DETA蓄电池专用设备直流屏（电源）系统应用探析

这些年来，伴着科学技术连番不断向前进步，以及创新能力逐次不停向上提高，各个专用设备针对电源的要求越发变高。这篇章主要是关联ADS - B地面站系统针对设备电源的需求，从配电单元、整流模块、监控模块以及蓄电池组这四个方面着手开展探讨，为了达成相关需求去做配置。

关键词：直流电源；配电；整流；监控

前言

有正、负两个电极的直流电源，正极电位高，负极电位低，两者在与电路连通后，能使电路两端间维持恒定电位差，进而在外电路中产生从正极到负极的电流。直流电源是一种将其他形式能量转换为电能输出给电路，以维持电流稳恒流动的能量转换装置 。

此电源系统具备支持交流以及直流这两种供电方式的能力，在正常情形之下，是以交流供电作为主要方式的，当交流电源出现掉电状况之后，能够毫无间断地自行切换至备用直流电源（也就是蓄电池）来进行工作，当交流电源得以恢复之后，又能够自动恢复至交流供电的状态 。

1)交流/直流电源能同时并联供电，也能单独对设备供电；

2)电源电路有过流、过压保护电路；

3) 具备交流供电特性，其电压范围为220伏正负百分之二十的交流电，频率处在45赫兹到63赫兹之间 。

4) 具备直流供电特性，其供电范围是18至36V DC，在这当中，地面站主机的直流模块所供给的电压为24V，而数据链路通信机的直流模块供给的电压是48V 。

1.工作原理

市电先经过交流配电进行分路，而后进入直流屏的整流模块，经过各个整流模块进行整流，获得＋24V、＋48V的直流电以及220V的交流输出，接着通过汇接进入直流配电，再分多路提供给通信设备以供使用。在正常情形下，系统运行处于并联浮充状态，也就是整流模块、负载、蓄电池并联开展工作；整流模块除了给通信设备供电之外，还为蓄电池提供浮充电流。市电断电之际，整流模块停止开展工作，转而由蓄电池为通信设备供应电力，以此维持通信设备的正常运行状态；市电恢复之后，整流模块再度为通信设备供给电力，并且对蓄电池予以充电，进而补充所消耗的电量。

监控模块运用集中监控的办法，来管理交流配电，管理直流配电，与此同时，借助CAN通讯的途径，接收整流模块的运行信息，还进行相应的控制。而且，监控模块能够通过RS232方式，连接本地计算机，并且能够利用modem或者其他传输资源，连接监控中心，达成电源系统的集中监控组网。

2. 组成

电源系统主要是由交流配电单元构成，并，由直流配电单元组成，且，含整流模块，还有，监控模块也在其中，另外，蓄电池组同样不可或缺 。

2.1配电单元

交流配电的主要功能：

1.交流输入采用 3 极空开，具有短路和过流保护功能。

2.交流输入具有过/欠压保护功能。

直流配电的主要功能：

具备短路以及过流保护性功能的输出负载分路，其分路容量能够依照用户提出的要求予以适当的调整。

2. 电池输入所采用的是熔断器，它具备着短路方面的保护功能，同时也具有过流保护以及告警功能，并且故障状态是能够被检测的。

3.电池电流可检测。

4.直流输出过、欠压告警功能。

5.所有直流输出都有故障检测功能。

2.2整流模块

电力整流模块，为此种将交流电整流为直流电的单机模块，该模块自身具备种类颇为齐全的各类保护功能，诸如输入过压保护，输出过压保护，以及输出限流保护，还有输出短路保护等等 。

1．热插拔

热插拔技术被整流模块所采用，插入整流模块不会产生火花，在一个带电的电源系统里，拔出整流模块同样不会产生火花，并且插入整流模块不会损坏端子，拔出整流模块也不会损坏端子。

更换整流模块的时长当中最短的那个小于1分钟，冲击电流小于或者恰好等于额定输入稳态峰值电流的1.5倍所处的状况有着这样的情况。当模块插入系统时，会发生不会引起系统输出电压的扰动这样的情形。

2．输入限功率控制

采用先进限功率控制方法的整流模块，其输出功率会依据输入电压以及输出电压的变化而产生变化，当输入电压处于176Vac至290Vac范围时（回差小于3V），该整流模块能够输出最大功率（2175W），当输入电压处在85Vac至176Vac时，模块会正常工作，不过会进入限功率模式。

3．温度限功率

45℃或以下环境温度时，整流模块可以满功率输出。

55℃环境温度，整流模块最大输出功率为 1088W。

60℃环境温度，模块允许输出功率为 544W。

65℃环境温度，模块输出功率为 0。

4．输入过/欠压保护

电压输入倘若比80Vac小要不然比295Vac大，黄色指示灯就会点亮，整流模块便会停止运行 。保护事件一旦出现时整流模块会向监控模进行上报 。

块，由监控模块进行告警处理。

5．输出过压保护

处于输出过压状态时，整流模块具备硬件保护与软件保护两种机制，硬件存在过压保护情况，其保护点选取范围是29.5V至30.5V之间，当硬件触发过压保护后，若要开机则需人工进行干预操作。软件保护点能够借助监控模块予以设定，设定范围是28V至29.5V，并且要求该设定值比输出电压还要高至少0.5V，其出厂时的默认设定值是29V。

