高壓直流通信電源中高頻開關整流模塊分析

陳宏亮

【摘要】 隨著我國通信事業的不斷發展，通信電源作為通信系統中最為重要的一部分，不僅肩負著維護通信系統的安全、可靠、穩定的運行的功能之外，而且還必須保證能夠持續不斷的向通信設備提供穩定、高效的電源。只有這樣才能夠保證通信系統和設備能夠正常的運行。在目前我國的主流直流通信電源機房主要采用的是UPS和48v低壓直流電源混合供電的方式，但是隨著計算機和通信行業的飛速發展，這種混合的供電方式在安全性、可靠性以及耗能方面都存在著很多的問題，而且越來越明顯，所以高壓直流供電系統就順勢成為了取代傳統混合式供電系統的可靠保障。而且與傳統的低壓直流電源相比家里來說，高壓直流通信電源更具有安全運行、效率高、建設成本低等優點，所以在未來的通信系統電源發展中是主要的發展方向、一般情況下來說，高壓直流供電系統常常包括交流配電、高頻開關整流單元、直流配電部分、監控單元等共同組成。

【關鍵詞】 高壓直流供電系統 VIENNA 整流器 三電平半橋 DC-DC 變換器 零電壓開關

一、高壓直流通信電源中高頻開關整流模塊工作原理

我國目前的主流電壓都是220V的交流電壓，并且通常會保證220V服務器介入到UPS用電系統的電源中。AD/DC蒸餾電路以及AC/DC整流電路也包括了服務器內部電源而共同組成。其中，服務器中的濾波器、全橋蒸餾電路、平滑濾波電路共同構成了服務器。高頻逆變電路、隔離變壓器、蒸餾濾波電路也是構成DC變換電路的主要構成。所以在一般情況下，服務器能夠適用的電壓在220V左右，也就是165—275V之間。

本文針對通信高壓直流供電系統中的高頻開關整流模塊進行了全面的分析，其中整流模塊的主要功率就是變換部分，也是決定系統工作效率的最關鍵因素。

二、DC/DC 變換器關鍵控制環路

DC/DC變換器控制作為開關通信電源產品，所以說最為關鍵的一點指標就是可靠的性能，為此必須將電源設置具有保護措施的結構，通常情況下的保護措施包括過溫保護、過載保護以及短路保護等功能。所以在盡可能的保證變換器最大性能，也為了保證過載時能夠恢復正常可靠的運行，所以變換器的外特性通常是由恒壓輸出、恒功率輸出以及恒流輸出以及限流回縮輸出等部分構成的。

2.1恒壓控制

所謂的恒壓控制就是在整流模塊的工作壓力始終保持在267.5V的工作電壓環境時，恒壓環的計算結果會與限幅后的開關作為占空比的控制信號來連接。通過恒壓環采用的基于平均電流雙環控制的外環電壓環比較來說，控制量為輸出電壓、內環為電流環，所以控制量是以主變電壓器的原邊電流為主的控制系統。

2.2恒功率控制

單輸出的功率增加到5.8kw的情況下，如果持續增加輸出電流小于24A 時則變換器處于恒功率控制的狀態。通過針對負載電流經過恒功率控制下的基準進行測量之后得到了關于輸出電壓的基準值，然后根據恒壓環計算輸出的占比空間所產生的調制信號，關于恒功率的控制環的本質就是變電呀基準的恒壓環，從而使得環路小信號與恒壓環的功率相符。

2.3恒流控制

當輸出電流達到了24A以上，而且輸出電壓要大于195V的工作狀態，這個時候的變換器工作狀態時恒流狀態。如果采用了同樣輸出電流和給定功率做差之后得到的電流數值，通過PI調節來換算出占空比調制信號的結果，如果結果大于24A，而且輸出電壓也高于195V時，這種情況下恒流環路的占空比處于最小值，而且作為實際的開關占空比的控制信號。

三、系統設計指標

高壓直流通信電源中的開關整流模塊通常包括四個部分，分別為主板、驅動板、控制板以及燈板。通過將驅動板插接在主板智商，并且控制板集成了PFC的控制電路以及DC變換控制電路的雙系統的集成，這樣的兩組變換器就能夠分為PFC主板和后級DC/DC變換部分。兩部分的變換器分別采用獨立的DSP進行控制，其中的一組用做PFC部分芯片控制，與前一級別的功率電路具有直接的電氣連接功能，而另外一部分的DC/DC控制芯片也能夠實現監控單元的正常通信，從而順利實現監控的功能。當 DSP 與輸出部分共地，前后級控制電路均在控制板上，控制板的功能涵蓋了前后級各電壓電流信號的采樣處理、風扇調速、PWM 波的產生、整機實時參數顯示和故障檢測及警報。

四、結束語

隨著我國通信事業的不斷發展，通信電源作為通信系統中最為重要的一部分，不僅肩負著維護通信系統的安全、可靠、穩定的運行的功能之外，而且還必須保證能夠持續不斷的向通信設備提供穩定、高效的電源。只有這樣才能夠保證通信系統和設備能夠正常的運行。本文通過針對高壓直流通信電源高頻開關整流模塊的信息分析，進一步保證我國通信系統供電電流的安全穩定發展，從而促進我國的通信事業穩定發展。

參 考 文 獻

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