通信基站专用的无触点自动补偿式电力稳压器

摘要：高质量的电源是通信基站正常运行的关键。介绍了能满足通信基站用电质量需求的稳压电源，及该电源的原理、性能及特点等。

关键词：电力稳压技术；无触点补偿式自动电力稳压技术；SBW5A/DBW5ATJ通信基站专用稳压器

1  前言

    一般来说，通信基站对稳压电源的要求如下：

    1）高可靠性及高安全性；

    2）具有较宽的稳压范围与负载调整率及较快的动态响应；

    3）稳压器必须采用分相补偿调节，能适应偏远地区小水电发电出现的电压与频率等问题，在输入低电压时也能保证满负载运行；

    4）具有防雷电、防浪涌和其它防患措施；

    5）免维护并实现无人值守，具有遥控接口等。近年来我国在电网改造工程上虽然投入不少，但往往由于改造工程不配套及用电不规范，加之电网容量不足，以及输配电设施的性能与质量存在问题，致使通信基站供电存在三相不平衡，电压波动厉害、欠压或过压，浪涌尖脉冲干扰，谐波严重，甚至突然停电等问题和故障，严重影响了通信设备的正常运行，甚至可能造成巨大损失。为此，潘登公司在其SBW/DBW5型专利技术（专利号：01253876.02）的基础上，研制了通信基站专用的自动电力稳压器。它是特别为供电质量较差，电压波动幅度大，三相负荷不平衡的偏远地区设计的低成本稳压器。

2  电力稳压技术

    随着技术的发展，目前常用的是以下4种稳压技术。

    1）机械补偿型稳压技术

    它是利用伺服电机和机械传动与园盘式（或柱式）调压器组成的交流稳压装置。其优点是结构简单、工作可靠，输入范围宽、输出波形好、效率高，对负载无特殊要求，可做成大功率。其缺点是动态响应速度慢，无抗干扰能力，又有机械磨损，电刷长期工作易积碳产生火花，寿命短。

    2）参数稳压技术

    它是利用非线性元件对电路中的电压和电流进行调整，实现输出电压稳定。其优点是电路简单，稳压精度高（±1％），抗干扰能力强，稳压范围宽。其缺点是非线性元件对工作频率敏感，空载时也耗电，并且温升严重。

    3）感应补偿型稳压

    它是利用伺服电机控制传动部件的初级绕组及静态部件的补偿绕组组成。其优点是无滑动触点，可靠。其缺点是用伺服电机控制，动态性能差，另外当输入三相不平衡时中线有可能带电，甚至出现较大电流。

    4）无触点补偿式自动稳压器

    从图1的无触点补偿型自动稳压原理图中不难看出，它与上述3种补偿式稳压器的主要区别在于“补偿”方法上。无触点补偿型自动稳压器的调压系统是“多路补偿变压器组合群体”，通过“多路全桥功率电路来控制多个无触点开关的通断取得正负补偿电压，整个补偿系统无触点，无机械传动，从而大大提高了运行的可靠性，响应速度，精度，稳压范围等。

图1  无触点补偿型自动稳压原理

3  通信基站专用的无触点补偿式自动稳压器（SBW/DBW5A-TJ）

3.1  无触点补偿式自动稳压器工作原理

    通信基站需要稳压范围宽，负载调整率宽，动态响应快，奇次谐波和高频电磁干扰少，防雷、防浪涌，具有遥控接口，免维护并实现无人值守的智能化稳压器。上海潘登电源公司研制成功的专利技术——无触点补偿式自动电力稳压器由多台补偿变压器组成，用固态继电器群组成无触点单元，控制电路由采样系统，主控板及各种显示，保护电路组成。当输入电压波动或负载电流发生变化时，通过采样系统获取电压信号，经过主控板进行判断与处理后输出控制指令，在电压过零同步脉冲的作用下使相应的晶闸管模块接通或关闭，使对应补偿变压器投入或退出工作，以改变补偿电压，从而达到了快速稳定输出电压的目的。

    图2是一相主控补偿单元电路的原理图。图中BT1、BT2、BT3是三个独立的补偿变压器，根据稳压精度及输入电源的范围要求来选择变压器的台数（一般为3－4台，这里选择3台），次级绕组的补偿电压可设制为7V、14V、28V、（或5V、10V、20V）等，当正极性（或反极性）全部投入时可以获得最大正负补偿电压为49V，当最小补偿电压取7V时，稳压精度为3％。

图2  补偿变压器组合单元

    S1～S12固态继电器，其中S1～S4与BT1、S5～S8与BT2、S9～S12与BT3分别组成三个功率全桥电路。其工作过程如下：若由于输入电压Ui升高等原因造成输出电压Uo高于额定值，要求BT1、BT2、BT3中一个（2个或3个）工作，产生反极性电压抵消Ui升高的那部分电压，如经主控板判断需BT1投入时，可触发S1、S4道通。当Uo低于额定值时，需要BT1产生顺极性电压补足Ui所缺的那部分电压，可使S2、S3触发通道。以此类推，如果Ui升高或降低较多时，可使BT1、BT2、BT3同时投入工作，产生较高的反极性或顺极性补偿电压，使输出电压始终稳定在稳压精度以内。

    它是晶闸管交流开关技术和变压器技术的完美结合。主电路通过固态继电器的零电压切换避免了浪涌与高频干扰，且稳压范围宽，负载调整率宽，动态响应快。另外，在主电路上加装了各种型号的滤波器，能防止各种干扰，并安装高质量的浪涌防护器，具有防雷电防浪涌功能，还可根据用户需要（对感性负载大的用户）可配自动功率因数补偿系统，补偿后功率因数可达99％。

3.2  SBW5A/DBW5A-TJ通信基站专用稳压器

    在SBW5/DBW5稳压专利技术的基础上开发的TJ型通信基站专用稳压器，工作稳定可靠，各项技术指标都满足或优于通信基站的需求。

    1）采用分相补偿式调节，A相可任意增加容量，这样就可将单相负载和影响三相平衡的负载接至A相；

    2）稳压范围分为20％、30％、40％、50％4种，三相分调，适应偏远地区小水电出现的电压频率等问题，保证满负载运行，也适应于三相电压不平衡状况；

    3）带远程监控接口，可增加多路控制开关，实现发射机分路控制稳压；

    4）具备多种进线方式（即可上进线，也可下进线），保证了电源接线方便；

    5）在机柜内可加装大容量的雷电浪涌防护器与滤波器，系统地解决通信基站的防雷问题。

4  结语

    目前通信事业迅猛发展，交流稳压电源是通信设备正常运行的保证，而SBW/DBWA-TJ通信基站专用稳压电源则是最好的选择。

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