一、整流器概述
1、整流器的定義
整流器（rectifier）在GB/T 1417《常用電信設備名詞術語》中的定義是：將交流電轉換為直流電的電子器件或裝置。對于通信用整流器，早期稱為半導體整流器，隨著半導體整流器技術的發展，半導體整流器按照電路中變流器件的開關頻率不同，經歷了低頻整流和高頻整流，低頻整流器也稱為相控整流器，高頻整流也稱為斬控式整流器，即高頻開關整流器（SMR，Switch Mode Rectifier）。
2、整流器的工作原理簡述
簡單地說，高頻開關整流器的工作原理是“兩個變換”，第1步是“AC/DC變換”：將交流電源輸入經整流濾波成直流；第2步是“DC/DC變換”：再通過高頻控制（在通信用整流器中通常采用脈沖寬度調制（PWM））信號控制開關管，將直流加到開關變壓器初級上，開關變壓器次級感應出高頻電壓，經整流濾波得到額定直流電壓供給負載。另外，輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，以達到穩定輸出（穩壓）的目的。所謂高頻，我國目前一般采用的開關頻率為50~100KHz，也有高達200~450KHz。采用高頻換流技術可使變換器的變壓器的體積、重量大為減小。因此，高頻開關電源技術以其高效、可靠、小型、易于集成化、模塊化和智能化等顯著特點而成為現代通信直流供電系統的主選。整流模塊的體積和重量與頻率的關系一般詳見下表1-2，以48V整流模塊為例，供參考。
表1-2：整流模塊的體積和重量與頻率的關系
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3、整流器的分類
目前經常可以見到不同種類的高頻開關整流器，歸納起來有5種分類方法，共11個種類，其分類方法及各種類的含義詳見下表1-3-1。另外，高頻變換器（也稱DC-DC變換器）是高頻開關整流器核心部件之一，因變換器的輸入輸出電壓關系、變換器的工作狀態和電路結構等的不同，可分為不同類型的變換器，其變換器的分類方法和分類名稱詳見下表1-3-2。
表1-3-1：高頻開關整流器的分類及各種類的含義
表1-3-2：高頻變換器的分類和名稱
二、通信用高頻開關整流器
1、概述
我國通信用整流器基本上經歷了兩代，即相控整流器和高頻開關整流器。在上世紀90年代前，通信用整流器一直使用的是相控整流器，但相控整流器存在著功率因數低（需要電容柜對其無功功率進行補償）、體積重量大、消耗銅鐵材料多（工頻變換變壓器體積大）等缺陷，另外還有當采用閥控式密封蓄電池后，相控整流器不能不能提供浮充電壓的溫度補償功能等。因此，隨著整流器技術的發展，在上世紀90年代后期，通信用整流器逐步用高頻開關整流器取代了相控整流器，目前通信用整流器全部采用的是高頻開關整流器。下表2-1是相控整流器與高頻開關整流器的特點簡單對比，供參考。
表2-1：相控整流器與高頻開關整流器的特點對比
在現代通信電源系統中，高頻開關整流器得到了普及應用。其在實際應用中，通信用高頻開關整流器根據其標稱輸出電壓，有低壓整流器（-48V或24V）和高壓整流器（240V、336V等）之分。這是因為，相對傳統通信系統，通信設備所使用的直流供電電壓均為低壓系統；由于傳統通信系統與信息計算機通信系統的高度融合后，其數據通信設備（如服務器、路由器等）所使用的直流供電電壓目前通常為高壓系統。
欲詳細了解通信用直流供電系統介紹的請進入：低壓直流供電系統；高壓直流供電系統
2、組成
通信用高頻開關整流器通常為模塊化設計，若干個整流模塊輸出端并聯運行，自動均流。通信用高頻開關整流器（整流模塊）的功能電路的組成通常如下圖2-2所示（有11個功能電路），各功能電路的作用簡述于下表2-2中。
圖2-2：通信用高頻開關整流器的功能電路的組成示意圖
