益優(yōu)勢

由于高頻開關(guān)電源的性能優(yōu)勢，其運行成本要比相控電源低得多。單從節(jié)省的電費方面來看，就有很大的優(yōu)勢。

假設(shè)某一電源系統(tǒng)的負載功率為Po。采用相控電源的功率因數(shù)為0.85（需要外加補償柜才能達到這一水平），效率為70％。則所需要的輸入功率為：

PI1=Po/(0.85×0.7)=1.68Po

而對于一功率因數(shù)為0.92（一般具有功率因數(shù)校正器的開關(guān)電源均能達到這一水平）、效率為93％的高頻開關(guān)電源來說，需要的輸入功率為：

圖1中興ZXDU3000A組合電源系統(tǒng)圖