中兴通信一体化电源的应用

1．  概述
 
      传统意义上的通信电源系统在行业内已经按照几个部分划分，主要由交流配电、直流配电、整流单元、监控单元、电池等，而往往交流配电、直流配电、整流单元、监控单元几个部分同处于一个机柜系统中，电池另外安装在电池架中与机柜系统同处于一个机房里面，但随着通信行业的不断发展，各个方面的制约因素影响着通信电源的结构组成，其中之一就是机房的占地面积要求越来越高，用户希望电源系统（包括电池）占地面积越来越小，主要是机房租金很高，用户需要承受很高的费用，整个运营成本非常高，因此要求减少通信设备的占地面积，特别是动力设备的占地面积，通常动力设备体积比较大，减少体积和系统容量往往存在一定的矛盾，通常用户要求系统在200A以下的需要一体化系统，就是说交流配电、直流配电、整流单元、监控单元、电池等需要处于一个机柜中，而且机柜中大部分空间用于放置12V多节电池，一般要求1到4组48V电池，每组4节，每节12V，每一组的容量在150AH以下，这就是通常所说的一体化电源。一体化电源要求的配电相对比较简单，只要满足一定的需求即可。 
      国内市场这方面的需求还不是很强烈，只是少数用户有这种要求，将来也许会提出，目前为止主要有山西电力用户、上海联通用户，用户要求内置电池一般是一组，容量在150AH以下，国际上这方面的需求比较多，当前主要是印度尼西亚、菲律宾、马来西亚等东南亚国家、土耳其等欧洲国家、尼日利亚、南非等非洲国家，要求内置一般都是3-4组，每组容量为150AH，这种需求在国际上很普遍，今后几年会有更大的需求。
 
2．  传统通信电源系统组成
 
   通信基础电源是通信系统的重要组成部分，一个完整的通信电源系统由5个部分组成：交流配电单元、整流模块、直流配电单元、蓄电池组、监控系统。经过多年的发展，通信电源已经形成一套固定的体系结构，方案比较成熟，只是局部在不断的发展而已，对通信电源系统的要求是：防雷措施要求完善，设备允许的交流输入电压波动范围大，通信电源总的发展趋势可归纳为：高效率、高频化、模块化、智能化和标准化。
      通信电源系统主要由配电、整流单元、工艺结构、监控单元等几个部分组成，中兴电源产品各个组成部分：
      配电的技术相对比较成熟，经过10多年的发展，基本形成相对成熟的方案，结合工程使用情况，在防雷保护方面，在系统上进行保护改进试验，系统级进行C、D两级交流防雷设计，C、D级防雷之间设计了合理退耦并在现有产品上实施； 同时在直流侧防雷方面也做了不少试验并获得应用；交流配电、直流配电在配置方面更具有灵活性。
      工艺结构方面，系统中部分单元已经实现模块化，模块在系统中可以容易上下移动，灵活移动位置；系统机柜设计成通用部件，不同系统之间相互借用，系统外观基本相同，主要区别在于标牌识别不同。
      整流器整体体积和第三代产品相比已经缩小很多，功率密度很高，而且ZXD1500（V4）和ZXD2400（V4）的结构尺寸完全一样，可以同时处于一个系统之中，同一个系统在结构件不用变动的情况下，通过更换整流器即可以升级成另外一种电源系统，兼容性方面有了很大的改进。
监控单元完全以AVR单片机为主CPU进行设计，其它CPU逐步退出，其它硬件方面的技术基本上一直采用最成熟的技术，采用多年来积累下来的标准电路和标准模块，一切从实用的角度出发，在新电路的尝试方面还比较少。软件方面的技术升级主要体现在几个方面，可以保存历史告警、操作记录；软件可以在线、远程下载；告警可以设置重要告警、次要告警等。
      传统通信电源系统各个组成部分在系统中的逻辑布局参见图一所示：