表2-2：通信用高頻開關整流器的功能電路的作用簡述
3、容量配置
在直流供電系統設計時，為確保高頻開關電源容量配置合理，應首先對使用直流的通信設備按近期負荷與遠期負荷分別進行負荷電流統計。高頻開關整流機架容量應按遠期負荷配置，以確保直流供電系統擴容方便；整流模塊總容量應按近期負荷配置，以避免初期配置過大而造成浪費，同時也能防止蓄電池充電電流太大，造成正、負極板活性物質脫落，析出氣體增多，從而影響蓄電池的壽命。
整流模塊所采用的冗余的方式，一般來說，可以采取的方案有容量冗余、冗余冷備份方式、并聯均流的N+1備份方式、冗余熱備份方式。其各種備份方式的含義詳見下表2-3。根據我國相關技術標準（YD/ 1051等）及相關工程建設標準（GB 51194和GB51215等）的有關規定，直流供電系統的整流模塊配置應按N+1冗余方式確定，其中N為主用整流模塊數，N≤10時，備用1個；N>10時，每10個備用1個。
表2-3：整流模塊可采用的冗余的方式
主用整流模塊的總容量應按通信負荷電流和蓄電池組均充電流（10小時率充電電流Ⅰ10）之和確定，即：
Ⅰ主用=Ⅰ負荷+Ⅰ充電
式中，Ⅰ主用是主用整流模塊總容量（A）；Ⅰ負荷是通信設備近期負荷電流（A）；Ⅰ充電是蓄電池均充電流（A），一般取10小時率充電電流Ⅰ10。
在計算確定出主用整流模塊的總容量后，單個整流模塊的容量應根據生產廠家定型整流模塊系列確定，整流模塊容量不同，計算出的主用整流模塊數也不同。整流模塊容量選擇不應過大，否則配置整流模塊數太少，例如在負荷電流為40 A時，如果選擇50 A的整流模塊，主用整流模塊數為1，按N+1配置，直流供電系統整流模塊數為2，一旦某個整流模塊出現故障時，直流供電系統可靠性將大大降低。整流模塊容量選擇也不宜過小，否則配置的整流模塊數太多，將給直流供電系統安裝維護帶來不便。
因此，在直流供電系統設計時，應根據直流供電系統容量，結合定型生產的整流模塊容量系列和整流機架容量系列，合理確定單個整流模塊的容量，在一般情況下，一個直流供電系統整流模塊數不宜小于3個，不宜大于20個。
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4、技術要求
鑒于通信用高頻開關整流器，有低壓整流器（-48V或24V）和高壓整流器（240V、336V等）之分。我國相關標準對相應的整流器給出了相應的技術性能要求。
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三、關于通信用高頻開關電源系統
1、概念
在我國通信行業標準YD/T 1058《通信用高頻開關電源系統》中給出的定義是：一般指在一個機架（箱）或多個機架中，由交流配電部分、高頻開關整流模塊、直流配電部分和監控單元組成的電源系統。因此，通信用高頻開關電源系統的組成框圖如下圖3-1所示。
圖3-1：通信用高頻開關電源系統的組成框圖
我們知道，通信電源為了保證通信設備的可靠供電，對于交流供電有交流不間斷電源系統，我們稱之為交流UPS；那么，對于直流供電的直流UPS，實際上就是指通信用高頻開關電源系統。通信用高頻開關電源系統與后備蓄電池連接，就確保了通信設備用直流電源的不間斷供電。之所以稱為高頻開關電源系統，是因為系統采用了高頻開關整流模塊。
2、分類
根據YD/T 1058的規定，通信用高頻開關電源系統的分類方法，有按安裝方式分類、按結構分類和按工作環境分類，具體的分類的種類詳見下表3-2中。
表3-2：通信用高頻開關電源系統的分類方法
3、技術要求
在YD/T 1058中，分類給出了組成的四部分的技術要求和系統的技術要求。目前主要是針對直流低壓供電系統（48V）。
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