如何为通信电源系统选择整流模块

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1、如何为通信电源系统选择整流模块

2、第1lunC提出新的要求，使得对电源的要求更加苛刻。因此，为用户提供最优方案是必要的，但是，为此从头开始设计每一个系统却是不可行的。可行的是使用标准组件来配置系统。整流模块是电源的心脏，模块选择不当，则很难提供最优的电源系统配置。本文研究了与模块有关的许多因素，并提供了选择通信电源系统整流模块的方法。本文涉及范围仅限于单相0.2～6k应用中把电源系统集成到整个通信系统中去，会给供应商带来显著益处。例如，中央冷却装置不仅给电源系统提供空气流，而且也冷却通信系统的其它部分。一个系统中只有一个中央冷却装置需要维护，当中央冷却装置发

3、生故障时电源仍能输出能量（约为满载时的60％）1.3辅助风冷辅助风冷是指模块的冷却是由间断运行的风扇提供的。如果温度过高或持续输出大电流时，风扇就会运转。采用这种方式可以获得很高的系统集成度，但需要经常让风扇运转并定期检测其性能。如果风扇工作不正常，就会发出报警信号。该方法的好处如下：1）在不更换的情况下，风扇间断运转使得系统设计寿命比模块内强制风冷要长；2）如果考虑冗余和电池充电，在正常情况下模块内的风扇不运转；3）由于风扇间断运行，灰尘和噪音问题也大大缓解。2输入电压范围的选择为特定的应用场合选择正确的输入电压范围越来越重要。在英国，过去通常定义输入电

4、压范围在216～264V（即240V的基数上有±10％的波动）。现在趋向采用适合于全世界的通用电压范围85～264V（或更宽）。在实际应用中两个极端值（85V和264V）都不是最合适的。为了满足对网侧谐波的要求，开发了具有110V输入功率因数校正电路的整流模块，从而使产品具有全球通用的输入电压范围。选择带功率因数校正的、通用输入的模块无疑是正确的，但对于固定安装来说，仔细选择输入电压范围会有很大好处。在宽电压范围内要提供安全的性能将会给整流模块带来成本和尺寸上的显著增加。这也会影响系统冷却。实际应用中整流模块工作在85V输入电压时的损耗是230V时的2倍。

5、显然，有时必须在宽电压范围内提供完全的性能。但是在某些场合，当输入电压低于阈值时只要求在短时间内提供完全性能，这样就不需要处理散热问题，从而显著地降低了成本和缩小了体积。如果系统工作在115V额定输入电压下，那么运行在103.5V（即115V－115V×10％）时的损耗与运行在85V时的损耗相差15％。3温度范围通信设备的运行温度范围是非常重要的参数。一些设备要求工作在室温下，而另一些设备要求工作在很宽的温度范围内（如－40℃～＋65℃）。仔细考虑温度和散热对于系统的可靠和有效运行非常重要。如果实际要求电源系统工作在宽温度范围内，显然，保证系统中的所有元器

6、件可靠地工作是很必要的。为达到这一目的并最大限度减少成本，应仔细估算在两个极端温度点处是否需要达到完全的性能指标，即在很低的温度下完全达到常温时的系统指标是否必要？在很高的温度时是否有必要提供最大的功率输出？实际上，在极端温度点处对模块的要求越低，系统就可能越经济。一些设备在很低的温度下运行时，如果有些特性可以降低要求，成本将显著降低。要求电源系统在如此低的温度下工作，往往是因为设备在冷天闲置一段时间后需要可靠地起动。实际上，系统在起动一段时间以后由于自身发热温度会上升。放松在低温时对非关键参数的要求（如输出噪音、辅助特性）对降低模块成本有好处。实际应用中

7、，如果规定模块可以在最低温度下起动和在较高一些温度下完全达到指标地工作是很有好处的。如果要求在高温环境下工作，一般电源高于一定温度值时其功率额定值会降低。即在温升20℃时输出功率减少30％。这种对输出能力的限制可解释为在传统电源系统的初期设计阶段，负载要求电源在电压控制模式下运行；只有运行出现故障时才需要限流。当电池处于高度充电状态时，整流模块的输出须在恒压下运行；只有运行出现故障时才需要限流。但当电池刚开始充电时，模块需在恒流状态下持续运行一定的时间。如果采用温度降额（即温度升高额定功率降低），必须同时减少限流点（保证在限流时安全运行）以确保模块在最差的

8、环境温度条件下其功率容量不会超出设计值。实际上要在高温下运行，整流模块的限流点比在较低温度条件下运行时的限流点更低。在实际应用中，工作环境温度会因气候及系统的运行条件的变化而变化。整流模块一般不会在其指定的最高环境温度条件下持续运行相当长时间。如果模块限制的温度适当，就能在大多数运行情况下，只对模块在最高环境温度时的容量作限制，使电源系统的功率最大化（特别是当模块的输入电压偏向下限时）。如果要限制模块的输出容量，以满足在最高环境下能在正常的功率范围内安全运行，可在模块内安装适合的温度监控系统，在较低温的条件下可自动提供更大的功率。在具体应用中有可能不允许经

9、常因为温度过高而降额输出，但是如果仔细研究最高温时的最低要求，就可