我國移動通信產(chǎn)業(yè)配套直流模塊電源的發(fā)展

1、我國移動通信產(chǎn)業(yè)配套直流模塊電源的發(fā)展 - 2004-6-16 9:14:00 中國報告大廳市場研究報告網(wǎng) 打印本頁 推薦給朋友 【報告名稱】: 我國移動通信產(chǎn)業(yè)配套直流模塊電源的發(fā)展 【關(guān) 鍵 字】: 移動 通信 電源 【報告來源】: 通信世界網(wǎng) 報告內(nèi)容 可以說我國還沒有專門的供移動基站使用的直流模塊電源。目前，基站使用的配套電源，無論是艾默生（前身是深圳華為）電源，還是中達(dá)電源，都是廠家為固話模塊局(也即電信分局機(jī)房)設(shè)計的電源，其它如武漢洲際電源、北京通力環(huán)電源就更不例外了。為了適應(yīng)移動基站的特點，這幾年，廠家也對自己的電源有所改進(jìn)，都推出了一系列新型號的電源。如中達(dá)的MCS-3000

2、，艾默生的PS48300-3B/25以及PS48300-1B/30，通力環(huán)的TBOQ48/50(H)。這些型號的電源較之其以前同系列的其他電源有了許多改進(jìn)，概括起來突出的有三點：首先是體積和重量變小了，其次都支持整流模塊熱插拔，再有就是增加了二次下電功能。對于適應(yīng)基站使用來說，這些電源還需進(jìn)一步改進(jìn)。 了解基站的特點，比如交流供電、直流負(fù)荷、放置地點、維護(hù)方式等，十分有助于明確基站配套直流模塊電源（以下簡稱基站電源）的發(fā)展方向?；镜奶攸c：一是交流用電復(fù)雜，有的是三相交流電，有的是單相交流電，有的是農(nóng)電，有的是居民生活用電，有的是廠礦生產(chǎn)用電，交流供電質(zhì)量相對較差。二是基站直流負(fù)荷相對都比較小

3、，我所見過的基站還沒有負(fù)荷超過200A的。三是基站數(shù)量多、分布廣而且散、環(huán)境差（像野外高山基站，遭雷擊概率大，交流引入不穩(wěn)定，這些因素導(dǎo)致電源設(shè)備故障率高），致使基站配套設(shè)備維護(hù)難度大。基站電源應(yīng)該適應(yīng)基站的這些特點。 因此，我認(rèn)為基站電源都應(yīng)具有這樣一些特點：一是體積小、重量輕，便于安裝、維護(hù)。基站現(xiàn)在使用的電源滿配置都是600A以上的系統(tǒng)，基站負(fù)荷根本不可能有這么大，因此，基站電源還可以再小、再輕。二是標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。整流模塊單相工作。并且所有模塊包括整流模塊和監(jiān)控模塊都應(yīng)該熱插拔化，便于安裝和維護(hù)。三是電源的交流輸入單元要充分適應(yīng)基站市電的惡劣環(huán)境。四是采取更好、更先進(jìn)的防浪涌措施。五是

4、要有強(qiáng)大的后臺支持功能。六是要有強(qiáng)大的蓄電池管理功能。下面，我將就未來基站電源的后四個特點展開具體的闡述。 一、電源的交流輸入單元要靈活的適應(yīng)三相、單相以及三相缺相市電 目前，我所見的三相輸入的電源通過簡單的短接都可以適應(yīng)單相市電環(huán)境，因為整流模塊是單相工作的，所以這種做法能行通。但三相缺相以及市電過高過低保護(hù)處理方式上各廠家就手段不一、見仁見智了。艾默生、通力環(huán)電源的輸入交流單元包括總空氣開關(guān)和交流接觸器以及相應(yīng)的交流取樣、控制板。而中達(dá)電源就沒有交流接觸器，市電經(jīng)過總空氣開關(guān)后就直接由分路空氣開關(guān)進(jìn)行輸出分配。有交流接觸器，市電過高、過低、缺相等交流保護(hù)在輸入側(cè)就可以完成。中達(dá)電源則把保護(hù)

