數字分布式供電系統
直流供電系統是電子半導體器件,綜合自動控制、計算機(微處理器)技術、電磁技術和通訊技術的多學科邊緣交叉技術,在保證通訊系統,電力系統的正常工作起著關鍵作用.低成本、低功耗、低污染、高效率、高可靠性、易于維護等要求促使供電系統不斷在技術上有新的改進. 一個典型的供電系統包括開關電源模塊、電源饋出單元、系統信息采集與控制單元、系統監控單元和其他智能設備(如接地選線與蓄電池在線監測裝置等), 對各個部分進行數字化改進并且應用分布式方式重新整合個單元的功能適應對這些挑戰的手段之一.


        (一)開關電源模塊:目前的開關電源模塊多為模擬信號控制,會產生不利于智能控制、信號的畸變失真、雜散信號的干擾,不易于故障自診斷、容錯等技術等的發展.采用數字信號處理為基礎的DSP系統與傳統的模擬信號處理系統相比較有以下優點: 第一,接口簡單、方便.由于數字信號的電氣特性簡單,不同的DSP系統相互連接時,在硬件接口上容易實現.在數據流接口上,各系統間只要遵循特定的標準協議即可,利于實現與系統監控單元等多的信息交流,實現全面的四遙功能,可以對模塊采用實時遠程診斷,另外采用數字通訊避免了采用模擬遙調方式控制線引入的各種干擾,有利于提高模塊本身工作的穩定度.第二,精度高,穩定性好.數字信號處理僅受到量化誤差和有限字長的影響,處理過程不引入其它噪聲,因此具有較高的信噪比,而模擬系統的性能受到元器件參數性能影響比較大,在數字系統中模塊本身的遙調遙控信號來自于監控單元提供的數字信號,能夠有效避免外界的串擾,實現輸出穩流和穩壓的更高精度.第三,編程方便,容易實現復雜的算法.在DSP系統中,DSP芯片提供了一個高速計算平臺,系統功能依賴于軟件編程實現,基于可控軟件平臺實現更大的靈活性、更高的智能化程度,不僅可控制電源,而且還能提供諸如智能故障管理、數字電流共享與激活沖擊控制等功能.第四,集成方便.現代DSP芯片都是將DSP芯核及其外圍電路綜合集成在單一芯片上,這種結構為減小體積,簡化復雜的控制系統提供了基礎.目前的DSP芯片已達到90億次浮點運算/秒(9000MFLOPS),按照CMOS的發展趨勢,DSP的運算速度再提高100倍是完全有可能的,能有效的提高模塊的瞬態響應.第五,采用統一的DSP處理方式可以有效的減少元器件數量,提高穩定性,降低成本.
        (二)系統信息采集與控制單元與系統監控單元:傳統的監控是將信息采集與系統管理的功能合而為一,在無人值守的情況下無法滿足系統的運行需要,把信息采集作用分離出來,并進行A/D轉換,組成信息采集模塊是很有效的解決方式,如充放電電流、電池組電壓、系統電壓、交流輸入切換、短路器開關狀況、溫度、濕度以至于空調控制、煙感等;監控單元的的作用就可以作為系統級的控制、數據分析并兼有后臺的功能,如故障告警、部分故障分析、均/浮控制、信息后傳等功能,方便與系統維護、調試.
       (三)分布式供電:現代大型通信系統、電力變電所等場合,設備多而且距離較遠.傳統的集中式供電系統在供電的可靠性、靈活性方面面臨挑戰.如果集中式供電電源產生故障就會形成整個局、站的停電事故;電源到負載的距離越大,配電電線的寄生電感在負載電流高速變化時所導致的電壓波動也就越大,另外一方面,各負載的電源在供電端是并聯在同一段母線上的,如果某負載的啟動沖擊電流或者是寄生干擾過大就會返回到電源系統中形成疊加.最理想的做法,便是每塊板或每一類相關設備有一個獨立的電源進行供電,但是它的缺點是成本較高,折衷的辦法是采用單元供電方式, 將眾多的負載分成易于單獨供電的負載單元,為各個單元單獨建立獨立的供電電源,然后通過集中監控單元對子供電系統的信息管理與控制進行整合.在通訊局站中低電壓、大電流已經成為不可逆轉的趨勢,減少電源與負載間的供電距離,是提高穩定性和減少干擾的必然選擇,采用分布式電源不僅能滿足以上的要求,而且在未來系統擴容、電源更換方面有明顯的優勢.


        數字分布式開關電源系統有著許多顯而易見的優點,是供電系統發展的必然趨勢,可以分用戶提供易維護、高可靠性的電源解決方案,同時建立數字開發平臺可以有效的減少新產品開發中的成本、提高開發速度、同時形成的遠程維護能力使系統易于調試,有效控制系統售后服務的成本.