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交流開關(guān)電源的未來發(fā)展
距IT設(shè)備240V高壓直流供電標(biāo)準(zhǔn)的誕生已過三年?，F(xiàn)如今,，某些電信運(yùn)營商和一些大型互聯(lián)網(wǎng)公司，已經(jīng)有數(shù)目可觀的IT設(shè)備,、IDC機(jī)房,、核心網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)平臺采用270V(標(biāo)稱值240V，默認(rèn)值270V)高壓直流供電,。高壓直流供電都有哪些好處呢?
節(jié)能!依據(jù)電信運(yùn)營商的運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)果統(tǒng)計,，用高壓直流替代傳統(tǒng)的交流UPS供電，在UPS整個生命周期內(nèi)平均節(jié)能大于20%;從新建系統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，高壓直流系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的交流UPS系統(tǒng),，平均節(jié)約投資大于40%,。可靠!由于高壓直流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比UPS系統(tǒng)簡單,，而且采用了電池直掛輸出母線,，在進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性的同時，還提供了一個很大的濾波池,，給設(shè)備帶來更為潔凈的供電環(huán)境。簡單!從“通信電源系統(tǒng)”和“電力操作電源系統(tǒng)”衍生出來的模塊化高壓直流系統(tǒng),，其運(yùn)維沒有UPS并機(jī)所要求的“相同的幅值,、頻率和相位”等需求，可直接并機(jī)擴(kuò)容,，維護(hù)操作方法得到簡化,，倍受各大運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)公司和設(shè)備制造商的高度關(guān)注,。真實(shí)!從實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)上看,，設(shè)備可靠性大有提升，故障率減少了一半,。
高壓直流帶來的具體好處：
1,、設(shè)備負(fù)載率高，加上節(jié)能休眠管理,，大大提高系統(tǒng)整體效率
2,、拓?fù)浜唵危姵刂苯訏炷概派?，且電源模塊N+1冗余,，可靠性高
3、電源模塊達(dá)到插拔式的便利程度,，可在機(jī)柜內(nèi)按需在線擴(kuò)容
4,、并機(jī)擴(kuò)容無交流電源幅度、相位和頻率的同步要求,，機(jī)柜擴(kuò)容簡單
5,、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜設(shè)備，可以集中能源池布置,，也分散到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備群中布置
6,、現(xiàn)場更換故障電源模塊簡易，一線運(yùn)維人員即可操作
但是,，現(xiàn)有的服務(wù)器等IT設(shè)備多數(shù)采用交流220Vac供電,，尚無IT設(shè)備廠商明確表態(tài)支持直流270Vdc輸入，這勢必會影響設(shè)備的維保服務(wù)。那么高壓直流能否可直接應(yīng)用于現(xiàn)有的服務(wù)器而不對服務(wù)器的可靠性產(chǎn)生影響呢?這是運(yùn)營商和IDC運(yùn)營企業(yè)關(guān)注的首要問題,，也是制約高壓直流應(yīng)用的一大魔障,。
為了分析這個問題，我們先來了解一下目前交流輸入服務(wù)器等IT設(shè)備電源的基本工作原理,。由于IT設(shè)備都承載重要的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù),，因此通常都采用高標(biāo)準(zhǔn)的高頻開關(guān)電源，其主要特點(diǎn)是效率高,、體積小,、功率因數(shù)高、諧波小,。
交流服務(wù)器電源通常采用一個PFC電路將交流經(jīng)過整流橋整流后的直流電壓升壓到400V左右的高壓,，再經(jīng)DC/DC變換電路轉(zhuǎn)換為12V、5V和3.3V的電壓,。(本文主要談?wù)?20Vac和270Vdc供電的差異,，這對電源的主要影響在PFC級之前，因此不再闡述DC/DC級之后的電路結(jié)構(gòu),。)高頻開關(guān)電源PFC級之前的電路結(jié)構(gòu)如圖1所示,，其中，L1,、L2和 C1,、C2、C3為EMI濾波電感和電容,，R是軟啟動電阻,，用于防止服務(wù)器上電時輸入有較大的沖擊電流。軟啟動結(jié)束后,，通過繼電器將軟啟動電阻短路,，減小損耗，D1~D4為整流橋,，L3,、S1和D5為PFC電路的電感，開關(guān)管和二極管,，C4為母線電容,，為后面的DC/DC電路提供所需要的直流電壓。從下面的拓?fù)渲锌梢钥吹?，服?wù)器采用交流還是直流供電,，對服務(wù)器本身的影響都只集中在前級PFC電路上。