一體化通信和數據設備的動力核心

2019-11-03 09:58:18

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

中興通訊電源產品部張東卓趙燕軍

　　摘要：隨著通信產品尤其是數據產品的小型化、分散化的發展和通信分散供電方式和廣泛使用，嵌入式電源的市場在迅速擴大。本文主要探討了用于一體化通信和數據設備的嵌入式電源的功能特點以及嵌入式電源系統和嵌入式電源單體的技術比較，并具體介紹了中興通訊的嵌入式電源系統ZXDU45的技術優勢。

　　關鍵詞：一體化通信；數據設備；嵌入式電源。

一、嵌入式電源概述

1. 嵌入式電源的應用場合

　　嵌入式電源大多數都是與其它通信產品進行配套。因此它的應用場合是小型化、一體化通信產品，如接入產品、數據產品、交換端局、小型交換機、小型移動基站（包括PHS）等。此外，嵌入式電源還可單獨作為一個小的電源系統使用。

2. 嵌入式電源分類

　　嵌入式電源，顧名思義是嵌裝在一體化通信機柜中，給同機柜中的通信、數據設備提供直流基礎電能的電源設備，它同時具有一定通用性。

　　一般來說，嵌入電源的輸入都為交流220V，輸出是直流-48V或+20V，是一種一次電源設備。

從電源結構來分，可以分為嵌入式電源系統和嵌入式電源單體兩種。

從外形尺寸來分，主要有19英寸和23英寸兩種。

從散熱方式來看，主在有風冷和自冷兩種。

3. 嵌入式電源的特點

　　一般來說，一體化設備對于其中的嵌入式電源主要有以下要求，也就是說嵌入式電源應具有如下特點：

（1）.外形尺寸：寬度為19英寸或者23英寸，能夠方便地嵌入標準的19英寸或23英寸機柜中。高度一般以U為單位，深度一般較線。

（2）.輸出電流較小，常見的從10A到75A左右，以滿足同機架中設備的用電需求為主。

（3）.體積小，重量輕，整流模塊和系統的功率密度高。工藝考究。

（4）.一般為單相輸入，能夠適應較惡劣的電網情況，一方面是輸入電壓的范圍寬，另一方面，對于防雷和浪涌能力也有一定要求。

（5）.很多系統的整流模塊可以即插即用，系統在線維護快速方便。

（6）.工作的環境溫度范圍寬，甚至可以達到-15~60℃。

（7）.由于與通信產品在同一個機柜，對于電磁兼容性和安全設計要求更高。

二、嵌入式電源系統和嵌入式電源單體的技術比較

　　根據電源結構的不同，目前用在一體化通信和數據設備中的電源設備有嵌入式電源系統和嵌入式電源單體兩種。

　　嵌入式電源系統的系統結構和功能與組合通信電源一致。包括交流配電單元、多個并聯運行的整流模塊、直流配電單元和監控模塊、盡管尺寸小，但具有相對完善的電源系統功能。

　　而嵌入式電源單體一般都是在普通臥式19英寸或13英寸的整流模塊基礎上，加上一些簡單的功能，如均浮充轉換、簡單的通信和配電功能等。

　　嵌入式電源系統與嵌入式電源單體都可以用在一體化通信設備中，但兩者有巨大差別，主要體現在以下幾個方面。

　　可靠性方面，嵌入式電源系統為完整的組合電源結構，采用多個整流模塊與N+1熱備份結構，系統可靠性高；嵌入式電源單體一般只有一個，如果單體損壞，則只能依靠電池放電維持。

　　容量方面，嵌入式電源系統可以配置多個整流模塊，系統容量大，且具有良好的擴容性；而嵌入式電源單體的容量小。

　　安裝維護方面，嵌入式電源系統是一個完整的系統，用戶可以直接拿來安裝使用，一般的系統都有整流模塊熱插拔功能，系統可以快速在線維護；嵌入式電源單體要完成完整的電源功能，往往還要在機架里加上各種配電設備，客戶工作量大，而且可維護性差。

　　防雷方面，嵌入式電源系統有完善的兩級防雷能力，因為在系統配電和整流模塊里分別有C級和D級防雷設計，有的系統電流瀉放能力可達40kA；嵌入式電源單體只有D級防雷裝置，防雷擊和電網浪涌能力差。

　　蓄電池管理功能方面，嵌入式電源系統具有較完善的蓄電池管理功能，如均浮充自動轉換、充電電流限制和調節、浮充溫度補償、蓄電池低壓保護甚至二次下電；嵌入式電源單體的蓄電池管理功能很簡單，均浮充轉換要手動實現。

　　通信監控方面，嵌入式電源系統一般都配有監控單元和相應的通信接口，可實現“三遙”功能；多數嵌入式電源單體這方面的功能要差很多。

　　綜上所述，嵌入式電源系統適合于對電源要求較高的場合，而嵌入式電源單體只適合于對電源要求較低的場合。

三、中興通訊嵌入式電源系統ZXDU45的功能

圖1 ZXDU45嵌入式電源系統外形

　　中興通訊根據一體化通信和數據設備的具體要求，設計開發出了小巧而功能完善的嵌入式電源系統ZXDU45，該系統采用了先進的軟開關技術和計算機技術，可靠性高。其外形如圖1所示。ZXDU45嵌入式電源系統具有如下特點：

　　功率密度高：ZXDU45系統的寬度為標準19英寸，高度為4U。核心組件ZXD800E 15A整流器的功率密度高達400mW/cm3，重量僅為1.9kg，在國內外同類產品中處于領先水平。

　　工作空間小：采用混合散熱設計方法，以自然冷卻和強迫風冷相結合，相對于自冷的嵌入式電源系統，ZXDU45所占的實際工作空間大為縮小，可以給其它通信設備更多的空間。

　　可靠性高：ZXD800E采用特殊技術軟化開關功率器件的開關過程，最大限度地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。

　　電網適應能力強：在交流輸入130VAC~300VAC范圍內整流器可全額功率輸出，同時采用了高達40kA的防雷及浪涌措施，適應各種惡劣的電網環境。

　　工作溫度范圍寬：在-15℃~+50℃環境溫度條件下可全額功率輸出，在高溫條件下進行適當的降額，工作溫度范圍上限可達+60℃。

　　電磁兼容性好：整流模塊ZXD800E采用軟開關技術，并通過有效的屏蔽、接地、濾波、具有良好的電磁兼容性。ZXDU45系統的傳導和輻射指標滿足EN55022 B級要求。輸出電壓峰值小于50mV。

　　安裝維護方便：整流模塊和監控模塊采用完全熱插拔技術，即插即用，空氣開關與防雷模塊前置，操作方便，大大縮短系統的MTTR，使系統具有極好的維護特性。

　　監控功能完備：監控單元對系統和整流器進行實時監控，并以LCD顯示。具有完善的告警、控制、蓄電池管理、通信等功能。其中的蓄電池管理功能包括均浮充自動轉換、充電電流限制和調節、浮充溫度補償、二次下電功能。

　　配電靈活可靠：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，并為監控單元提供檢測信號。

　　保護功能齊全：具有完善的保護功能，保護用電設備與電源自身的安全、。保護功能包括防雷及浪涌、二次下電、短路電流回縮保護、輸入過欠壓保護、輸出過欠壓保護、過溫保護等。

　　從上面的敘述中可以看到，ZXDU45是小型化、一體化通信、數據產品的理想動力核心和保障。

----《中國電源博覽》