嵌入式電源

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(chǎng)在迅速擴(kuò)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(chǎng)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(chǎng)合

嵌入式電源大多數(shù)都是給其它通信產(chǎn)品進(jìn)行配套的。因此它的應(yīng)用場(chǎng)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(jī)、小型移動(dòng)基站（包括PHS）等。此外在一些場(chǎng)合下，嵌入式電源還可以單獨(dú)作為一個(gè)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(jī)柜中的，給同機(jī)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(shí)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(diǎn)

一般來說，一體化設(shè)備對(duì)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(diǎn)：

?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(jī)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(jī)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(duì)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(hù)；

?工作的環(huán)境溫度范圍寬,甚至可以達(dá)到－15℃～60℃；

?對(duì)于電磁兼容性和安全設(shè)計(jì)要求更高，由于與通信產(chǎn)品在同一個(gè)機(jī)柜，對(duì)其電磁兼容性和穩(wěn)壓要求更加嚴(yán)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(yùn)行的多個(gè)整流模塊，直流配電單元和監(jiān)控模塊。具有相對(duì)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(jiǎn)單的功能，如均浮充轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)單的通信，簡(jiǎn)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(gè)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(gè)，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(gè)整流模塊，系統(tǒng)容量大，且具有良好的擴(kuò)容性。而嵌入式電源單體的容量??；

?安裝維護(hù)：嵌入式電源系統(tǒng)是一個(gè)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(hù)。嵌入式電源單體要完成完整的電源功能，往往還要在機(jī)架里加上各種配電設(shè)備，客戶工作量大，而且可維護(hù)性差；

?防雷方面：嵌入式電源系統(tǒng)有完善的兩級(jí)防雷能力，因?yàn)樵谙到y(tǒng)配電和整流模塊里分別有C級(jí)和D級(jí)防雷設(shè)計(jì)，有的系統(tǒng)電流泄放能力可達(dá)40kA。嵌入式電源單體只有D級(jí)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(dòng)轉(zhuǎn)換、充電電流限制和調(diào)節(jié)、浮充溫度補(bǔ)償、蓄電池低壓保護(hù)甚至二次下電。嵌入式電源單體的蓄電池管理功能很簡(jiǎn)單，均浮充轉(zhuǎn)換要手動(dòng)實(shí)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(shí)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(duì)電源要求較高的場(chǎng)合，而嵌入式電源單體只適合于對(duì)電源要求較低的場(chǎng)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

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(jì)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(jìn)的軟開關(guān)技術(shù)和計(jì)算機(jī)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(diǎn)：

?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?jī)H為1.9kg，在國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品中處于領(lǐng)先水平；

?工作空間小：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，相對(duì)于自冷的嵌入式電源系統(tǒng)，ZXDU45所占的實(shí)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(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；

?電網(wǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)：在交流輸入130V～300V范圍內(nèi)整流器可全額功率輸出，同時(shí)采用了高達(dá)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(jìn)行適當(dāng)?shù)慕殿~，工作溫度范圍上限可達(dá)＋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(jí)要求，輸出電壓脈動(dòng)峰峰值小于50mV；

?安裝維護(hù)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(hù)特性；

?監(jiān)控功能完備：監(jiān)控單元對(duì)系統(tǒng)和整流器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并以LCD顯示，具有完善的報(bào)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(dòng)轉(zhuǎn)換、充電電流限制和調(diào)節(jié)、浮充溫度補(bǔ)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(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(cè)信號(hào)；

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