48v嵌入式通信電源解決方案_secret

1、48V嵌入式通信電源解決方案摘 要：隨著通信行業(yè)的大力發(fā)展，農(nóng)話、小交換點、傳輸基站、接入網(wǎng)、廣電等領域在 基礎建設上進行了大力投入，對中小容量電源的需求也日益旺盛，鐵路等專網(wǎng)領域亦如此。在目前正能ZNDU系列產(chǎn)品中，中、小容量的組合電源系統(tǒng)主要包括 ZNDU90B、ZNDU180、ZNDU300以及ZNDU90E關鍵字：關鍵詞：嵌入式 整流器 配電 監(jiān)控 無損吸收 熱插拔一、前言隨著通信行業(yè)的大力發(fā)展，農(nóng)話、小交換點、傳輸基站、接入網(wǎng)、廣電等領域在基礎建設上進行了大力投入，對中小容量電源的需求也日益旺盛，鐵路等專網(wǎng)領 域亦如此。在目前正能ZNDU系列產(chǎn)品中，中、小容量的組合電源系統(tǒng)主要包括Z

2、NDU90B、ZNDU180、ZNDU300以及ZNDU90E，這些系 統(tǒng)在某些方面已不能完全滿足用戶多樣化的需要。為滿足市場需求，增強ZNDU系列組合電源在中、小容量領域的競爭力，以嵌入式整流器組成的電源系統(tǒng)的研制 被提上日程。正能實業(yè)以ZXD800E 15A開關整流器為基礎，組成了ZNDU45和ZNDU150兩種系統(tǒng)，下文分別予以介紹。二、ZNDU45-45A嵌入式電源系統(tǒng)ZNDU45是為接入網(wǎng)配套開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)，寬19英寸。該系統(tǒng)集交直流配電、整流器、監(jiān)控單元于一體，滿配置額定輸出為-48V/45A，良好的電磁兼容設計使得系統(tǒng)可以用于一體化的接入網(wǎng)機架而和接入網(wǎng)設備互不干擾。系統(tǒng)的外形

3、共有6個槽位：整流器占3個槽位，交直流配電單元占2個槽位，監(jiān)控單元占一個槽位。系統(tǒng)采用插箱結(jié)構(gòu)，整流器和監(jiān)控單元采用熱插拔方式，安裝、維護方便。 整流器單元采用最先進的功率變換技術，在全負載范圍內(nèi)都有很高的轉(zhuǎn)換效率。損耗減少，不僅為用戶降低了運行成本，而且使系統(tǒng)的可靠性得到有效保證。功率 因數(shù)校正技術的應用，一方面提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)（接近于1），另一方面使后級功率變換電路的直流輸入電壓相對穩(wěn)定，工作更加可靠，在交流輸入 （130300）V的范圍內(nèi)整流器可以輸出額定功率。由于使用小容量電源系統(tǒng)的地區(qū)電網(wǎng)大多不穩(wěn)定，有些地區(qū)甚至使用的是極其不穩(wěn)定的小水電，嵌入式整 流器對交流電網(wǎng)極強的適應能力使

4、得在電力不穩(wěn)定地區(qū)也可放心使用。 系統(tǒng)滿配置為三個整流器，每個整流器的額定輸出為15A。由于接入網(wǎng)一體化機架的用電量不大，如果以更大容量的整流器組成系統(tǒng)供電是不合適的，因為如 果以單個大容量的整流器供電，系統(tǒng)沒有備份，不安全；如果以2個或更多的大容量的整流器供電，則不經(jīng)濟，出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。而以15A整流器組成 系統(tǒng)，既經(jīng)濟，備份方式也更加合理。交直流配電單元完成交流電源的輸入與防雷保護、直流輸出的分配、蓄電池的接入與保護等功能，并為監(jiān)控單元提供檢測信號。由于系統(tǒng)的容量很小，系統(tǒng)采用單相 交流電源供電，在交流輸入（130300）V的范圍內(nèi)，系統(tǒng)可以正常工作。由于該系統(tǒng)主要用于一體化的接

