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摘要：隨著通信行業(yè)的大力發(fā)展，農(nóng)話,、小交換點(diǎn)、傳輸基站,、接入網(wǎng)" title="接入網(wǎng)">接入網(wǎng)、廣電等領(lǐng)域在基礎(chǔ)建設(shè)上進(jìn)行了大力投入,，對(duì)中小容量" title="小容量">小容量電源的需求也日益旺盛,，鐵路等專網(wǎng)領(lǐng)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)" title="組合電源系統(tǒng)">組合電源系統(tǒng)主要包括ZNDU90B、ZNDU180,、ZNDU300以及ZNDU90E? ?
關(guān)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(diǎn),、傳輸基站、接入網(wǎng),、廣電等領(lǐng)域在基礎(chǔ)建設(shè)上進(jìn)行了大力投入,，對(duì)中小容量電源的需求也日益旺盛，鐵路等專網(wǎng)領(lǐng)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,，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(qiáng)ZNDU系列組合電源在中,、小容量領(lǐng)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(shí)業(yè)以ZXD800E?15A開關(guān)整流器為基礎(chǔ),，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" title="監(jiān)控單元">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(shè)計(jì)使得系統(tǒng)可以用于一體化的接入網(wǎng)機(jī)架而和接入網(wǎng)設(shè)備互不干擾,。
系統(tǒng)的外形共有6個(gè)槽位：整流器占3個(gè)槽位,，交直流配電單元占2個(gè)槽位，監(jiān)控單元占一個(gè)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(hù)方便,。
整流器單元采用最先進(jìn)的功率變換技術(shù)，在全負(fù)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(yùn)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(shù)的應(yīng)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(jí)功率變換電路的直流輸入電壓相對(duì)穩(wěn)定,，工作更加可靠,，在交流輸入（130～300）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(duì)交流電網(wǎng)極強(qiáng)的適應(yīng)能力使得在電力不穩(wěn)定地區(qū)也可放心使用。?
系統(tǒng)滿配置為三個(gè)整流器,，每個(gè)整流器的額定輸出為15A,。由于接入網(wǎng)一體化機(jī)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?yàn)槿绻詥蝹€(gè)大容量的整流器供電,，系統(tǒng)沒有備份，不安全,；如果以2個(gè)或更多的大容量的整流器供電,，則不經(jīng)濟(jì)，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(jì)，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(hù),、直流輸出的分配,、蓄電池的接入與保護(hù)等功能，并為監(jiān)控單元提供檢測信號(hào),。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（130～300）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入網(wǎng)機(jī)架，配電單元遵循“簡單即可靠”的原則,，為接入網(wǎng)一體化機(jī)架度身定做,，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
監(jiān)控單元是系統(tǒng)的核心,。實(shí)時(shí)檢測交直流配電單元,、整流器單元和蓄電池組" title="蓄電池組">蓄電池組的工作狀態(tài)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)界面并可以通過多種傳輸方式和監(jiān)控中心連接,，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(dú)立的一體化組合電源機(jī)架,，整機(jī)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、小容量的程控交換局,、移動(dòng)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(hào)站的通信設(shè)備供電,。良好的電磁兼容設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)可以和主設(shè)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(jī)柜的上部前方,，完成交流輸入的防雷保護(hù)、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(hào),。根據(jù)用戶不同的要求，交流輸入可以提供單路手動(dòng),、雙路手動(dòng),、雙路自動(dòng)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(jī)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)在單相三線輸入時(shí)，零線要適當(dāng)加粗）,。
直流配電單元位于機(jī)柜的上部后方,，主要完成直流輸出的分配與保護(hù)、蓄電池的接入與保護(hù)等功能,。直流輸出路數(shù)可以根據(jù)用戶的需求靈活進(jìn)行配置,，在交流發(fā)生故障的情況下，還完成直流應(yīng)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(dāng)交流輸入故障,、整流器組不能提供直流電源時(shí)由蓄電池組給直流負(fù)載,、二次模塊和監(jiān)控單元供電，保證用電設(shè)備不間斷工作,。
機(jī)柜的中間為整流器和監(jiān)控單元,，分為兩層排列，每層6個(gè)槽位,。監(jiān)控單元占用一個(gè)槽位,，另外的11個(gè)槽位分配給整流器單元，系統(tǒng)可以在（30～165）A之間靈活配置,，滿配置輸出容量為?165A,。整流器單元對(duì)輸入的交流電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換,，變換成穩(wěn)定的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(hào),。整流器和監(jiān)控單元采用熱插拔方式,，維護(hù)、更換都很方便,。
電池倉位于機(jī)柜的下部,。一般的，用戶將電池組放在機(jī)柜的外部,，電池倉可以用來儲(chǔ)藏工程維護(hù)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(jī)柜的下部,，特別適用于移動(dòng)基站等對(duì)空間有特別要求的場合,。
機(jī)架下部電池倉的上方有一個(gè)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(gè)直流電壓等級(jí)的需求。當(dāng)二次模塊故障時(shí),，通過干節(jié)點(diǎn)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(hào)站電源時(shí)使用。?