5、做在整流模塊這一級，市電過高、過低整流模塊都會停機(jī)。對于基站電源，我們要求在三相缺相等惡劣市電情況下整流器仍然可以工作。有交流接觸器的，因為接觸器需要工作電壓，一般取B相，如果B相缺相，接觸器將斷開，整流器就會停止工作。艾默生電源就是這樣。通力環(huán)則很好地解決了這個問題。通力環(huán)的交流接觸器采用特別設(shè)計的驅(qū)動電路，確保了在交流欠壓或者缺相的情況下接觸器仍然能吸合。中達(dá)電源因為沒有交流接觸器所以市電缺相時只有所缺那一相整流模塊不能工作，其余相上的整流模塊仍然能工作?；臼须姵穗妷翰▌犹貏e大、容易缺相外，零線虛接、斷開，地線阻值過大、斷開的情況也時有發(fā)生。如果零線斷開，零對地電壓就變得非常高，可達(dá)1

6、10V左右；如果地線斷開，零對地電壓也很高，可達(dá)40V左右。零對地電壓過高對設(shè)備危害十分大，導(dǎo)致基站電源整流模塊以及各種取樣、控制電路板經(jīng)常壞。然而，目前各廠家對零線帶電都還沒有很好的防護(hù)措施。如何防止零線帶電對整流模塊以及各種取樣、控制電路板造成損壞，這是今后基站電源發(fā)展應(yīng)該解決的一個難題。 二、由于基站處的環(huán)境十分復(fù)雜 比如建在高山上等，遭雷擊的可能性本來就特別大，而且基站又有許多戶外設(shè)施，比如市電引入線、鐵塔、天饋線、光纖線路等，這些線路容易感應(yīng)雷電從而引起很高的感應(yīng)電壓，導(dǎo)致基站設(shè)備的電路板最容易遭受浪涌電壓的襲擊?；倦娫吹谋O(jiān)控模塊、整流模塊、取樣以及控制電路板容易損壞的原因就在這里

7、。這就要求基站電源的監(jiān)控單元、整流單元要采取更好的防浪涌措施。特別是監(jiān)控單元，因為基站現(xiàn)在都安裝了動力環(huán)境監(jiān)控，開關(guān)電源是被遠(yuǎn)端監(jiān)控了的，如果監(jiān)控單元損壞，遠(yuǎn)端便無法監(jiān)控。會使維護(hù)人員的維護(hù)工作變得很被動。 三、目前的基站電源都支持后臺監(jiān)控 但據(jù)我對艾默生、中達(dá)、通力環(huán)各種型號的電源上報的監(jiān)控數(shù)據(jù)來看，我認(rèn)為還遠(yuǎn)不能滿足維護(hù)人員的維護(hù)需求。維護(hù)人員當(dāng)然希望在遠(yuǎn)端監(jiān)控終端上能像在基站現(xiàn)場一樣操作電源的監(jiān)控模塊菜單。也許這樣做的難度太大。但我認(rèn)為遠(yuǎn)端監(jiān)控至少還應(yīng)增加電壓設(shè)定、電池測試、電池下電控制三相內(nèi)容。對于遠(yuǎn)端均浮充電壓遙調(diào)，目前中達(dá)的MCS3000以及艾默生的PS48300-3B/25可以提