5、入網(wǎng)機架，配電單元遵循“簡單即可靠”的原則， 為接入網(wǎng)一體化機架度身定做，經(jīng)濟實用。監(jiān)控單元是系統(tǒng)的核心。實時檢測交直流配電單元、整流器單元和蓄電池組的工作狀態(tài)，對數(shù)據(jù)進行分析、處理，根據(jù)分析的結(jié)果完成系統(tǒng)的管理功能。監(jiān)控單元具有本地的人機界面并可以通過多種傳輸方式和監(jiān)控中心連接，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。三、 ZNDU150 150A組合電源系統(tǒng)ZNDU150 150A組合電源系統(tǒng)采用獨立的一體化組合電源機架，整機外形尺寸和ZNDU600E 600A組合電源系統(tǒng)兼容，高、寬、深分別為2000、600、660mm。系統(tǒng)集交流配電、整流器、直流配電、監(jiān)控單元、二次模塊、蓄電池組為一體，可 廣泛使用于中、小容

6、量的程控交換局、移動基站、衛(wèi)星地球站等場合，尤其適用于為農(nóng)村電話支局、微波中繼站、鐵路信號站的通信設備供電。良好的電磁兼容設計 使得系統(tǒng)可以和主設備放在一起而不互相干擾。系統(tǒng)的共分三層：上層為交流配電單元和直流配電單元。交流配電單元位于機柜 的上部前方，完成交流輸入的防雷保護、多路交流輸入的切換以及三相交流的分配，并為監(jiān)控單元提供檢測信號。根據(jù)用戶不同的要求，交流輸入可以提供單路手 動、雙路手動、雙路自動切換等方式。在多路交流輸入方式下，多路輸入回路之間有可靠的電氣和機械互鎖裝置。系統(tǒng)交流輸入采用三相五線制輸入方式，在沒有三 相電源的場合，也允許單相三線方式輸入，方便用戶的使用（系統(tǒng)在單相三線

7、輸入時，零線要適當加粗）。直流配電單元位于機柜的上部后方，主要完成直流輸出的分配與保護、蓄電池的接入與保護等功能。直流輸出路數(shù)可以根據(jù)用戶的需求靈活進行配置，在交流發(fā) 生故障的情況下，還完成直流應急照明的輸出，為工程現(xiàn)場提供照明。系統(tǒng)可以接入兩組蓄電池，當交流輸入故障、整流器組不能提供直流電源時由蓄電池組給直流 負載、二次模塊和監(jiān)控單元供電，保證用電設備不間斷工作。機柜的中間為整流器和監(jiān)控單元，分為兩層排列，每層6個槽位。監(jiān)控單元占用一個槽位，另外的11個槽位分配給整流器單元，系統(tǒng)可以在（30165）A之 間靈活配置，滿配置輸出容量為 165A。整流器單元對輸入的交流電能進行轉(zhuǎn)換，變換成穩(wěn)定的

8、直流電源供給直流配電單元。整流器單元通過與背板的接口為監(jiān)控單元提供檢測信號。整流器和監(jiān) 控單元采用熱插拔方式，維護、更換都很方便。電池倉位于機柜的下部。一般的，用戶將電池組放在機柜的外部，電池倉可以用來儲藏工程維護用的工具、說明書等資料；也可以將小容量的電池組放在系統(tǒng)機柜的下部，特別適用于移動基站等對空間有特別要求的場合。機架下部電池倉的上方有一個單元可以用來放置二次電源模塊ZXDCMI。ZXDCMI模塊為-48V輸入，6V/13.8V/24V多路輸出，滿足用 戶多個直流電壓等級的需求。當二次模塊故障時，通過干節(jié)點將告警信息傳送給監(jiān)控單元。二次模塊一般在ZNDU150用做鐵路信號站電源時使用。

