中興通信一體化電源的應(yīng)用

1．概述

傳統(tǒng)意義上的通信電源系統(tǒng)在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)按照幾個部分劃分，主要由交流配電、直流配電、整流單元、監(jiān)控單元、電池等，而往往交流配電、直流配電、整流單元、監(jiān)控單元幾個部分同處于一個機柜系統(tǒng)中，電池另外安裝在電池架中與機柜系統(tǒng)同處于一個機房里面，但隨著通信行業(yè)的不斷發(fā)展，各個方面的制約因素影響著通信電源的結(jié)構(gòu)組成，其中之一就是機房的占地面積要求越來越高，用戶希望電源系統(tǒng)（包括電池）占地面積越來越小，主要是機房租金很高，用戶需要承受很高的費用，整個運營成本非常高，因此要求減少通信設(shè)備的占地面積，特別是動力設(shè)備的占地面積，通常動力設(shè)備體積比較大，減少體積和系統(tǒng)容量往往存在一定的矛盾，通常用戶要求系統(tǒng)在200A以下的需要一體化系統(tǒng)，就是說交流配電、直流配電、整流單元、監(jiān)控單元、電池等需要處于一個機柜中，而且機柜中大部分空間用于放置12V多節(jié)電池，一般要求1到4組48V電池，每組4節(jié)，每節(jié)12V，每一組的容量在150AH以下，這就是通常所說的一體化電源。一體化電源要求的配電相對比較簡單，只要滿足一定的需求即可。
國內(nèi)市場這方面的需求還不是很強烈，只是少數(shù)用戶有這種要求，將來也許會提出，目前為止主要有山西電力用戶、上海聯(lián)通用戶，用戶要求內(nèi)置電池一般是一組，容量在150AH以下，國際上這方面的需求比較多，當前主要是印度尼西亞、菲律賓、馬來西亞等東南亞國家、土耳其等歐洲國家、尼日利亞、南非等非洲國家，要求內(nèi)置一般都是3-4組，每組容量為150AH，這種需求在國際上很普遍，今后幾年會有更大的需求。

2．傳統(tǒng)通信電源系統(tǒng)組成

通信基礎(chǔ)電源是通信系統(tǒng)的重要組成部分，一個完整的通信電源系統(tǒng)由5個部分組成：交流配電單元、整流模塊、直流配電單元、蓄電池組、監(jiān)控系統(tǒng)。經(jīng)過多年的發(fā)展，通信電源已經(jīng)形成一套固定的體系結(jié)構(gòu)，方案比較成熟，只是局部在不斷的發(fā)展而已，對通信電源系統(tǒng)的要求是：防雷措施要求完善，設(shè)備允許的交流輸入電壓波動范圍大，通信電源總的發(fā)展趨勢可歸納為：高效率、高頻化、模塊化、智能化和標準化。
通信電源系統(tǒng)主要由配電、整流單元、工藝結(jié)構(gòu)、監(jiān)控單元等幾個部分組成，中興電源產(chǎn)品各個組成部分：
配電的技術(shù)相對比較成熟，經(jīng)過10多年的發(fā)展，基本形成相對成熟的方案，結(jié)合工程使用情況，在防雷保護方面，在系統(tǒng)上進行保護改進試驗，系統(tǒng)級進行C、D兩級交流防雷設(shè)計，C、D級防雷之間設(shè)計了合理退耦并在現(xiàn)有產(chǎn)品上實施；同時在直流側(cè)防雷方面也做了不少試驗并獲得應(yīng)用；交流配電、直流配電在配置方面更具有靈活性。
工藝結(jié)構(gòu)方面，系統(tǒng)中部分單元已經(jīng)實現(xiàn)模塊化，模塊在系統(tǒng)中可以容易上下移動，靈活移動位置；系統(tǒng)機柜設(shè)計成通用部件，不同系統(tǒng)之間相互借用，系統(tǒng)外觀基本相同，主要區(qū)別在于標牌識別不同。
整流器整體體積和第三代產(chǎn)品相比已經(jīng)縮小很多，功率密度很高，而且ZXD1500（V4）和ZXD2400（V4）的結(jié)構(gòu)尺寸完全一樣，可以同時處于一個系統(tǒng)之中，同一個系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)件不用變動的情況下，通過更換整流器即可以升級成另外一種電源系統(tǒng)，兼容性方面有了很大的改進。
監(jiān)控單元完全以AVR單片機為主CPU進行設(shè)計，其它CPU逐步退出，其它硬件方面的技術(shù)基本上一直采用最成熟的技術(shù)，采用多年來積累下來的標準電路和標準模塊，一切從實用的角度出發(fā)，在新電路的嘗試方面還比較少。軟件方面的技術(shù)升級主要體現(xiàn)在幾個方面，可以保存歷史告警、操作記錄；軟件可以在線、遠程下載；告警可以設(shè)置重要告警、次要告警等。
傳統(tǒng)通信電源系統(tǒng)各個組成部分在系統(tǒng)中的邏輯布局參見圖一所示：


圖一傳統(tǒng)通信電源系統(tǒng)

