-48V嵌入式通信电源解决方案研究

一、前言

随着通信行业的大力发展，农话、小交换点、传输基站、接入网、广电等领域在基础建设上进行了大力投入，对中小容量电源的需求也日益旺盛，铁路等专网领域亦如此。在目前正能ZNDU系列产品中，中、小容量的组合电源系统主要包括ZNDU90B、ZNDU180、ZNDU300以及ZNDU90E，这些系统在某些方面已不能完全满足用户多样化的需要。为满足市场需求，增强ZNDU系列组合电源在中、小容量领域的竞争力，以嵌入式整流器组成的电源系统的研制被提上日程。正能实业以ZXD800E 15A开关整流器为基础，组成了ZNDU45和ZNDU150两种系统，下文分别予以介绍。

二、ZNDU45-45A嵌入式电源系统

ZNDU45是为接入网配套开发的嵌入式系统，宽19英寸。该系统集交直流配电、整流器、监控单元于一体，满配置额定输出为-48V/45A，良好的电磁兼容设计使得系统可以用于一体化的接入网机架而和接入网设备互不干扰。

系统的外形共有6个槽位：整流器占3个槽位，交直流配电单元占2个槽位，监控单元占一个槽位。系统采用插箱结构，整流器和监控单元采用热插拔方式，安装、维护方便。

整流器单元采用最先进的功率变换技术，在全负载范围内都有很高的转换效率。损耗减少，不仅为用户降低了运行成本，而且使系统的可靠性得到有效保证。功率因数校正技术的应用，一方面提高了系统的功率因数（接近于1），另一方面使后级功率变换电路的直流输入电压相对稳定，工作更加可靠，在交流输入（130～300）V的范围内整流器可以输出额定功率。由于使用小容量电源系统的地区电网大多不稳定，有些地区甚至使用的是极其不稳定的小水电，嵌入式整流器对交流电网极强的适应能力使得在电力不稳定地区也可放心使用。

系统满配置为三个整流器，每个整流器的额定输出为15A。由于接入网一体化机架的用电量不大，如果以更大容量的整流器组成系统供电是不合适的，因为如果以单个大容量的整流器供电，系统没有备份，不安全；如果以2个或更多的大容量的整流器供电，则不经济，出现“大马拉小车”的现象。而以15A整流器组成系统，既经济，备份方式也更加合理。

交直流配电单元完成交流电源的输入与防雷保护、直流输出的分配、蓄电池的接入与保护等功能，并为监控单元提供检测信号。由于系统的容量很小，系统采用单相交流电源供电，在交流输入（130～300）V的范围内，系统可以正常工作。由于该系统主要用于一体化的接入网机架，配电单元遵循“简单即可靠”的原则，为接入网一体化机架度身定做，经济实用。

监控单元是系统的核心。实时检测交直流配电单元、整流器单元和蓄电池组的工作状态，对数据进行分析、处理，根据分析的结果完成系统的管理功能。监控单元具有本地的人机界面并可以通过多种传输方式和监控中心连接，实现远程监控。

三、 ZNDU150 150A组合电源系统

ZNDU150 150A组合电源系统采用独立的一体化组合电源机架，整机外形尺寸和ZNDU600E 600A组合电源系统兼容，高、宽、深分别为2000、600、660mm。系统集交流配电、整流器、直流配电、监控单元、二次模块、蓄电池组为一体，可广泛使用于中、小容量的程控交换局、移动基站、卫星地球站等场合，尤其适用于为农村电话支局、微波中继站、铁路信号站的通信设备供电。良好的电磁兼容设计使得系统可以和主设备放在一起而不互相干扰。

系统的共分三层：

上层为交流配电单元和直流配电单元。交流配电单元位于机柜的上部前方，完成交流输入的防雷保护、多路交流输入的切换以及三相交流的分配，并为监控单元提供检测信号。根据用户不同的要求，交流输入可以提供单路手动、双路手动、双路自动切换等方式。在多路交流输入方式下，多路输入回路之间有可靠的电气和机械互锁装置。系统交流输入采用三相五线制输入方式，在没有三相电源的场合，也允许单相三线方式输入，方便用户的使用（系统在单相三线输入时，零线要适当加粗）。

直流配电单元位于机柜的上部后方，主要完成直流输出的分配与保护、蓄电池的接入与保护等功能。直流输出路数可以根据用户的需求灵活进行配置，在交流发生故障的情况下，还完成直流应急照明的输出，为工程现场提供照明。系统可以接入两组蓄电池，当交流输入故障、整流器组不能提供直流电源时由蓄电池组给直流负载、二次模块和监控单元供电，保证用电设备不间断工作。

机柜的中间为整流器和监控单元，分为两层排列，每层6个槽位。监控单元占用一个槽位，另外的11个槽位分配给整流器单元，系统可以在（30～165）A之间灵活配置，满配置输出容量为 165A。整流器单元对输入的交流