9、 監(jiān)控單元是該系統(tǒng)的核心，外形和整流器相同，占用一個整流器槽位。監(jiān)控單元實時檢測交流配電單元、整流器單元、直流配電單元、二次模塊、蓄電池組的工 作狀態(tài)，對數(shù)據(jù)進行分析、處理，根據(jù)分析的結(jié)果完成系統(tǒng)的管理功能。監(jiān)控單元具有本地人機界面，并可通過多種傳輸方式和監(jiān)控中心連接，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。當告 警發(fā)生時，除了系統(tǒng)前端提供聲、光告警以外，還可通過通信單元將告警信息送往遠端，也可通過8 個干節(jié)點狀態(tài)的改變對維護人員進行提示。系統(tǒng)具有完善的蓄電池管理功能，可以對蓄電池進行溫度補償，根據(jù)測得的電池溫度，調(diào)整整流器的輸出電壓；可以對蓄電池進行自動均浮充管理，根據(jù)交流停 電時蓄電池放電的深度或周期性地對蓄電池進

10、行均浮充管理；在交流停電時監(jiān)視蓄電池的放電狀態(tài)并在過放電時提供保護功能。蓄電池管理功能的實施，可最大限度 地延長蓄電池的使用壽命?？梢愿鶕?jù)用戶的需求提供蓄電池放電時的二次下電功能，將直流負載根據(jù)重要性的不同分為兩組，在交流停電時由蓄電池組給負載供電，監(jiān)控單元根據(jù)蓄電池放 電的深度和負載重要程度的不同將負載分兩次切除（先切除次要負載，如果蓄電池繼續(xù)放電則切除全部負載）。二次下電功能的實現(xiàn)，在保護蓄電池不致過放電的同 時保證了重要設備有盡可能長的工作時間。四、ZXD800E主要技術特點ZXD800E高頻開關整流器是嵌入式電源的核心。它為單相交流輸入，額定輸出48V、15A。其結(jié)構(gòu)為國際標準化設計，

11、高度為3U ，寬度70mm 。19英寸標準機柜一層可以安排6個槽位。ZXD800E高頻開關整流器具有以下突出特點：高功率密度。采用混合散熱設計方法，以自然冷卻和強迫風冷相結(jié)合，ZXD800E整流器的功率功度可達到430mW/cm3，重量小于2kg，在國內(nèi) 外同類產(chǎn)品中處于領先水平。同時由于前后風道設計，可使其安裝在任何結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中都不會影響系統(tǒng)其它部件的正常工作。 在交流輸入130Vac-300Vac范圍內(nèi)整流器可全額功率輸出。 ZXD800E整流器功率級由兩級組成，前級完成功率因數(shù)校正，使其在全輸入電壓范圍內(nèi)功率因數(shù)為1 ，并進行電壓預調(diào)整。后級主要完成功率變換和電壓轉(zhuǎn)換。寬范圍輸入電壓

12、設計使嵌入式電源對電網(wǎng)的適應能力大大增強，特別適合邊遠電網(wǎng)不穩(wěn)定地區(qū)使用。 工作溫度范圍寬。ZXD800E整流器在-15-+55環(huán)境溫度條件下可全額功率輸出，在高溫條件下進行適當?shù)慕殿~，工作溫度范圍上限可達+65，能滿足從寒冷氣候到熱天氣的儲存和使用要求。通過合理的包裝設計，能滿足公路、鐵路、飛機、海船等運輸條件。高技術保證高可靠性。ZXD800E采用特殊技術軟化開關功率器件的開關過程，再大限度的減小功率器件的電壓和電流應力，通過合理的風道設計降低功率器件特別是電解電容的溫升，提高整機的可靠性。 良好的電磁兼容性。ZXD800E采用邊界調(diào)頻和無損吸收技術，并通過有效的屏蔽、接地、濾波，使其具有良好的電磁兼容性。其傳導和輻射發(fā)射指標滿足 EN55022的B級要求，輸出雜音指標遠遠優(yōu)于郵標的要求。由ZXD800E組成的嵌入式電源即使與通信系統(tǒng)置于同一機架，也不會相互干擾。是“ 綠色電源”之極品。 ZXD800E整流器采用熱接插技術，