移动基站通信电源专业系统设计.doc

移动基站通信电源系统设计摘要：针对移动基站电网及环境条件，提出了移动基站通信电源系统可靠性、可维性和可用性处理方案。1移动基站特殊条件及对通信电源设备要求伴随移动通信高速发展，移动基站数量在不停增加，并由城市逐步向偏僻乡村发展。散落在大家生活中每一个角落移动基站，和通常通信机房相比有其特殊工作条件。这些特殊工作条件对用于移动基站通信电源设备提出了更高要求。关键表现在以下多个方面：1）采取农网供电移动基站其供电质量无法得到确保，所以要求通信电源能适应较宽电网电压波动，通常在30%以上。另外，移动基站电网操作过电压、雷电过电压较严重，通信电源应有可靠过电压及防雷保护方法。2）很多移动基站在设备投运早期，常常有潮湿、高温、粉尘等情况出现，所以要求通信电源含有防潮、防高温、防尘等方法。3）移动基站数量多、无人职守，所以要求通信电源维护方便、操作简单，含有远方监控和较强故障诊疗功效。4）为确保通信通畅，移动基站通信电源应含有缺相运行功效。2移动基站通信电源系统可靠性、可维性和可用性处理方案针对移动基站对通信电源设备具体要求，而提出移动基站通信电源系统可靠性、可维性和可用性处理方案以下：2.1移动基站通信电源系统可靠性设计移动基站通信电源系统可靠性设计，关键用于处理移动基站特殊环境对通信电源系统提出过高要求。可靠性处理方案以下：1）将电源模块许可交流输入电压波动范围提升到30%，这么可提升电源系统对电网适应性。2）电源模块采取自然冷却方法，自然冷却（和风冷相比）可从根本上避免因为风机损坏对电源系统可靠性影响和电源运行若干年后需要大面积更换风机风险。3）移动基站通信电源系统增设综合过电压保护电路，并将雷电过电压保护、非雷电过电压保护一体化，确保在出现雷电过电压、非雷电过电压时，移动基站通信电源能够得到有效保护。移动基站通信电源综合过电压保护原理电路图1所表示。4）移动基站通信电源故障隔离设计是提升电源系统可靠性关键方法。该设计将电源监控故障和电源模块故障隔离开来；将故障电源模块和正常电源模块隔离开来。使电源系统在电源监控故障、部分电源模块故障时仍能够继续供电。2.2移动基站通信电源系统可维性设计移动基站通信电源系统可维性设计目标是使通信电源系统故障维修尽可能简单。关键表现在电源模块更换方便性、系统故障诊疗等。可维性处理方案以下：1）电源模块安装方法采取带电插拔方法，电源模块在任何状态下可任意插入和拔出。为此，设计了电源模块动态识别电路，该电路能够确保在电源模块插拔过程中不影响系统均流电路工作。带电插拔均流总线动态识别控制电路图2所表示。电路中A点电位跟随均流总线电位改变。正常负载改变时，均流总线上电位改变较小，带电插拔均流总线动态识别控制电路输出点B电位为低电平，均流继电器保持吸合不变；当均流总线电位改变较大时，带电插拔均流总线动态识别控制电路输出点B为高电平，均流继电器断电，模块输出均流线和系统均流总线断开，模块运行不受均流总线突变影响。当系统恢复正常时带电插拔均流总线动态识别控制电路输出恢复低电平，均流继电器吸合，系统正常运行。电源模块带电插拔可使电源系统维修时间最短、维修难度最低。2）移动基站通信电源系统监控故障诊疗功效为电源系统维护提供方便。故障诊疗软件可对电源模块内部故障，电源系统输入、输出故障提供正确故障诊疗及故障定位，并将电源系统故障信息远传至交换中心值班室，为电源系统维修提供正确信息服务。2.3移动基站通信电源系统可用性设计移动基站通信电源系统可用性设计目标是使通信电源系统适应移动基站特殊工况要求。对移动基站通信电源系统可用性处理方案关键有以下多个方面：1）电源模块带载特征移动基站特殊工况是电源系统安装调试时电源设备常常处于空载状态，正常运行时电源设备处于轻载状态。为提升通信电源系统可用性，而对电源模块电路拓扑及控制电路进行了改善，使电源系统能够在空载状态下长久运行，48V/50A电源模块空载损耗小于20W，轻载时效率得到提升。2）电源模块缺相运行特征移动基站供电质量无法得到确保，有时输入电源会缺一相，这对三相输入高频开关电源模块而言，正常情况下应该立即保护，关闭模块。但这么对电源维护时间提出了较高要求。为此，在电源模块设计时增加了缺相运行功效。当出现输入电源缺一相时，电源模块在提供缺相故障告警同时，应可继续运行，并可带50%以下负载。缺相不停机为移动基站通信通畅提供了可靠确保。3）电源系统蓄电池实现智能管理电源监控单元和电源模块配合，将蓄电池均衡充电分为恒流、恒压两个阶段。蓄电池均浮充电压按蓄电池具体参数设置。蓄电池均浮充电压依据蓄电池环境温度由监控自动进行赔偿调整，使蓄电池在多种环境温度下全部能保持满容状态。3结语移动基站特殊工作环境和工况，决定了对移动基站通信电源系统特殊要求。结合为移动基站提供电源实践和经验教训，提出了移动基站通信电源系统可靠性、可维性和可用性处理方案。该方案已经在我们产品中得以实现，并在具体应用中得到验证。实践表明，模块带电插拔特征、空载运行特征、许可输入电压波动范围大、故障诊疗功效、自然冷却方法对移动基站电源系统是很需要。