專網通信世界-中國電力通信網訊:所謂分布式電源系統,是由若干小容量電源模塊組成的一個大容量電源系統。它是利用新型電源理論和技術制成相對小的電源功率模塊,組合成積木式、智能化的大功率電源系統。越來越多的電源系統采用模塊并聯技術,將多個開關電源模塊靈活地并聯組合成大功率分布式電源體系,是目前實現開關電源大功率化的主要途徑。在分布式電源研究和發展領域,美國、德國、英國和日本等國家在技術上處于領先地位,它們的許多發電設備生產公司與電力公司聯合,進行分布式電源技術的商業化實驗。在歐洲,正在研究普及分布式電源的政策,而我國對分布式電源的研究尚處在起步階段。
如今,直流分布式電源系統正以其冗余度高、控制靈活等優點而被廣泛應用于通信領域。文中提出一種基于微網技術的現代通信網分布式供電設計方案。
1 通信網的供電方式
通信網對電源的基本要求是能不間斷地連續供電,因此其供電機制一般由AC—DC整流器、電池組和配電設備構成,標稱值為-48 VDC或24 VDC的不間斷供電系統,然后由DC—DC變換器將標稱值為-48 VDC或24 VDC的電壓變換成電路板所需的各種電壓,如12 VDC和/或5 VDC。從通信網供電方式的發展歷程來看,主要經歷了3個階段,即集中式供電、集散式供電和分布式供電。
(1)集中式供電。用1個或1+1備份方式的大功率不間斷供電系統提供整個通信網所需要的各種電壓。此類供電方式已經基本淘汰。
(2)集散式供電。先由大功率的不間斷供電系統提供統一的-48 VDC或24 VDC,然后集中供給通信網。而在通信網中,設備機架的每個機框都有一個或多個中功率電源板(DC—DC變換器),將-48VDC或24 VDC的母線電壓轉換成一種或多種電壓,供給本機框的電路板。
(3)分布式供電。先由大功率的不間斷供電系統提供統一的-48 VDC或24 VDC,然后集中給通信網供電。設備機架每塊電路板上各有一個或幾個小功率電源(DC—DC變換器),將-48 VDC或24 VDC的母線電壓直接轉換成電路板所需的電壓。
相對而言,集中式供電造價最低,但可靠性最差;分布式供電可靠性高、靈活性強、可擴展性好、通用性強,但造價較高;而集散式供電的性能和造價介于兩者之間。目前,各大通信運營商所采用的固定電話系統、移動通信系統等,大都采用集散供電方式。為提高系統的可靠性,所用的電源板采取1+1備份方式,或N+1冗余備份方式。目前集散供電方式是性價比最高的一種供電方式。
隨著新一代數字芯片的出現,現代通信網中通信設備的工作電壓不斷降低。為提高芯片的運行速度、降低功耗,12 VDC及5 VDC的使用日趨減少,而3.3 VDC和2.5 VDC甚至1.8 VDC的使用則開始增加。因此,在低工作電壓時,由DC電壓供電的電阻所產生的壓降明顯增大。此時,采用分布式供電方式成為唯一的解決方法,因為DC—DC電源的分散度越高,工作電流越低,供電的壓降也就越低,從而更適合低壓應用。現代通信網越來越多地采用超大規模集成電路,目前主流的集散式供電方式已不能滿足要求。理想的做法,是采用分布式供電,每塊電路板都由一個獨立的電源進行供電。