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[導(dǎo)讀]嵌入式電源

隨著通信產(chǎn)品尤其是數(shù)據(jù)產(chǎn)品的小型化、分散化的發(fā)展和通信分散供電方式的廣泛使用,嵌入式電源的市場在迅速擴大,尤其是近年數(shù)據(jù)產(chǎn)品的大舉建設(shè),更給嵌入式電源市場增添了巨大的活力。本文就用于一體化通信數(shù)據(jù)設(shè)備的嵌入式電源做了一些介紹。

1嵌入式電源的應(yīng)用場合

嵌入式電源大多數(shù)都是給其它通信產(chǎn)品進行配套的。因此它的應(yīng)用場合是小型化、一體化通信產(chǎn)品,如接入產(chǎn)品、數(shù)據(jù)產(chǎn)品、交換端局、小型交換機、小型移動基站(包括PHS)等。此外在一些場合下,嵌入式電源還可以單獨作為一個小的電源系統(tǒng)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的,給同機柜中的通信、數(shù)據(jù)設(shè)備提供直流電的電源設(shè)備,同時具有一定通用性。

一般來說,嵌入式電源的輸入都為交流220V,輸出是直流-48V或者+24V,是一種一次電源設(shè)備。

從電源結(jié)構(gòu)來分,可以分為嵌入式電源系統(tǒng)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,主要有風(fēng)冷和自冷兩種。

3嵌入式電源的特點

一般來說,一體化設(shè)備對于應(yīng)用在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(yīng)具有如下特點:

?外形尺寸:寬度為19英寸或者23英寸,能夠方便嵌入標(biāo)準(zhǔn)的19英寸或者23英寸機柜中。高度一般以U為單位。深度一般較淺;

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

?體積小,重量輕,整流模塊和系統(tǒng)的功率密度高。工藝考究;

?一般為單相輸入,能夠適應(yīng)較惡劣的電網(wǎng)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;

?很多系統(tǒng)的整流模塊可以即插即用,系統(tǒng)能快速方便地在線維護;

?工作的環(huán)境溫度范圍寬,甚至可以達到-15℃~60℃;

?對于電磁兼容性和安全設(shè)計要求更高,由于與通信產(chǎn)品在同一個機柜,對其電磁兼容性和穩(wěn)壓要求更加嚴格。

4嵌入式電源系統(tǒng)和嵌入式電源單體的

技術(shù)比較

嵌入式電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能與組合通信電源一致。包括交流配電單元,并聯(lián)運行的多個整流模塊,直流配電單元和監(jiān)控模塊。具有相對完善的電源系統(tǒng)功能,只是尺寸小很多而已。

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(chǔ)上,加上一些簡單的功能,如均浮充轉(zhuǎn)換,簡單的通信,簡單的配電功能等。

嵌入式電源系統(tǒng)與嵌入式電源單體都可以用在一體化通信設(shè)備中,但兩者有巨大差別。

?可靠性方面:嵌入式電源系統(tǒng)為完整的組合電源結(jié)構(gòu),采用多個整流模塊,N+1熱備份結(jié)構(gòu),系統(tǒng)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(tǒng)可以配置多個整流模塊,系統(tǒng)容量大,且具有良好的擴容性。而嵌入式電源單體的容量??;

?安裝維護:嵌入式電源系統(tǒng)是一個完整的系統(tǒng),用戶可以直接拿來安裝使用,一般的系統(tǒng)都有整流模塊熱插拔功能,系統(tǒng)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(shè)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(tǒng)有完善的兩級防雷能力,因為在系統(tǒng)配電和整流模塊里分別有C級和D級防雷設(shè)計,有的系統(tǒng)電流泄放能力可達40kA。嵌入式電源單體只有D級防雷裝置,防雷擊和電網(wǎng)浪涌能力差;

圖1ZXDU45嵌入式電源系統(tǒng)外形圖

?蓄電池管理功能方面:嵌入式電源系統(tǒng)具有較完善的蓄電池管理功能,比較好的系統(tǒng)可以完成如下功能:均浮充自動轉(zhuǎn)換、充電電流限制和調(diào)節(jié)、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(zhuǎn)換要手動實現(xiàn);

?通信監(jiān)控方面:嵌入式電源系統(tǒng)一般都配有監(jiān)控單元和相應(yīng)的通訊接口,可實現(xiàn)“三遙”功能。多數(shù)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(tǒng)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。綜合比較見表1。

表1嵌入式電源系統(tǒng)與嵌入式電源單體的比較

  嵌入式電源系統(tǒng) 嵌入式電源單體
結(jié)構(gòu) 完整的組合電源結(jié)構(gòu),多整流器并聯(lián)熱備份 單一整流器
可靠性
容量
可擴容性
安裝 快速簡便 慢而復(fù)雜
維護 快速在線維護 可維護性差
防雷 C級和D級防雷,防雷能力強 D級防雷,防雷能力差
蓄電池管理 功能完善 簡單
監(jiān)控性能
應(yīng)用場合 對電源要求較高的場合 對電源要求較低的場合
5中興通訊嵌入式電源系統(tǒng)ZXDU45

中興通訊根據(jù)一體化通信和數(shù)據(jù)設(shè)備的具體要求,設(shè)計開發(fā)出了小巧而功能完善的嵌入式電源系統(tǒng)ZXDU45,該系統(tǒng)采用了先進的軟開關(guān)技術(shù)和計算機技術(shù),可靠性高。其外形如圖1所示。ZXDU45嵌入式電源系統(tǒng)具有如下特點:

?功率密度高:ZXDU45系統(tǒng)的寬度為標(biāo)準(zhǔn)19英寸,高度為4U。核心組件ZXD800E15A整流器的功率密度高,重量僅為1.9kg,在國內(nèi)外同類產(chǎn)品中處于領(lǐng)先水平;

?工作空間?。翰捎没旌仙嵩O(shè)計方法,以自然冷卻和強迫風(fēng)冷相結(jié)合,相對于自冷的嵌入式電源系統(tǒng),ZXDU45所占的實際工作空間大為縮小,可以給其它通信設(shè)備更多的空間;

?可靠性高:整流模塊ZXD800E采用軟開關(guān)技術(shù),最大限度地減小了功率器件的電壓和電流應(yīng)力,通過合理的風(fēng)道設(shè)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(wǎng)適應(yīng)能力強:在交流輸入130V~300V范圍內(nèi)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(yīng)各種惡劣的電網(wǎng)環(huán)境;

?工作溫度范圍寬:在-15℃~+50℃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(dāng)?shù)慕殿~,工作溫度范圍上限可達+60℃;

?電磁兼容性好:通過有效的屏蔽、接地、濾波,而具有良好的電磁兼容性,使ZXDU45系統(tǒng)的傳導(dǎo)和輻射指標(biāo)滿足EN55022B級要求,輸出電壓脈動峰峰值小于50mV;

?安裝維護方便:整流模塊和監(jiān)控模塊采用完全熱插拔技術(shù),即插即用,空氣開關(guān)與防雷模塊前置,操作方便,大大縮短系統(tǒng)的MTTR,使系統(tǒng)具有極好的維護特性;

?監(jiān)控功能完備:監(jiān)控單元對系統(tǒng)和整流器進行實時監(jiān)控,并以LCD顯示,具有完善的報警、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(zhuǎn)換、充電電流限制和調(diào)節(jié)、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(jiān)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(shè)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。

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