8、供支持。但廠家技術(shù)人員又不贊同維護(hù)人員使用該功能，害怕造成數(shù)據(jù)混亂。這只能說明該功能還不完善。至于遠(yuǎn)端電池測試、電池下電控制，我還沒有發(fā)現(xiàn)哪家廠家能做到。為什么需要這些遠(yuǎn)端操作？這樣做的好處是什么呢？我認(rèn)為有兩點，一個是減少維護(hù)工作量；二是保護(hù)蓄電池。先說遠(yuǎn)端電池測試如何能減少維護(hù)工作量。對于蓄電池維護(hù)，維護(hù)規(guī)程以及各蓄電池廠家都明確要求“每年應(yīng)以實際負(fù)荷做一次核對性放電試驗，放出額定容量的3040”。如何完成這項作業(yè)計劃呢？到基站上進(jìn)行，基站數(shù)量那么多，這個維護(hù)工作量就太大了。如果能遠(yuǎn)端通過監(jiān)控自動完成該多好。再說遠(yuǎn)端下電控制如何能更好地保護(hù)蓄電池?；倦娫聪码娞撾妷菏羌僭O(shè)所有電池性能都是

9、好的、均衡的來設(shè)置的，但如果電池組中有落后電池，當(dāng)落后電池達(dá)到放電終止電壓時，就必須要保護(hù)落后電池，需及時斷開負(fù)載。目前顯然還做不到?；就ｋ姾?，維護(hù)人員通過監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)注蓄電池放電情況，特別是關(guān)注有無落后電池，如果發(fā)現(xiàn)落后電池，維護(hù)人員又可以遠(yuǎn)端控制蓄電池的下電保護(hù)的話，就可以對蓄電池提供更及時的保護(hù)。所以，今后基站電源需提供更強(qiáng)大的后臺監(jiān)控功能。 四、基站配套設(shè)備維護(hù)的重點和難點是蓄電池 為什么這樣說呢？這是由蓄電池的使用性能決定了的，蓄電池最怕過充、過放。根據(jù)試驗顯示，電池每次放出25額定容量，其循環(huán)使用壽命為1500次，若每次放電100的額定容量，其壽命為150次，若放電150額定容量，

10、其壽命僅有2次。由此可見蓄電池過放的危害。過充對蓄電池的危害同樣是巨大的。另外蓄電池對環(huán)境溫度也有一定的要求。蓄電池的最佳運行溫度是在25。開關(guān)電源對蓄電池的管理參數(shù)設(shè)置都是以25時蓄電池的運行參數(shù)為基礎(chǔ)的，并由開關(guān)電源根據(jù)環(huán)境溫度變化自行調(diào)節(jié)。由于基站停電時間多、環(huán)境溫度變化大、維護(hù)及時性差，容易造成蓄電池過充、過放；另外，不同廠家的蓄電池性能不一，具體的充放電參數(shù)也不一樣，因此，要求開關(guān)電源對蓄電池的管理功能要強(qiáng)大。目前，基站使用的開關(guān)電源除基本的蓄電池參數(shù)管理外都還具有這樣一些蓄電池管理功能：充電管理、容量管理、負(fù)載下電電池保護(hù)、電池測試。可以說這四項管理功能對蓄電池的使用、維護(hù)都十分有

11、益。而其中后兩項管理功能可以說是專門針對基站蓄電池的使用、維護(hù)特點設(shè)計的。但現(xiàn)在的不足是，各個廠家對這些功能的理解不一樣，實現(xiàn)起來差別很大，并且都還不很完善。下面，我將對充電管理功能、電池測試功能和容量管理進(jìn)行詳細(xì)闡述。 1對蓄電池進(jìn)行充電，最重要的是掌握好均浮充，什么時候浮充，什么時候均充，對蓄電池的運行非常關(guān)鍵。 現(xiàn)在的蓄電池都采取全浮充運行方式。均充只在以下情況進(jìn)行：（1）蓄電池安裝完畢后，對蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電；（2）電池組浮充運行三個月后，有兩只以上電池電壓低于2.18V；（3）電池全浮充運行達(dá)三個月；（4）蓄電池放電容量超過1525額定容量。對于第二種情況，維護(hù)人員只有手動完成，并且

