DC/DC直流電源系統在通信電源系統中的實踐分析

廣東輕工職業技術學院 黃 鵬

最近幾年，在我國科學技術水平不斷提高的背景下，各類電子設備和技術在通信電源系統的運行中已經得到了有效應用。特別是DC/DC直流電源系統在其中的有效應用和設計，不僅保證了通信的準確性，還強化了此系統的穩定性。基于此，需要在DC/DC直流電源系統的特點出發，完善通信電源系統的運行機制，進而保證通信過程的安全性。

一般情況下，主要在原理和實驗等兩方面出發，對直流開關電源進行研究，全面分析幾種比較常用的DC/DC變換電路結構，選擇科學的設計方案。要想提高開關電源系統的可靠性和安全性，減小電磁的干擾，需要分析DC/DC直流電源系統的運行情況，保護電路設計的有效性，從而降低電磁等方面對通信系統的影響。

1 DC/DC直流電源系統應用的重要性

可以說通信電源是通信設備系統在實際運行的核心，如果其在運行中出現了故障，或者是電源系統在運行中發生中斷故障，就會對整個通信局和通信網絡帶來比較大的影響，導致其全部中斷和癱瘓。尤其是在我國通信事業不斷發展的背景下，通信負載對電源系統運行的要求越來越高，所以說保證DC/DC直流電源系統的安全性已經成為通信網絡穩定運行的關鍵。

現階段，IDC的業務有了很大提升，相關設備和系統也得到了完善。目前，各運營商中的IDC機房，交流設備一般都是由UPS供電，但是UPS電源系統存在著單點故障點等問題，這些問題還沒有得到有效解決，嚴重情況下會造成整局癱瘓，增加惡性通信事故的發生率。要想在根本上消除其中的風險隱患，需要在DC/DC直流電源系統的基礎上處于發，保證供電和通信的可用性，實現節能減排的目的。

2 通信直流電源的分類和應用

2.1 分類

現如今，我國電力系統通信直流電源主要采取兩種方式進行供電。（1）通信的專用直流電源系統。此系統主要是由交流配電屏、蓄電池組和監控單元等內容所組成的，并且設備在正常工作的時候，會使用交流電提供能源。其中整流器的功能作用，是將交流電進行轉換，將其轉換為-48V直流電。直流電輸出，一般由直流配電屏分配給通信設備，并且其還有一個作用是給蓄電池組浮充充電，必要的時候可以將其改為均衡充電，主要是為了確保蓄電池能夠處于滿充狀態。如果交流電停電，或者是整流器出現故障時，蓄電池組會直接提供電源，進而保證通信設備供電的穩定性。（2）變電站DC/DC供電模塊。直流電源變換器（DC/DC）能夠將站中的220V直流輸入到通信設備中，滿足供電要求。

2.2 應用分析

（1）變電一體化電源

在對變電一體化電源的特點進行分析時，發現其主要是由直流電壓和電力用逆變電源等裝置組成的，并且共享的直流電源為蓄電池組，在此基礎上形成統一監控的成套設備。如圖1所示。

圖1 變電一體化電源運行圖

變電一體化電源一般是用于給自動化裝置和繼電保護等相關設備供電，經常采用UPS方式供電，為通信電源系統的穩定運行提供條件。

（2）高頻開關電源

高頻的開關電源，一般是會通過MOSFET，或者是IGBT的高頻切換工作。在此過程中，開關的頻率需要控制在50～100kHz范圍內，實現高頻率的小型化。其工作原理，主要是將電網中的交流電源，有效變換為直流電源，在此基礎上保證DC/DC直流電源系統運行的穩定性。

通常情況下，直流-直流轉換電路會采用電壓轉換技術，實現電壓之間的變換，然后再經過高頻變壓器降壓等方式，控制波幅的交流脈波。在此過程中，交流脈波會經整流二極管，然后輸出濾波電路，保證直流電壓的穩定性。通信電力系統一般會采用直流48V的高頻開關電源，但是當開關電源出現故障的時候，需要由蓄電池供電，預防其他意外事故的發生。

3 DC/DC直流電源系統在通信電源系統中的應用

3.1 科學選擇元器件

在對自動調壓裝置進行設計時，需要明確DC/DC直流電源系統的運行特點，注意對其中獨立執行部分的有效設計。自動控制電路在運行中一般所需+12V工作電源，主要通過7812穩壓塊直接穩壓后所獲得。在此過程中，還需要注意采樣的回路，可以利用精密的電阻，直接降壓進行采樣，在保證采樣精度要求的基礎上，強化通信電源系統的功能效果。此外，工作的可靠性與穩定性都比霍耳元件高，能夠更加準確判斷其中的回路。