3．一體化電源的系統(tǒng)組成

一體化電源的各個組成單元和傳統(tǒng)通信電源系統(tǒng)是一樣的，只是各個單元在系統(tǒng)中邏輯布局有些不一樣，一體化電源的應(yīng)用主要解決機房空間有限的局限性，為用戶節(jié)約占地面積，為用戶節(jié)約運營成本，在這種需求要求下，往往交流配電、直流配電的要求比較簡單，負載要求路數(shù)比較少，而電池的容量要求很大，一般容量在300-600AH左右，最大要求配置4組電池，負載路數(shù)一般在10路以下，單元的邏輯布局參見圖二。


圖二一體化電源系統(tǒng)

4．一體化電源應(yīng)用主要關(guān)注點

一體化電源主要應(yīng)用于機房沒有足夠的空間的情況下，如果用戶機房有足夠的空間或者用戶沒有特殊要求時，可以不采用一體化電源系統(tǒng)的解決方案，主要由于一體化電源在應(yīng)用中有些需要特別關(guān)注，需要工程人員具備比較高的素質(zhì)，因為通信電源的機柜本身的尺寸就比較有限，電池單元內(nèi)置在系統(tǒng)機柜中，電池的操作空間比較小，接線要求非常規(guī)范，要求工程人員具備良好的素質(zhì)，嚴格按照工程規(guī)范執(zhí)行，要不然容易出現(xiàn)差錯，不能體現(xiàn)出一體化電源系統(tǒng)在應(yīng)用中的優(yōu)勢。

5．中興一體化電源的市場應(yīng)用、發(fā)展趨勢

中興一體化電源已經(jīng)在市場上獲得規(guī)模的應(yīng)用，應(yīng)用前景良好，獲得用戶高度的評價，隨著通信機房管理的逐步發(fā)展及用戶對運營成本的高度關(guān)注，未來的一體化電源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢會朝著混合型系統(tǒng)發(fā)展，目前的2米機柜電源系統(tǒng)主要包括交流配電、直流配電、整流模塊、監(jiān)控單元等幾個部分，系統(tǒng)的輸入一般情況下都是交流電，系統(tǒng)輸出基本都是直流-48V、+24V，交流配電單元的主要功能是完成交流電能的輸入、防雷保護以及分配，并為監(jiān)控單元提供接口信號；直流配電單元主要功能是完成直流電能的分配，提供蓄電池的接入、保護等功能，并為監(jiān)控單元提供接口信號。監(jiān)控單元是組合電源系統(tǒng)的管理核心，根據(jù)系統(tǒng)的不同，或者采用全分散控制方式，或者采用集中控制方式，監(jiān)控單元的各組成部分之間相互聯(lián)系，共同協(xié)調(diào)并完成對組合電源系統(tǒng)的管理。整流部分主要完成交流到直流的轉(zhuǎn)換，直流部分主要就是-48V、+24V。而通信設(shè)備的供電電壓有各種不同的要求，比如有直流、交流，直流中又有不同的電壓等級，而一般的通信機房特別是基站面積有限，用戶一般不愿意留出太多地方放置其它電源設(shè)備，往往要求多種不同的設(shè)備同處于一個電源機柜系統(tǒng)中，主要是DC/DC模塊、小型UPS、逆變器，這些內(nèi)置的設(shè)備同時要求組合電源系統(tǒng)中監(jiān)控單元進行監(jiān)測，一般情況下都是通過干接點的方式進行監(jiān)測，目前沒有對這些設(shè)備控制的要求，隨著市場的需求不斷發(fā)展，今后不排除一個監(jiān)控單元管理多個設(shè)備的可能。br> 配電的技術(shù)相對比較成熟，經(jīng)過10多年的發(fā)展，基本形成相對成熟的方案，結(jié)合工程使用情況，在防雷保護方面，在系統(tǒng)上進行保護改進試驗，系統(tǒng)級進行C、D兩級交流防雷設(shè)計，C、D級防雷之間設(shè)計了合理退耦并在現(xiàn)有產(chǎn)品上實施；同時在直流側(cè)防雷方面也做了不少試驗并獲得應(yīng)用；交流配電、直流配電在配置方面更具有靈活性。
工藝結(jié)構(gòu)方面，系統(tǒng)中部分單元已經(jīng)實現(xiàn)模塊化，模塊在系統(tǒng)中可以容易上下移動，靈活移動位置；系統(tǒng)機柜設(shè)計成通用部件，不同系統(tǒng)之間相互借用，系統(tǒng)外觀基本相同，主要區(qū)別在于標牌識別不同。
整流器整體體積和第三代產(chǎn)品相比已經(jīng)縮小很多，功率密度很高，而且ZXD1500（V4）和ZXD2400（V4）的結(jié)構(gòu)尺寸完全一樣，可以同時處于一個系統(tǒng)之中，同一個系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)件不用變動的情況下，通過更換整流器即可以升級成另外一種電源系統(tǒng)，兼容性方面有了很大的改進。
監(jiān)控單元完全以AVR單片機為主CPU進行設(shè)計，其它CPU逐步退出，其它硬件方面的技術(shù)基本上一直采用最成熟的技術(shù)，采用多年來積累下來的標準電路和標準模塊，一切從實用的角度出發(fā)，在新電路的嘗試方面還比較少。軟件方面的技術(shù)升級主要體現(xiàn)在幾個方面，可以保存歷史告警、操作記錄；軟件可以在線、遠程下載；告警可以設(shè)置重要告警、次要告警等。
傳統(tǒng)通信電源系統(tǒng)各個組成部分在系統(tǒng)中的邏輯布局參見圖一所示：