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通信網(wǎng)絡設備電源供電方案

2018-03-15

摘要:

      近年來,我國的通信行業(yè)迅速發(fā)展,基站的分布范圍越來越廣,通信設備越來越多,這對通信設備電源提出了新的要求。通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性是通信暢通的基礎,通信電源系統(tǒng)分為交流配電、直流配電、整流電源模塊、通信電池組、智能監(jiān)控等部分。

 

      本文分析通信設備供電系統(tǒng),討論現(xiàn)代通信的要求以及供電方案,提供能滿足現(xiàn)代通信設備供電要求的系統(tǒng)方案。

 

一、通信設備供電系統(tǒng)介紹

      現(xiàn)在通信設備供電方式有交流和直流兩種,通信網(wǎng)對電源的基本要求是不間斷的供電。一般由AC-DC整流器、電池組以及配電設備組成一個DC24V-48V輸出的供電系統(tǒng),最后由DC-DC變換器變換成所需的輸出電壓。

 

      通信設備供電方式從以前的集中式供電發(fā)展到現(xiàn)在的集散式供電以及分布式供電,集中式因為其可靠性差已經(jīng)基本淘汰了,剩下集散式和分布式供電?,F(xiàn)在各大通信運營商所采用的固定電話、移動通信等系統(tǒng)大多采用集散式供電,它是一種高性價比的供電方式。分布式供電具有可靠性高、靈活性強、可擴展性好、通用性強等優(yōu)點,但是成本高。為提高系統(tǒng)的可靠性,所用的電源板都采取1+1備份或N+1冗余備份方式。

 

      現(xiàn)代通信系統(tǒng)已經(jīng)采用超大規(guī)模的集成電路,集散式供電不能滿足要求了,只有采用分布式供電才能滿足其要求。

 

二、單系統(tǒng)供電方式

      單系統(tǒng)供電方式可以分為交流以及直流,交流單系統(tǒng)供電是指從單變壓器引出低交流壓電源,通過交流分配屏進行二次分配。為了提高可靠性,一般都會再引入UPS提供的220V380V為服務器、路由器等部分供電。直流單系統(tǒng)供電是指從開關電源系統(tǒng)中引出直流電源,通過直流屏再分配,主要為傳輸、交換等設備供電。

 

      單系統(tǒng)供電方式都是從單點接入,當其中任何一臺設備、一條線纜、熔絲以及開關中斷等部分出現(xiàn)問題都將影響設備的正常工作。

 

三、雙系統(tǒng)供電方式

      為了保障通信系統(tǒng)不出現(xiàn)中斷現(xiàn)象,引入了雙系統(tǒng)供電方式。交流雙系統(tǒng)供電方式是采用兩路10KV高壓市電供電方式,其中兩路是取自不同的變電所,高低壓配電系統(tǒng)分別具有2段獨立母線,配置母線開關,每個低壓配電系統(tǒng)配置1臺固定油機,市電和油機經(jīng)ATS切換后,接入低壓母線,需具備應急油機快速接口。

 

      直流雙系統(tǒng)供電方式是指同一個通信設備可同時接入2個系統(tǒng)的電源,保證帶設備安全穩(wěn)定地運行。但是想要實現(xiàn)直流雙系統(tǒng)供電方式還存在著電壓差等一系列技術性問題。

 

四、集中式供電方案

如上圖所示:這是由單個多輸出ACDC電源組成的系統(tǒng),它是許多較小通信設備使用的供電方案。優(yōu)點是成本低,缺點是產(chǎn)品多為定制產(chǎn)品,開發(fā)時間長、成本高可靠性低,熱管理困難,大的負載需遠端補償?shù)取?/span>

如上圖所示:這是由n+1AC-DC多輸出電源組成的系統(tǒng),優(yōu)勢在于可靠性較高采用標準的電源模塊實現(xiàn),研制成本低。缺點是熱管理困難,大的負載需遠端補償?shù)?/span>,材料成本比第一種方案。

 

五、分布式供電方案

如上圖所示:這是有AC-DC變換器加上DC/DC變換器組成的系統(tǒng)是一種兩級結(jié)構(gòu)。第一級的AC/DC多為n+1AC-DC模塊電源組成的小系統(tǒng),一般為-48V輸出是中間直流母線當系統(tǒng)的可靠性要求很高時,在中間母線上也可掛接電池。第二級是一個DC/DC系統(tǒng),它既可以用定制的多輸出電源也可以用各種標準的DC/DC模塊來實現(xiàn),后面的負載直接有DC/DC系統(tǒng)供電。優(yōu)勢是可靠性高,熱管理比集中式容易,缺點是大的負載需遠端補償?shù)取?/span>

如上圖所示:這種結(jié)構(gòu)的第一級是AC/DC小系統(tǒng),作用是輸出中間直流母線電壓,單板負載的供電實現(xiàn),大部分單板采用板上DC/DC變換器供電。對負載要求較高的單板采用兩級DC/DC來實現(xiàn)供電,前級DC/DC既可以是標準的DC/DC電源,也可以是由幾個標準的DC/DC模塊組成的系統(tǒng)。這種供電方案中的DC/DC電源大部分采用標準的DC/DC電源模塊及三次DC/DC變換器。優(yōu)勢是可靠性較高熱管理容易、不需遠端補償、電源產(chǎn)品將更標準化等。

 

六、分布式供電優(yōu)點

分布式供電是以后的發(fā)展趨勢,具有以下優(yōu)點:

1、性能好、效率高。因為減少了低電壓、大電流直流輸出線路,線路損耗低致使系統(tǒng)效率提高。

2、擴展性高。分布式電源的模塊化設計,有利于系統(tǒng)功能的擴展。

3、可靠性高。分布式電源可作為備用電源為不間斷供電的用戶提供電能,提高了電網(wǎng)的可靠性,部分電源出現(xiàn)故障不會影響系統(tǒng)的正常工作。

4、適應性高。整個電源系統(tǒng)分散式,各部分電源選擇靈活,容易實現(xiàn)最佳配置。

5、電磁兼容性高。整個系統(tǒng)電源比較分散,容易實現(xiàn)抑制電磁干擾。

6、散熱性好。因為分布式使每個電源的功率小,發(fā)熱量低,電源的發(fā)熱量平均散布在系統(tǒng)的機箱內(nèi),散熱效果更好。

 

七、總結(jié)

      通信電源是通信設備的心臟,如果發(fā)生故障,會造成通信中斷,從而造成損失。為了保證其設備的不中斷,采用通信電源必須要把高可靠性放在第一位,供電電壓的穩(wěn)定性放在第二位,為了適應時代的發(fā)展,電源要選用小體積、高效率的高性價比產(chǎn)品。

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