浅谈广播电视微波站开关电源对蓄电池的管理

付 强

(山西广播电视无线管理中心，山西 太原 030001)

在微波传输系统中，蓄电池和开关电源的正常稳定运行是不间断工作的重要保证。除蓄电池自身的问题外，能否运行在最佳状态，达到最长寿命，与开关电源精确的控制和管理有着密不可分的关系。因此，需正确处理蓄电池与开关电源的关系，从而提高微波系统的可靠性。微波传输系统的直流供电部分主要由开关电源和蓄电池组构成。对蓄电池的合理有效的管理，能够有效延长蓄电池使用寿命，最大程度保证电源系统稳定工作，也有利于节约成本。

1 阀控式密封铅酸蓄电池维护特点

阀控式密封铅酸电池性能稳定、可靠、易维护，对温度极其敏感，不允许过度充电和深度放电，对管理和充电设备要求较高，使用和维护不当会影响蓄电池的使用寿命。

1) 蓄电池不适合较长时间存储，长时间搁置会导致电池寿命缩短。

2) 设置恰当的浮充电压。如果预设浮充电压过低，将引起电池容量不足，并且由于长期充电不足会使电池硫酸盐化。在市电断电时，会造成电池放电电压下降过快，导致通信中断。浮充电压过高会缩短电池寿命。在30 ℃ 温度条件下，单体电池电压增加0.1 V电池寿命将可能会减少一半。

3) 提供合适的环境温度。阀控式密封铅酸蓄电池在25 ℃浮充电状态下使用，寿命可达10～25年。在25～50 ℃范围内，环境温度每增加10 ℃，电池寿命可能将减少一半。

4) 不同厂家、规格、批次的蓄电池不可混用。

5) 在浮充状态下，单体电池电压2.1 V以下时，说明电池已经达到寿命终点。电压在2.1～2.18 V之间，或有变形、漏液现象，则应当及时维修或者更换。

2 智能开关电源对蓄电池的管理

智能开关电源在提供可靠安全的电流输出的同时，另一个重要功能是蓄电池管理，为蓄电池提供浮充、均充、充电限流、电池保护、温度补偿等功能，使蓄电池达到最佳使用效果。

2.1 充电限流功能

充电电流应严格限定在一定范围内，一般为0.05C10～0.3C10(C10为10小时率的放电容量)[1]。电流过大会产生大量气体使电池膨胀变形，使电池损坏；充电电流过小，会导致蓄电池长期不饱和，影响电池正常寿命。

2.2 自动浮充和自动均充管理功能

浮充是为了维持蓄电池容量饱和。目前使用的数字微波设备蓄电池组处于浮充状态时电压为53.6 V，与开关电源供电电压一致，在此条件下，电池能够保持最佳运行状态。浮充电压不能设置过低，否则会造成蓄电池欠充，在市电停电时，放电电压下降过快导致停传[1]；浮充电压也不能设置过高，因为长时间过度充电会引起电池内部压力增大，影响蓄电池使用寿命[1]。

蓄电池组在正常使用过程中，会产生单体电池电压、内阻等改变的不均衡状态，电池组不均衡会导致输出电压、容量下降,此时,需要对蓄电池组充电电压提高到55～57 V,称为均衡充电[2]。在下列使用情况下会导致蓄电池组的不均衡：

1) 当蓄电池组中两个以上单体电池电压低于2.18 V[2]；

2) 蓄电池停用三个月以上；

3) 蓄电池组浮充运行三个月以上[2]；

4) 放电深度达20%以上[3]。

均衡充电时间一般设置为10小时。

2.3 电池保护和二次下电功能

蓄电池寿命与放电深度有极为密切的关系，超过额定值的深放电会造成电池极板表面产生大颗粒结晶，降低极板活性物质的孔率，从而大大降低电池的寿命，甚至报废。当蓄电池电压下降到最低工作电压时，开关电源通过继电器切断电池回路。交流供电恢复后重新进行充电[2]。

开关电源还提供了二次下电功能。开关电源根据设备的功率大小不同，设定一个二次下电的电压值。当电压达到此电压值时，开关电源断开次要负载的输出。当电压继续下降到保护电压，开关电源断开所有负载。

在广播电视微波站微波系统电源管理中，相较于对电池的保护，保证微波系统的不间断安全运行更为重要，在开关电源安装时，会关闭欠压保护功能，并且将二次下电开关短接，保证蓄电池放电时间达到最长，最大限度地保证微波传输。

3 故障案例分析与处理

蓄电池的使用寿命和开关电源的参数设置关系密切，开关电源的可靠性同样影响到微波设备的供电安全，下面分析一例开关电源由于生产工艺和电路设计问题引起的故障现象。

3.1 故障现象

某品牌高频开关电源在使用过程中，控制模块告警灯亮起，模块显示屏显示：供电电压53.65 V、电池电压为0 A、告警信息显示电池熔丝告警。

3.2 故障诊断

微波机架和复接设备等设备用电总电流为16 A左右，而开关电源所使用的电熔丝熔断电流为315 A，因电流过载导致熔丝熔断的可能性很小。直接测量控制电路板-48 V供电插座电压正常，而在测量负载继电器吸合供电插座时却无电压。由以上现象确定，故障原因是负载继电器因无吸合电压释放，断开了蓄电池组与负载的连接。

在该故障出现的情况下，如果遇到市电停电，微波机架会发生掉电导致停传，造成重大播出事故。

3.3 解决措施

经检修发现，此故障为开关电源控制电路板双稳态继电器等元件虚焊接触不良，用手按动时，负载继电器吸合。将控制电路板重新焊接后，开关电源恢复正常。

4 结束语

对蓄电池的维护管理好坏，决定了微波传输系统的安全与否，在开关电源具备完善的自动化管理功能的同时，维护人员需要深入掌握电源知识，积累经验，在维护检查中作出正确判断和处理，才能及时排除故障，保障微波系统的运行安全。