供電原理與設計往上一頁

1. CATV電源供給的種類

   CATV系統涵蓋的範圍很廣，而在幹線，饋線系統的主動元件，其各放大器間通常相距好幾百呎以上，且必需供給電源。放大器的發展目前是使用比以前還小的電功率，以便電源能與電視RF信號在同一電纜上傳送。而為了避免使用DC電流產生電解（electrolysis）問題，目前CATV系統使用60HzAC電源，作為幹線與饋線系統放大器之電源。

    同軸電纜可以承載相當高的電壓位準，但由於政府規定和安全顧慮而採用較低電壓，目前新的系統使用放大器是需用4 0至60VAC，此低壓取得是由市電60Hz，110VAC降壓至60VAC的方法，而此AC60V電壓以同軸電纜，經由線上被動元件送至每一放大器。

    目前有兩種CATV電源供給型式，它提供60VAC至CATV的傳送系統，就是AC與備用（standby）兩種電源供給，在正常使用情況下，兩型都將110VAC變換為60VAC，僅在不正常使用的電源情況下，備用電源供給（standby power supply ）才提供60VAC至CATV分配系統。

    (1)AC電源供應(AC power supplies)：

          AC電源供應之輸入電壓是一般用的110伏特

      AC，110VAC經由隱壓磁諧振變壓器(Constant-

      voltage  ferroresonant  transformer) 降至60伏特

      AC，(如圖1)，此隱壓輸出，以同軸電纜傳送至幹線

      的電源插入器(POWER INSERTER)，或送至幹線放大

      器上的專用AC電壓輸入端，以提供幹線和饋線系統

 

放大器所需的AC輸入電壓。                                 

圖1

  (2)備用電源供給(standby power supplies)：

           當正常使用電源情況（90∼130VAC），如圖2在備用電源供應器的AC模組，磁諧振變壓器會將使用電源輸入電壓，降低至60伏特AC，此變壓器也提供45伏特AC至備用模組的電池充電器(battery charger)在電池上維持浮動充電(float charge)，以確保在不正常使用電源情況下，能有適當的備用電源 時間（2∼4小時）。

圖2CATV備用電源供應簡單方塊圖

                                                                                                        

    當不正常使用電源情況（總損失，小於90VAC或大於130VAC），在備用模組的感測電路，會將磁諧振變壓器輸出切斷，並連接電池輸出至變換器(inverter)，它是將DC變換為AC之轉換器，啟動變換器，並經由一個轉換繼電器(transfer relay)將負載(CATV分配系統)轉至變換器的輸出端，如此，備用電池的功能就像電源的二側，它提供一個輸出電壓(36伏DC)，此電壓藉著變換器變換成60VAC而分配至CATV放大器。當使用電源恢復成正常操作情況10秒鐘後，電纜系統經由轉換繼電器，再連接至AC模組中磁諧振變壓器的輸出端。

 

 2、供電設計的方法

        電源供應器輸出的電壓為60VAC，電流範圍一般從12A∼15A。電源供應器是經由電源插入器，將電源插入傳送系統中，電源供應器在整段線路的地理位置，一般是在中間部份，以使電流平均地分配至兩邊，如圖3所示。



 

圖3

 

 

    另外也有兩線路的端點加入電源（如圖4）。

                           圖4

    以下就以一個例子來說明系統供電的設計方法

    首先要知道下列幾項參數(parameters)：

    (1)各種放大器的消耗電流值(DC電流)。

    (2)使用電纜線的線徑與迴路電阻。

    (3)每節電纜線的佈放長度。

  每個放大器所消耗的電流值，由廠商資料可查，或間接地

以消耗功率除以工作電壓求得。

  而迴路電阻(DC loop resistance)是指電纜的中心導線的電阻

與電纜被覆導體(隔離層)的電阻之和。


    在ＣＡＴＶ，放大器一般是以串接方式組成，放大器電源電壓的計算，如圖5所示，愈靠近電源供的電流愈大。

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

【例】如圖6所示ＣＡＴＶ線路，若幹線放大器，(A1,A2,A3,A4,A7,A8,A9,A11)消秏電流0.8A，線路延伸放大器(A5,A6,A10)消耗電流0.5A，幹線電纜使用0.75吋，其迴路電阻由表1查出為0.75W/1000呎，饋線電纜0.5吋，迴路電阻0.70W/1000呎，其每節長度如6圖示，求每一放大器的輸入電源電壓。

 

【解】己知：

      IA1=IA2=IA3=IA4=IA7=IA8=IA9=IA10=0.8A

      IA5=IA6=IA10=0.5A

      C1,C3,C4,C5,C6,C7,C8每單位電阻0.75W1000呎

      C2,C9,C10每單位電阻為1.70W/1000呎

    第1步求出每段迴路的電阻：

      C1=C3=C4=0.75W´2.3=1.73W

      C5=C6=C7=C8=0.75W´2.1=1.58W

    第2步求出每段迴路流過的電流（如圖7）

      IC1=0.8A

      IC2=0.5A

      IC3=0.8A+0.5A+0.8A=2.1A

      IC4=2.1A+0.8A=2.9A

      IC10=0.5A= IC9

      IC8=0.5A+0.8A=1.3A

      IC7=1.3A+0.5A+0.8A=2.6A

      IC6=2.6A+0.8A=3.4A

      IC5=3.4A+0.8A=4.2A


 



　

第3步求每段的電壓降（即每一放大器的輸入端電壓）從電源供給側開始：

EA1 = 60V-(1.58W ´ 4.2A) = 60-6.64＝53.36V

E A2 = 53.36V-(1.58W ´ 3.4A) = 47.99V

E A3 = 47.99V-(1.58W ´ 2.6A) = 43.88V

E A4 = 43.88V-(1.58W ´ 1.3A) = 41.83V

E A5 = 41.83V-(1.70W ´ 0.5A) = 40.98V

E A6 = 43.88V-(1.70W ´ 0.5A) = 43.03V

E A7 = 60V(電源插入器電壓)

E A8 = 60V-(1.73W ´ 2.9A) = 54.98V

E A9 = 54.98V - (1.73W ´ 2.1A) = 51.35V

E A10 = 51.35V - (1.70W ´ 0.5A) = 50.50V

E A11 = 51.35V -(1.73W ´ 0.8A) = 49.97V

由計算得知每一放大器輸入電源電壓皆不低於40V，僅EA5在下限的臨界點。全線路總消耗電流為7.9A(4.2A+3.7A)電源供應器的總消耗電流應10A以上（以80％下常供電計算）。

 

３、放大器內部供電說明

放大器內部的供電如圖8所示，在左右兩側的RF/AC端子分別傳送RF信號與AC60V電源，而AC60V電源因C1，C2阻隔不能進入放大器內部，而由L1，J1，J2，L2傳送，假若AC60V由左側RF/AC端子輸入，則AC60V經L1，J1送至下端本身的電源供應器，若AC60V要往後傳送時，需要將跳線J2插上（或插在PASS位置），若不要往後傳送時，就需將J2拔掉（或插入Block位置）。


                                                                            圖8延伸放大器內部構造

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