LVDS串聯和並聯性能分析
當代通信電源系統中採用蓄電池和整流模組並聯冗餘供電。蓄電池既是其中的重要組成部分,也是薄弱環節,因此加強對蓄電池的管理,改善其使用狀況,對有效延長蓄電池使用壽命具有重要的意義。利用LVDS使負載下電是延長蓄電池使用壽命,提高系統可靠性的一個重要途徑,因此LVDS控制的可靠性顯得尤為重要。
通訊電源系統的負載下電通常包括一次下電和二次下電,即一次和二次LVDS控制。其工作過程為:交流無輸入時模組停止輸出,此時蓄電池開始給負載供電。隨著蓄電池放電,電池電壓下降到某一設定值時,系統發出欠壓告警,當電壓繼續下降到第二設定值時,直流配電單元使一次LVDS斷開,切斷次要負載的供電即一次下電,當電池放電到終止電壓時,二次LVDS斷開,切斷主要負載供電,即二次下電,電池停止供電,此時系統發出告警。市電恢復時,整流模組重新投入工作,給負載供電,兩個LVDS自動閉合,而且對蓄電池進行均衡充電,電池充滿電後,電源系統自動進入浮充工作狀態。
二次下電的好處是在保證蓄電池不過放電的同時,可以給重要設備提供更長的供電時間,儘量減少通信中斷的損失。常用的LVDS下電組合方式又通常分為串聯LVDS和並聯LVDS兩種,下面對這兩種組合方式進行分析。
一〃串聯方式和並聯方式特點分析 1. 串聯方式:
這是最常見而且被廣泛應用的一種LVDS下電方式。電池放電時, 二次下電LVDS2相當於一次下電LVDS1的總開關,稱作串聯LVDS如圖1, 所以二次下電LVDS2必須流過所有的負載電流,故對LVDS2容量的有一定要求,並且按照國家和行業標準對LVDS的壓降必須小於500mV的要求,串聯方式具有較大的壓降,故對設計和製作工藝要求較高. 但根據新設計的MCS1800C的測量結果為478mV,小於500mV ,符合國家要求.
圖 1 串聯LVDS示意圖
2. 並聯方式:
這種下電方式應用的場合較少。由於負載的一次下電和二次下電分別由兩個LVDS獨立進行控制,稱作並聯LVDS如圖2, 所以一/二次下電LVDS1/LVDS2只須流過自己負載的電流,故對LVDS容量的要求較串聯方式低。並且按照國家和行業標準對LVDS的壓降必須小於500mV 的要求,並聯方式具有較小的壓降,故對設計和製作工藝要求較低.
圖 2 並聯LVDS示意圖
二〃串聯方式和並聯方式風險對比
LVDS是輸出回路非常重要的器件,它的異常工作將直接導致如倒站、電池放虧等重大事故,因此把串聯LVDS和並聯LVDS風險進行比較,對系統設計具備一定的指導作用。
下面對由於LVDS控制失誤或失效導致其斷不開或合不上的風險,把串聯LVDS和並聯LVDS兩種方式進行比較。其中, 假設兩個LVDS中同時只有一個故障(該斷時, 斷不開或該合時,合不上)出現,按照新設計的MCS1800C系統,具體分析如下圖。
表1 串聯方式和並聯方式風險對比
故障表現 故障可能的情況 由於電池放電到終止電壓時,還一次下電LVDS1故障 可以安全的二次下電,只是放電時間較短,所以風險很小 導致電池放電到終止電壓以市電來電,系統之前已經倒次要負載無法供電,風險小 該斷時, 斷不開 該合時,合不上 二次下電串聯 LVDS2故障 下,即電池放虧,所以風險較大 站,無風險 二次下電後 電池繼續放電 根據現有設計, 電池放電到終止電壓後, 基本可以切除所有電池所帶負載,電池放電電流很小。 無 一次下電導致電池放電到終止電壓以次要負載無法供電,風險小 LVDS1故障 下,即電池放虧,所以風險較大 市電來電,主要負載無法供二次下電並聯 除CSU以外,所有模組輸出的均二次下電後 直接連到電池兩端,導致電池放電池繼續放電 電到終止電壓後,電池還必須提供一定灌電流,具有對電池持續放電的風險。* *注:對於***新模組來說,每一個模組具有23.4mA灌電流,若系統滿配十一個模組,電池必須提供大於250mA的放電電流。
無 導致電池放電到終止電壓以LVDS2故障 下,即電池放虧,所以風險較大 電,次要負載物供電,風險較大 綜上所述,二次下電在保證蓄電池不過放電的同時,還可以給重要設備提供更長的供電時間,儘量減少通信中斷的損失。LVDS的串聯相對于並聯來說,具有風險小,技術成熟的特點,能夠滿足國家和行業標準的要求。