12、在充放電幾次后，仍然有低于2.18V的電池，可以認(rèn)定該組蓄電池有質(zhì)量問題，應(yīng)該找廠家來處理。對于其余三種情況，應(yīng)該能通過參數(shù)設(shè)置讓開關(guān)電源來自動完成。第一種情況的均充，稱之為上電均充，意思是蓄電池投入使用，需要進(jìn)行補(bǔ)充充電。第三種情況的均充，稱之為定時均充，目的是防止單體電池的不均衡。定時均充的設(shè)置可以從整流器上電時開始，就把上電均充包含在定時均充里了。第四種情況的均充，稱之為復(fù)電均充，意思是停電后又來電時的均充。目前的開關(guān)電源都可以對蓄電池進(jìn)行這樣的自動充電管理。 但對于“復(fù)電均充”這個概念，通信電源維護(hù)人員、蓄電池廠家、開關(guān)電源廠家都沒有一個統(tǒng)一的認(rèn)識。而且不管是1998年7月的電信電源維

13、護(hù)規(guī)程，還是2002年6月29日的中國移動通信電源、空調(diào)維護(hù)規(guī)程，都只對定時均充做了規(guī)定，都沒有提出這個概念，更沒有復(fù)電充電這方面的規(guī)定。維護(hù)人員、一些蓄電池廠家以及開關(guān)電源廠家倒是有這樣的概念。但是認(rèn)識不統(tǒng)一，而且有些觀念也是錯誤的。一是對復(fù)電均充條件的認(rèn)識。比如復(fù)電轉(zhuǎn)均充的條件設(shè)置，艾默生電源的PS48-3B/25就有兩個條件，一個是轉(zhuǎn)均充容量比，意思是放電時蓄電池容量下降到一定比例，復(fù)電時整流器就自動轉(zhuǎn)入均充充電程序；另一個是轉(zhuǎn)均充電流，意思是對蓄電池的充電電流大到一定程度時，整流器就自動轉(zhuǎn)入均充充電程序。那么，究竟在什么條件下進(jìn)行復(fù)電均充才是正確的呢？杭州南都電源有限公司1999年7月

14、編制的南都GFM系列技術(shù)手冊推薦的方法要求，“放電后應(yīng)及時充電，以0.1C10A的恒電流對蓄電池組充電，到電池單體平均電壓上升到2.352.40V，然后改用2.352.40V進(jìn)行恒壓充電，直到充電結(jié)束”。意思是電池放電后，先要恒電流充電，然后再恒壓充電。0.1C10A的大電流恒流充電的概念是針對早期的防酸式電池提出的，現(xiàn)在的免維護(hù)電池怕過充電所以就只要求限流恒壓充電。況且現(xiàn)在的開關(guān)電源也不能給蓄電池進(jìn)行大電流恒流充電。拋開對南都技術(shù)手冊中的這個疑點不說，根據(jù)南都技術(shù)手冊的規(guī)定不難看出一點，就是復(fù)電均充時不能立即把充電電壓提升到均充電壓。意即復(fù)電不能立即轉(zhuǎn)入均充，而是要等充電電流小到一定程度時才

15、能轉(zhuǎn)入均充。那么，充電電流小到什么時候才能轉(zhuǎn)入均充呢？中達(dá)的MCS-3000不同版本有不同的設(shè)計，一種版本規(guī)定當(dāng)復(fù)電后，先浮充5分鐘再轉(zhuǎn)入均充充電程序。還有一種版本規(guī)定當(dāng)充電電流小于或者等于50mA/AH時就轉(zhuǎn)入均充充電程序。根據(jù)免維護(hù)電池的特點來說，后一種規(guī)定顯然要科學(xué)一些。因此，我認(rèn)為復(fù)電均充的條件應(yīng)這樣設(shè)置：先判斷蓄電池的放電容量是否達(dá)到“復(fù)電均充放電百分比”，如果沒有就轉(zhuǎn)入浮充充電程序；如果已經(jīng)達(dá)到就再判斷充電電流是否小于或者等于50mA/AH，大于此值，繼續(xù)限流浮充，一直到小于或者等于此值才轉(zhuǎn)入均充充電程序。為什么要經(jīng)過這兩個判斷呢？這是為了避免對蓄電池進(jìn)行“大電流高電壓”充電。 二

