中兴通讯电源产品部 张东卓 赵燕军
摘要：随着通信产品尤其是数据产品的小型化、分散化的发展和通信分散供电方式和广泛使用，嵌入式电源的市场在迅速扩大。本文主要探讨了用于一体化通信和数据设备的嵌入式电源的功能特点以及嵌入式电源系统和嵌入式电源单体的技术比较，并具体介绍了中兴通讯的嵌入式电源系统ZXDU45的技术优势。
关键词：一体化通信；数据设备；嵌入式电源。
一、嵌入式电源概述
1. 嵌入式电源的应用场合
嵌入式电源大多数都是与其它通信产品进行配套。因此它的应用场合是小型化、一体化通信产品，如接入产品、数据产品、交换端局、小型交换机、小型移动基站（包括PHS）等。此外，嵌入式电源还可单独作为一个小的电源系统使用。
2. 嵌入式电源分类
嵌入式电源，顾名思义是嵌装在一体化通信机柜中，给同机柜中的通信、数据设备提供直流基础电能的电源设备，它同时具有一定通用性。
一般来说，嵌入电源的输入都为交流220V，输出是直流-48V或+20V，是一种一次电源设备。
从电源结构来分，可以分为嵌入式电源系统和嵌入式电源单体两种。
从外形尺寸来分，主要有19英寸和23英寸两种。
从散热方式来看，主在有风冷和自冷两种。
3. 嵌入式电源的特点
一般来说，一体化设备对于其中的嵌入式电源主要有以下要求，也就是说嵌入式电源应具有如下特点：
（1）.外形尺寸：宽度为19英寸或者23英寸，能够方便地嵌入标准的19英寸或23英寸机柜中。高度一般以U为单位，深度一般较线。
（2）.输出电流较小，常见的从10A到75A左右，以满足同机架中设备的用电需求为主。
（3）.体积小，重量轻，整流模块和系统的功率密度高。工艺考究。
（4）.一般为单相输入，能够适应较恶劣的电网情况，一方面是输入电压的范围宽，另一方面，对于防雷和浪涌能力也有一定要求。
（5）.很多系统的整流模块可以即插即用，系统在线维护快速方便。
（6）.工作的环境温度范围宽，甚至可以达到-15~60℃。
（7）.由于与通信产品在同一个机柜，对于电磁兼容性和安全设计要求更高。
二、嵌入式电源系统和嵌入式电源单体的技术比较
根据电源结构的不同，目前用在一体化通信和数据设备中的电源设备有嵌入式电源系统和嵌入式电源单体两种。
嵌入式电源系统的系统结构和功能与组合通信电源一致。包括交流配电单元、多个并联运行的整流模块、直流配电单元和监控模块、尽管尺寸小，但具有相对完善的电源系统功能。
而嵌入式电源单体一般都是在普通卧式19英寸或13英寸的整流模块基础上，加上一些简单的功能，如均浮充转换、简单的通信和配电功能等。
嵌入式电源系统与嵌入式电源单体都可以用在一体化通信设备中，但两者有巨大差别，主要体现在以下几个方面。
可靠性方面，嵌入式电源系统为完整的组合电源结构，采用多个整流模块与N+1热备份结构，系统可靠性高；嵌入式电源单体一般只有一个，如果单体损坏，则只能依靠电池放电维持。
容量方面，嵌入式电源系统可以配置多个整流模块，系统容量大，且具有良好的扩容性；而嵌入式电源单体的容量小。
安装维护方面，嵌入式电源系统是一个完整的系统，用户可以直接拿来安装使用，一般的系统都有整流模块热插拔功能，系统可以快速在线维护；嵌入式电源单体要完成完整的电源功能，往往还要在机架里加上各种配电设备，客户工作量大，而且可维护性差。
防雷方面，嵌入式电源系统有完善的两级防雷能力，因为在系统配电和整流模块里分别有C级和D级防雷设计，有的系统电流泻放能力可达40kA；嵌入式电源单体只有D级防雷装置，防雷击和电网浪涌能力差。
蓄电池管理功能方面，嵌入式电源系统具有较完善的蓄电池管理功能，如均浮充自动转换、充电电流限制和调节、浮充温度补偿、蓄电池低压保护甚至二次下电；嵌入式电源单体的蓄电池管理功能很简单，均浮充转换要手动实现。
通信监控方面，嵌入式电源系统一般都配有监控单元和相应的通信接口，可实现“三遥”功能；多数嵌入式电源单体这方面的功能要差很多。
综上所述，嵌入式电源系统适合于对电源要求较高的场合，而嵌入式电源单体只适合于对电源要求较低的场合。
三、中兴通讯嵌入式电源系统ZXDU45的功能
图1 ZXDU45嵌入式电源系统外形
中兴通讯根据一体化通信和数据设备的具体要求，设计开发出了小巧而功能完善的嵌入式电源系统ZXDU45，该系统采用了先进的软开关技术和计算机技术，可靠性高。其外形如图1所示。ZXDU45嵌入式电源系统具有如下特点：
功率密度高：ZXDU45系统的宽度为标准19英寸，高度为4U。核心组件ZXD800E 15A整流器的功率密度高达400mW/cm3，重量仅为1.9kg，在国内外同类产品中处于领先水平。
工作空间小：采用混合散热设计方法，以自然冷却和强迫风冷相结合，相对于自冷的嵌入式电源系统，ZXDU45所占的实际工作空间大为缩小，可以给其它通信设备更多的空间。
可靠性高：ZXD800E采用特殊技术软化开关功率器件的开关过程，最大限度地减小功率器件的电压和电流应力，通过合理的风道设计，降低功率器件特别是电解电容的温升，提高整机的可靠性。
电网适应能力强：在交流输入130VAC~300VAC范围内整流器可全额功率输出，同时采用了高达40kA的防雷及浪涌措施，适应各种恶劣的电网环境。
工作温度范围宽：在-15℃~+50℃环境温度条件下可全额功率输出，在高温条件下进行适当的降额，工作温度范围上限可达+60℃。
电磁兼容性好：整流模块ZXD800E采用软开关技术，并通过有效的屏蔽、接地、滤波、具有良好的电磁兼容性。ZXDU45系统的传导和辐射指标满足EN55022 B级要求。输出电压峰值小于50mV。
安装维护方便：整流模块和监控模块采用完全热插拔技术，即插即用，空气开关与防雷模块前置，操作方便，大大缩短系统的MTTR，使系统具有极好的维护特性。
监控功能完备：监控单元对系统和整流器进行实时监控，并以LCD显示。具有完善的告警、控制、蓄电池管理、通信等功能。其中的蓄电池管理功能包括均浮充自动转换、充电电流限制和调节、浮充温度补偿、二次下电功能。
配电灵活可靠：交直流配电单元完成交流电源的输入与防雷保护、直流输出的分配、蓄电池的接入与保护等功能，并为监控单元提供检测信号。
保护功能齐全：具有完善的保护功能，保护用电设备与电源自身的安全、。保护功能包括防雷及浪涌、二次下电、短路电流回缩保护、输入过欠压保护、输出过欠压保护、过温保护等。
从上面的叙述中可以看到，ZXDU45是小型化、一体化通信、数据产品的理想动力核心和保障。
----《中国电源博览》
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