图一 传统通信电源系统 
 
3．一体化电源的系统组成
 
   一体化电源的各个组成单元和传统通信电源系统是一样的，只是各个单元在系统中逻辑布局有些不一样，一体化电源的应用主要解决机房空间有限的局限性，为用户节约占地面积，为用户节约运营成本，在这种需求要求下，往往交流配电、直流配电的要求比较简单，负载要求路数比较少，而电池的容量要求很大，一般容量在300-600AH左右， 最大要求配置4组电池，负载路数一般在10路以下，单元的逻辑布局参见图二。


图二 一体化电源系统
 
4．一体化电源应用主要关注点
 
      一体化电源主要应用于机房没有足够的空间的情况下，如果用户机房有足够的空间或者用户没有特殊要求时，可以不采用一体化电源系统的解决方案，主要由于一体化电源在应用中有些需要特别关注，需要工程人员具备比较高的素质，因为通信电源的机柜本身的尺寸就比较有限，电池单元内置在系统机柜中，电池的操作空间比较小，接线要求非常规范，要求工程人员具备良好的素质，严格按照工程规范执行，要不然容易出现差错，不能体现出一体化电源系统在应用中的优势。 
 
5．中兴一体化电源的市场应用、发展趋势
 
      中兴一体化电源已经在市场上获得规模的应用，应用前景良好，获得用户高度的评价，随着通信机房管理的逐步发展及用户对运营成本的高度关注，未来的一体化电源系统的发展趋势会朝着混合型系统发展，目前的2米机柜电源系统主要包括交流配电、直流配电、整流模块、监控单元等几个部分，系统的输入一般情况下都是交流电，系统输出基本都是直流-48V、+24V，交流配电单元的主要功能是完成交流电能的输入、防雷保护以及分配，并为监控单元提供接口信号；直流配电单元主要功能是完成直流电能的分配，提供蓄电池的接入、保护等功能，并为监控单元提供接口信号。监控单元是组合电源系统的管理核心，根据系统的不同，或者采用全分散控制方式，或者采用集中控制方式，监控单元的各组成部分之间相互联系，共同协调并完成对组合电源系统的管理。整流部分主要完成交流到直流的转换，直流部分主要就是-48V、+24V。而通信设备的供电电压有各种不同的要求，比如有直流、交流，直流中又有不同的电压等级，而一般的通信机房特别是基站面积有限，用户一般不愿意留出太多地方放置其它电源设备，往往要求多种不同的设备同处于一个电源机柜系统中，主要是DC/DC模块、小型UPS、逆变器，这些内置的设备同时要求组合电源系统中监控单元进行监测，一般情况下都是通过干接点的方式进行监测，目前没有对这些设备控制的要求，随着市场的需求不断发展，今后不排除一个监控单元管理多个设备的可能。br>       配电的技术相对比较成熟，经过10多年的发展，基本形成相对成熟的方案，结合工程使用情况，在防雷保护方面，在系统上进行保护改进试验，系统级进行C、D两级交流防雷设计，C、D级防雷之间设计了合理退耦并在现有产品上实施； 同时在直流侧防雷方面也做了不少试验并获得应用；交流配电、直流配电在配置方面更具有灵活性。
      工艺结构方面，系统中部分单元已经实现模块化，模块在系统中可以容易上下移动，灵活移动位置；系统机柜设计成通用部件，不同系统之间相互借用，系统外观基本相同，主要区别在于标牌识别不同。
      整流器整体体积和第三代产品相比已经缩小很多，功率密度很高，而且ZXD1500（V4）和ZXD2400（V4）的结构尺寸完全一样，可以同时处于一个系统之中，同一个系统在结构件不用变动的情况下，通过更换整流器即可以升级成另外一种电源系统，兼容性方面有了很大的改进。
监控单元完全以AVR单片机为主CPU进行设计，其它CPU逐步退出，其它硬件方面的技术基本上一直采用最成熟的技术，采用多年来积累下来的标准电路和标准模块，一切从实用的角度出发，在新电路的尝试方面还比较少。软件方面的技术升级主要体现在几个方面，可以保存历史告警、操作记录；软件可以在线、远程下载；告警可以设置重要告警、次要告警等。
      传统通信电源系统各个组成部分在系统中的逻辑布局参见图一所示：