16、是對充電結(jié)束的判斷。維護(hù)規(guī)程對于免維護(hù)電池規(guī)定“充電量不小于放電量的1倍”就算充電終止。南都的技術(shù)手冊里是這樣規(guī)定的：充電時間1824小時（非深度放電可縮短到10小時）或者充電末期連續(xù)三小時充電電流值不變，就算充電終止。各電源廠家都是以“充電末期連續(xù)三小時充電電流值不變”作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。而這個標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)規(guī)程是作為防酸式電池的規(guī)定的。我認(rèn)為用充電量和末期電流這兩個標(biāo)準(zhǔn)都可以。但充電量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該更科學(xué)一些。目前，各電源廠家之所以沒有采用這個標(biāo)準(zhǔn)，是因為精確計算充電量太難了。其實，停電時，電源系統(tǒng)是計算了蓄電池的放電容量的，因為復(fù)電均充時要用到這個數(shù)值。這個數(shù)值比較好計算，因為放電電流變化不是很大，所以就

17、簡單地用“放電電流”與“放電累計時間”相乘來得到此數(shù)值。但充電電流變化就很大，所以要計算充電電量就很難。但通信電源以后的發(fā)展應(yīng)該可以解決這個難題。三是如何防止過充電。目前各廠家普遍有兩個做法：一個是從一開始均充起就累計均衡充電時間，若累計時間超過“均充保護(hù)時間”（124小時可調(diào)），系統(tǒng)就自動結(jié)束均衡充電。另一個是開關(guān)電源系統(tǒng)出現(xiàn)任何告警，系統(tǒng)都將立即轉(zhuǎn)入浮充。此外，中達(dá)電源還監(jiān)測了兩只標(biāo)示電池的表面溫度，當(dāng)電池溫度超過設(shè)定值（40）時，系統(tǒng)就自動轉(zhuǎn)入浮充。這個做法值得推廣。 2.目前各廠家提供的電池測試功能都還很簡單。 中達(dá)電源的電池測試功能選項有：（1）開啟、關(guān)閉選擇；（2）自動、手動選擇；

18、（3）自動測試周期；（4）測試開始時間；（5）最大測試時間；（6）測試結(jié)束電壓；（7）測試告警時間。艾默生電源的電池測試功能只能在手動控制下完成，選項有：（1）測試中止電壓；（2）測試中止時間。我認(rèn)為為了便于蓄電池的維護(hù)，蓄電池的測試功能應(yīng)做到：（1）能近端、遠(yuǎn)端完成；（2）能自動、手動完成；如果以后的基站電源都能支持這兩項功能，維護(hù)人員就可以通過動力環(huán)境監(jiān)控終端對基站蓄電池進(jìn)行“核對性”容量試驗。監(jiān)控系統(tǒng)的蓄電池監(jiān)控模塊就可以提供完整的放電報告。開關(guān)電源與動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的配合使用對于蓄電池維護(hù)水平的提升能起到顯著的作用。今后基站電源的發(fā)展應(yīng)該重視這樣的“配合”。 3.要想通過開關(guān)電源對蓄電池進(jìn)行“容量管理”是不可能的。 因為蓄電池的容量是由整組蓄電池中容量最低的那只蓄電池來決定的。要確定蓄電池的實際容量必須放電到終止電壓時才能知道。平時不可能進(jìn)行這樣的放電試驗，并且開關(guān)電源只對蓄電池的總電壓有監(jiān)控，所以