软件过压保护模式可以通过监控模块选择：

1）一次过压锁死模式

若整流模块出现软件过压情况，整流模块会关机且保持该状态 ，只有经过人工干预才能够恢复。

2）二次过压锁死模式

当整流模块软件实施保护之后，紧接的动作是在关机状态下，5 秒钟以内再次开启电源，要是在规定的时间范围之内（这个时间范围默认设定为 5 分钟，而且能够借助监控模块进行调试设置），出现了第二次的情况 。

首先是次过压的情况，整流模块会关机然后保持这种状态，接着是需要人工进行干预才能够被开机。要是整流模块输出的电流小于5A的时候，整流模块是不会关机的。

人工干预的方式有，能够借助监控模块去将整流模块复位，还能够通过把整流模块从电源系统上分离开来达成复位 。

2.3监控模块

控制、管理核心是整个直流系统的监控系统，其主要任务有：对系统各功能单元以及蓄电池进行长期自动监测，获取系统里的各种运行参数与状态，依据测量数据与运行状态及时加以处理，并且以此作为依据对系统予以控制，达成电源系统的全自动管理，让其工作有着连续性、可靠性以及安全性 。

能够依据系统运行状态，针对被监控对象发出相应动作指令的模块是监控模块，存在自动与手动这两种电池管理方式的监控模块具备支持性 。

手动方式之时，控制动作主要涵盖这些，其一为电池组的“均充/浮充/测试”，这是属电池组的，其二是电池组的“上电/下电”，同样隶属电池组，其三是负载的“上电/下电”，其四是整流模块的“模块调压”，还有整流模块的“模块限流” ，接下来是整流模块的“开直流/关直流/开交流/关交流/复位” 。

于自动方式之时，可自动达成全部电池管理之功能，随后系统能够自动操控电池之放电进程，并且依据设定条件终结放电测试，进而转入电池自动管理，接着依照电池容量情形对电池予以均浮充管理。与此同时，把测试的起始时间、电压，以及中止时间、电压，还有电池放电容量数值记录至电池测试记录里。测试记录需后台维护软件从监控模块那儿获取。

当系统出现直流欠压告警的情况时，系统可以转变为自动工作方式来进行管理，以此防止因手动误控制而致使系统出现异常。

跟这个运用直流电源模块的配套器件，所选用的蓄电池是DC12V/220AH铅酸蓄电池，其数量是4个 。

2.4蓄电池组

对ADS－B地面站系统设备的功耗展开统计，从中能够得出系统总功率是680W（P1），对所获取的这一数据进行分析计算，进而得出用于直流电源模块可带给系统的不间断工作时间：

要预留出，直流电源模块自身安全供电的富裕量，以及损耗为，P1乘以百分之二十 。

2. 直流电源模块的最大负荷P直流电源模块，它等于P1加上，P1乘以百分之二十的结果，其约等于816W 。

在没有市电进行供电的情形下，直流电源模块的电源，以及它外置的由4只DC12V/160AH电池串联输出DC24V组成的电池组，能够提供系统不间断工作的时长。

T等于单只电池容量乘以12V再乘以电池数量，然后除以直流电源模块最大负荷，其结果为160乘以12乘以2再除以816，约等于4.7h 。

经上述计算得知，直流电源模块与配套蓄电池组能够给系统供应持续作业的电量，时长为4.7小时，实际状况会依据工作环境等因素的影响发生些许变动，可满足系统在断电之后4小时内，设备正常开展工作的需要 。

3.该直流电源主要特点

1．整流模块采用有源功率因数补偿技术。

2．整流模块超低辐射。

3．模块功率密度高。

4．整流模块采用无损伤热插拔技术，即插即用。

对于5，整流模块存在输出过压硬件保护、输出过压软件保护，软件过压保护方式存有两种 option ，分别是一次过压锁死模式以及二次过压锁死模式 。

存在完善的电池管理，具备电池低电压保护功能，拥有负载下电功能，能够达成温度补偿的功能，能够实现自动调压的功能，能够做到无级限流的功能，可以进行电池容量计算，能够开展在线电池测试这种功能 。

7．完善的交、直流侧防雷设计。

8．完备的故障保护、故障告警功能。

结语

由此可见，鉴于直流电源持续发展，直流电源系统被广泛应用于通信部门，应用于计算机房，应用于医院，应用于矿井，应用于宾馆，还应用于高层建筑的可靠应急电源，能为系统提供安全且可靠的工作电源，其用途极为广泛。