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(gè)整流器槽位。監(jiān)控單元實(shí)時(shí)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)界面，并可通過多種傳輸方式和監(jiān)控中心連接,，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,。當(dāng)告警發(fā)生時(shí)，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(yuǎn)端，也可通過8?個(gè)干節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的改變對(duì)維護(hù)人員進(jìn)行提示,。
系統(tǒng)具有完善的蓄電池管理功能,，可以對(duì)蓄電池進(jìn)行溫度補(bǔ)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(duì)蓄電池進(jìn)行自動(dòng)均浮充管理，根據(jù)交流停電時(shí)蓄電池放電的深度或周期性地對(duì)蓄電池進(jìn)行均浮充管理,；在交流停電時(shí)監(jiān)視蓄電池的放電狀態(tài)并在過放電時(shí)提供保護(hù)功能,。蓄電池管理功能的實(shí)施，可最大限度地延長蓄電池的使用壽命,。
可以根據(jù)用戶的需求提供蓄電池放電時(shí)的二次下電功能,，將直流負(fù)載根據(jù)重要性的不同分為兩組，在交流停電時(shí)由蓄電池組給負(fù)載供電,，監(jiān)控單元根據(jù)蓄電池放電的深度和負(fù)載重要程度的不同將負(fù)載分兩次切除（先切除次要負(fù)載,，如果蓄電池繼續(xù)放電則切除全部負(fù)載）。二次下電功能的實(shí)現(xiàn),，在保護(hù)蓄電池不致過放電的同時(shí)保證了重要設(shè)備有盡可能長的工作時(shí)間,。?
四、ZXD800E主要技術(shù)特點(diǎn)
ZXD800E高頻開關(guān)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(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),，高度為3U?，寬度70mm?,。19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜一層可以安排6個(gè)槽位,。ZXD800E高頻開關(guān)整流器具有以下突出特點(diǎn)：
高功率密度。采用混合散熱設(shè)計(jì)方法,，以自然冷卻和強(qiáng)迫風(fēng)冷相結(jié)合,，ZXD800E整流器的功率功度可達(dá)到430mW/cm3，重量小于2kg,，在國內(nèi)外同類產(chǎn)品中處于領(lǐng)先水平,。同時(shí)由于前后風(fēng)道設(shè)計(jì)，可使其安裝在任何結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)中都不會(huì)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(jí)由兩級(jí)組成，前級(jí)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(jìn)行電壓預(yù)調(diào)整。后級(jí)主要完成功率變換和電壓轉(zhuǎn)換,。寬范圍輸入電壓設(shè)計(jì)使嵌入式電源對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力大大增強(qiáng),，特別適合邊遠(yuǎn)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(jìn)行適當(dāng)?shù)慕殿~,，工作溫度范圍上限可達(dá)+65℃，能滿足從寒冷氣候到熱天氣的儲(chǔ)存和使用要求,。通過合理的包裝設(shè)計(jì),，能滿足公路、鐵路,、飛機(jī),、海船等運(yùn)輸條件。
高技術(shù)保證高可靠性,。ZXD800E采用特殊技術(shù)軟化開關(guān)功率器件的開關(guān)過程,，再大限度的減小功率器件的電壓和電流應(yīng)力，通過合理的風(fēng)道設(shè)計(jì)降低功率器件特別是電解電容的溫升,，提高整機(jī)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(shù),，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(dǎo)和輻射發(fā)射指標(biāo)滿足EN55022的B級(jí)要求，輸出雜音指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于郵標(biāo)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(jī)架,，也不會(huì)相互干擾。是“?綠色電源”之極品,。?
ZXD800E整流器采用熱接插技術(shù),，即插即用大大縮短系統(tǒng)的MTTR，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了前維護(hù),，改善了系統(tǒng)的維護(hù)特性,。?
五、總結(jié)
ZNDU45和ZNDU150均由ZXD800E?15A開關(guān)整流器組成的中,、小容量組合電源系統(tǒng),，系統(tǒng)的配電方式靈活、蓄電池管理等功能齊全,、功率因數(shù)接近1,、在全負(fù)載范圍內(nèi)都具有很高的效率、可靠性高,。特別是對(duì)交流電網(wǎng)極強(qiáng)的適應(yīng)能力,、良好的電磁兼容性和較低的成本,，使得該系列的組合電源系統(tǒng)具有很強(qiáng)的市場競爭能力。
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