由于其屬于LM224工業常采用的芯片，具有價格低和性能可靠等特點，所以在觸發電路等部分中已經得到了有效應用。在具體的工作過程中，還需要參考驅動電路，采用BU406（BUX85）的高壓三極管。這種器件的造價十分低，并且其也是成熟的器件，已經被廣泛應用到了電源設計。繼電器所采用的是JQX58F，此繼電器節點具有容量大等特點，價格也非常低，可以保證DC/DC直流電源系統應用的有效性，降低意外事故的發生率。

3.2 優化工作過程

DC/DC直流電源系統中的合閘母線（+HM），會經過硅降壓回路，完成降壓，在此之后，形成了正控制母線（+KM）。+KM會經過自動調壓回路采樣后，對其中的回路進行準確判斷，然后在此處進行比較。如果在此過程中，+KM沒有高于預先設好的范圍，就會觸發電路不動作，移位執行電路也會受到影響，電路在此基礎上會一直保持原狀態，+KM值也會保持不變。

3.3 DCS在現場總線方面的實踐

在對現場總線結構進行分析時，發現其主要包括2個部分，主要為現場儀表和連接控制系統，一般通過二者之間的有效配合，進而形成全數字化和雙向的通信系統，保證DC/DC直流電源系統運行的穩定性。在此過程中，技術人員一定要明確現場儀表和現場總線的連接。由于現場總線位于整個通信系統中的底層，所以其可以實現多變量和雙向的通道。將其與傳統的通信系統比較，此結構不僅能夠單向傳輸，還能夠實現雙向傳輸，不斷提高系統運行的效能。

3.4 蓄電池組的使用

在DC/DC直流電源系統運行中，如果蓄電池組和充電器連接時，需要將電池組中的一個端子連接片斷開，注意充電，或者是負載電路開關的位置，其應該位于“斷開”位置，主要是為了防止短路，進而保證連接的有效性和正確性。在對蓄電池外殼進行清洗時，不可以使用有機溶劑對其進行清洗，也不能應用二氧化碳滅火器撲滅電池火災。在對其進行處理時，可以應用四氯化碳之類的滅火器具，注意電池組件之間連接的科學性和合理性，并且電壓要盡量小。在導通電池系統前，一定要認真檢查電池系統總電壓的運行情況，避免電池極板膨脹變形等情況的發生。

此外，需要對監控模塊的科學設計。監控模塊主要是通過對通信直流電源的監控，實現對此部分內容的智能化控制。此模塊具有非常強的監測功能，一般包括監測交流輸入的電壓和電流，整流的器模塊并聯輸出電壓值需要保持穩定性。在此過程中，需要注意控制功能，一般包括電源系統的開關機，直流輸出電壓和輸出電流極限值等，實現對充電電流極限值的有效設定，進而保證電池溫度系數的有效性，強化通信電源系統的告警功能。

3.5 注意補充充電的方式

在應用密封電池前，不需要進行初充電，但是需要進行補充充電。補充充電經常采用的方式為限流恒壓充電。同時，充電的電壓需要按說明書的相關規定進行。通常情況下，環境的溫度為25℃時，電池存放不可以超過半年。此外，還需要注意補充充電的電壓以及充電時間。在此過程中主要以UXL系列為例，注意單體電池電壓2.23V的充電時間為2到3天，其中單體電池的電壓為2.30～2.35V，控制充電時間為1到2天。如果環境溫度在10到20℃之間，充電的具體時間應加倍，當環境溫度高于25℃的時候，具體的充電時間會縮短。這就需要結合不同時間段DC/DC直流電源系統的運行情況，保證通信電源系統設計和運行的穩定性和科學性。

結束語：由此可見，要想保證我國通信網絡運行的可靠性，要注意DC/DC直流電源系統的特點，注意對補充充電方式的有效應用，保證通信電源系統的穩定運行。可以通過對蓄電池組地有效使用，優化通信系統運行的流程，強化電流和電壓的穩定性。同時，還需要詳細和規范地檢查到每一個蓄電池情況，積極做好48V直流通信電源系統的維護工作，進而為通信電源系統的可靠運行提供條件。