高频开关电源系统直流并机应用

2012-02-14 来源：中华电源网

关键词：高频开关电源、可靠性、直流并机、浪涌、充电限流功能、电池对充、均流
摘要：
本文介绍了高频开关电源系统直流并机应用心得与体会。由于我只熟悉伊顿施威特克电源故有些观点与看法有一定的局限性，敬请谅解。
背景介绍：
对通信系统不间断高可靠性要求是显而易见的，而通信用电源作为系统能源的供应者比作人的心脏是最恰当不过的。复杂的电网环境如各种不规范的用电设备操作过电压或雷电引起的浪涌是电源可靠性的一大杀手。那么通信电源的可靠性问题日益突现又当如何解决呢？有人想到了直流并机的方案来解决，本人认为可靠性不会成倍增加而可能在0.1~2之间。方案选择不当会落在0.1~1之间, 方案选择适当会落在1~2之间。首先我要感谢已选用了我们施威特克电源的用户对我们产品的信任，我认为其实整流器N+1冗余可靠性已绰绰有余了，也要感谢那些正准备选用我们公司产品的用户，你们选择了一家有15年通信电源专业制造经验的国际大公司合作，所以我推荐你只要一套施威特克电源的“一套”电源就足够了（这里的一套即一个监控器）。
强烈推荐的最佳方案：
两套电源直流直接并机容量也没有限制，工作时只用一个监控器控制整流器工作，另一个监控器为备份。监控器可以人工备份或自动备份，由于施威特克电源产品的监控器都有一个指示监控器正常的继电器，人工备份时可指示监控器故障与自动备份实现起来也比较方便。而此方案的关键点是，两套系统的交流回路供电必须的独立回路。因为导致整套系统的崩溃的首要因数是交流供电中的雷或操作过电压等浪涌。利用两条独立交流回路供电可大大降低整套系统崩溃的概率。可以解决直流并机后的整流器均流，电池充电限流功能。缺点是两套都要用施威特克电源的电源（SM40以上监控器）。
第二方案，直流并机监控器热备份
基本上同第一方案，只是监控器必须为SC200，利用监控器SC200主备功能，因使用SC200成本为更高，但这可以称得上国际先进的完美并机。两台系统之间的控制线也较少而干净利落。
第三方案，二极管并机
二极管并机是一种传统的而比较可靠的方案，新旧两套系统没有限制。缺点是：
1．二极管有压降则耗能高
2．容量有限制，我们最高做到400A

第四方案，为电力部门提供的双并机系统
用于电力的双并机系统，平时两套系统相互独立。只有当其中一套系统整流器有故障且两套系统上有1V左右的压差时两台机器进入并机模式。在手动操作需要特别谨慎，要防止电池间的互充。并机只作为应急使用，长期使用要考虑系统的均流、电池充电限流。
（注：在一组电池或只有其中一套电源有电池的情况下曾用过先合后断开关，保证在切换时负载不断电）。
第五方案，为部队提供的双并机系统
此方案已解决了电池充电限流功能，无电池对充问题。但唯一未解决两套系统的均流问题。注意两套系统必须完全相同，这对应用上有一定的局限性

结语
每一方案都有优缺点和局限性，有的方案只有两套系统都是施威特克的产品才能应用，因而用户可根据实际需要混合使用扬长避短。直流并机方案如果控制比较复杂使用不当将适得其反，不会成倍的提高系统的可靠性，但我觉得比较重要的双并机系统的应用原则是：
1．          输入回路必须选择两个完全不同的独立回路，独立的防浪涌，更好是独立的低压变压器；
2．          控制电路简单，譬如第三种方案就比较简单；
3．          电池设计考虑尽可能靠近负载，对负载有保障；
4．对于电力部门的应用，由于其电网环境较好且应用较规范，整流器N+1冗余可靠性已绰绰有余。这是多年的在电力部门在网运行的整流器模块返修总结而得出的。

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