科华240V高压直流电源系统介绍 2012-12-20.doc

科华240V高压直流电源系统介绍 概述 随着信息技术的发展与数据业务的迅速扩大，尤其是高功率密度设备的大量应用，使得“建设节约又安全的通信供电系统”成为了各大通信运营企业关注的焦点，对通信电源也提出了新的运用要求。 240V高压直流电源系统是配合通信行业动力系统方案升级而推出的一款新型的大功率，高效、节能、环保的新型智能化电源系统，符合国家节能、降耗、减排的产业政策；降低通信系统运行能耗，提高可靠性的最佳动力系统方案。 图1是IT设备的电源工作原理， 由上图可见,虽然IT设备输入是交流电源，但核心部分还是DC/DC变换电路，我们只要输入一个范围合适的直流电压给DC/DC变换电路，就同样能安全满足IT设备工作。因为输入端没有工频变压器，所以输入直流不会产生短路阻抗，就没有必要非得交流输入，不用交流也就没有必要用UPS，由此因UPS交流供电引起的一切不利因素也就自然而然地消失了。如果我们输入的直流合理配上蓄电池，辅以远程监控，构成一个可靠的直流供电系统，就可取代UPS交流供电系统 高压直流电源系统的的工作原理框图如图2所示： 240V高压直流电源系统包括PFC AC/DC市电整流升压电路、DC/DC变换电路、输出滤波电路、监控器、电池组等部分。在市电正常时，输入通过PFC升压成稳定直流电压，供给DC/DC变换器，输出稳定的240V直流，同时完成对电池的充电。当市电异常时，电池通过直接给负载供电。由于采用世界领先的“三相三线功率因数校正技术”、“谐振电压型双环控制的谐振开关电源技术”，具有体积小、重量轻、效率高、功率因数高、输入电流波形失真度（THD）低、高可靠等优点。 240V高压直流电源系统主要由整流柜（整流模块、监控模块）、交流配电柜、直流配电柜(列头柜)，电池柜（含电池管理）四大部分构成，如图3所示。 图3 直流电源系统的基本组成结构 整个系统采用模块化进行设计，在提高电能使用效率，降低本身损耗，提高可靠性有了很大提高。同时，根据负载大小可以调整模块工作的数量，使系统能够工作较高的转换效率。再者，系统的割接改造更为方便，直流电源只要做到电压和极性相同就可以连到一起。 240V高压直流电源系统优点： 一次能源变换，效率高 PFC变换，谐波小，功率因数高 电池直接供给负载使用率高 科华240V高压直流电源系统介绍 科华240V高压直流电源系统采用全数字控制技术、系统智能化监控理念进行研制的大功率、高智能、高可靠、节能、环保的绿色电源系统；主核心模块采用CAN接口，配件以及选件模块采用RS485接口，系统可灵活配置，易于扩展。 以下简述各部分的组成、功能、基本配置、扩容等。为了满足不同客户需求，减少非标产品的制作难度，整个系统的设计采用模块化方式，即整流模块、配电监控模块、系统监控模块、电池管理模块四大功能模块，灵活组合各种不同配置，不同容量的系统。高压直流电源系统应用框图如图4所示； 图4 科华240V高压直流电源系统应用框图 机柜采用标准的800 * 800 * 2000机柜，系统包括监控模块（触摸屏）、配电监控模块、整流模块（5+1模式）、绝缘监察模块、模拟量监测模块（选件）、开关量监测模块（选件）、电池巡检模块以及电池组，各个模块的主要功能如下： 监控模块：主要功能为完成系统运行参数显示、系统参数设置、历史记录存储、与上位机监控平台信息交互；RS485信息交互接口。 配电监控模块：主要功能为交流配电、直流配电监控，配电模块开关量监测，配电模块绝缘监察，与整流模块信息交互实现整流模块的数字化均流，系统智能调度；CAN、RS485信息交互接口，CAN接口实现与整流模块的信息交互，RS485实现与显示模块、配件或选件模块的信息交互。 整流模块：整流模块是系统的核心部分，它将交流变换成直流（AC/DC），给负载供电，同时对电池充电，实现模块数字化三电平三相APFC输入功率因数校正，数字化三电平DC/DC变换，可由配电模块DSP进行智能调度，额定输出240VDC/40A，最大功率12KW；CAN以及RS485信息交互接口。 绝缘监察模块：实现直流配电柜各支路绝缘监察，RS485信息交互接口。 模拟量监测模块：实现直流配电柜个各支路模拟量(支路电流)监测，RS485信息交互接口。 开关量监测模块：实现各支路开关量监测以及远程辅助控制，RS485信息交互接口。 电池巡检模块：实现对电池端电压检测、电池内阻检测（预留）、电池电压均衡性监测、电池温度监测等，对于电池内阻监测功能本次设计先不考虑，后续进行完善。 电池组：电池组是保证不间断供电的关键，在交流停电时，由蓄电池给负载供电 科华240V高压直流电源外观如图5 图5 科华240V高压直流电源外观图 2.1 产品特点 本产品为新一代的数字化模块化产品，将具有以下特点： 1）系统监控