直流供电系统必须满足通信设备对电源电压的要求,在浮充充电电压和放电电压状态下,必须采取一定的调压措施,始终保证通信设备进线端子上的电压值在规定的范围内。通常采用的调压方式有尾电池调压、降压调压、升压器调压和升降压补偿器调压方式等。
1.尾电池调压
尾电池调压方式是把蓄电池组分为主电池和尾电池。在市电或整流器出现故障时,首先由主电池放电供电,当主电池电压下降到一定值后,再接入尾电池,以提高输出电压。尾电池可以是一级或多级。尾电池调压方式具有可靠性高、输入电阻低和滤波性能好的优点,但尾电池接入时会使电压发生阶跃性变化,而且要求配置控制尾电池接入和断开装置,同时还须解决尾电池的充电问题。图3-4所示是两种尾电池不同的接入方式。
图3-4(a)所示是人字形双刀四口开关接入方式。这是通信局(站)过去普遍采用的方式。平时整流器1给主电池浮充或充电,同时给负荷供电,整流器2给尾电池充电,尾电池处于全浮充状态,人字形双刀四口开关(尾电池开关)处于端子1-2处。当交流电中断时,尾电池开关自动动作,首先接通端子1-2-3处,然后断开1端子,接通2-3-4,以保证供电回路不间断供电。R是为防止在开关动过程作中不致使尾电池发生短路而设的限流电阻。
图3-4 尾电池的调压方式
图3-4(b)所示为尾电池调压方式的另一种形式。在正常工作中,整流器1给通信系统供电,与它相并联的26个蓄电池中的23个主电池经K1接点(约51.3 V)浮充充电。尾电池(3只约6.7 V)由整流器2浮充充电。市电或整流器故障时,主电池电压放电到一定值时,接触器K1打开,K2闭合,加入尾电池继续供电。
2.降压调压
当蓄电池组的浮充电压比负载电压高时,正常供电时需在主电路中串联接入降压元件降压后向通信设备供电。降压调压又可以分为电阻降压、二极管降压和反压电池降压等方式。
1)电阻降压
由于蓄电池组的浮充电压比负载电压高,因此通过串联在配电回路中的电阻降低蓄电池组的电压后对负载供电。当放电供电时蓄电池组的电压下降到一定程度时适时地短路部分乃至全部电阻,可以保证供电电压在通信设备允许的范围之内变动,从而延长供电时间。
2)二极管降压
在正常工作情况下,整流器给通信系统供电,对蓄电池以2.23 V/只的电压浮充充电(假设环境温度为25 °C,下同)。如图3-5所示,这一浮充电压对于通信系统而言太高(2.23 V×电池数)。通过二极管降压,可以把电压降到所希望的值,为此利用硅二极管的正向压降来实现。接触器K1,K2断开,则降压二极管组VD1、VD2被接入主电路。这样K1、K2、VD1和VD2就构成了降压二极管对输出电压的控制。(www.xing528.com)
图3-5 二极管降压方式
当电源出现故障时,由蓄电池对通信系统放电供电。
当蓄电池电压降到一定值时,VD1和VD2先后通过K1、K2接通而短路,使蓄电池电压上升,继续对通信系统供电。
当市电恢复后,蓄电池立即以2.33V/只的电压充电。为此两接触器K1和K2断开,则降压二极管VD1和VD2又被接入主电路。通过这种方法将通信系统供电的电压保持在允许范围内。
3)反压电池降压
把电阻降压方式中的降压电阻改为反压电池,如在铅酸电池组中改用碱反压电池,就能把铅酸电池组的电压降到负载所需要的电压范围。放电供电时,逐个切除碱反压电池,就能保持供电电压在通信设备允许的电压变动范围之内,延长供电时间。显然,这种降压方式的接入和切除机构复杂,维护较麻烦,因此,在实际工作中基本不采用此法。
3.升压器调压
把尾电池调压方式中的尾电池换成升压(变换)器,则构成升压器调压方式。这种方式能进行电压微调,保持供电电压恒定,适合对电源电压要求严格的通信设备供电时使用。因升压器电路复杂、可靠性低、价格较贵,因而其使用受到了限制。
4.升降压补偿器调压
在同一个电信局(站)中,如果有两种不同供电电压的电信设备,则可以采用升压和除压补偿器的调压方式。如果工作在常规直流需要的低容差工作电压下,则可以插入用于升降电压的补偿器。这个补偿器必须补偿电信系统与充电和放电蓄电池之间的电压差。
需要说明的是,随着技术的发展,现在许多通信设备工作电压允许的变化范围已经可以做到很宽(36~72 V),直流供电系统通常情况下不再需要通过上述调压方式进行小范围调压,就基本可以满足通信设备的正常工作需要。
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