高压直流供电系统在通信领域应用分析

摘要：纵观通信电源系统的应用与维护，它的使用者与维护者越来越信任通信用直流-48V高频开关电源系统的安全可靠性和易于维护性，同时对交流UPS供电系统安全稳定运行愈加担心。随着高压直流供电系统代替交流UPS系统为通信负载供电真实案例的稳定运行，人们为使用交流供电的通信负载选择供电方式上又多了一种新的尝试。本文将分析通信用高压直流供电系统代替交流UPS系统为通信负载供电的相关问题。

关键词：高压直流 供电系统 应用 分析 1. 为何要应用高压直流供电系统

1.1通信用直流供电系统是使用与维护人员信赖的电源种类

通信电源是通信负载的能源供应源泉，是通信设备的“心脏”，其重要程度不言而喻。随着通信事业的不断发展，通信负载对电源系统的要求越来越高，通信电源系统安全可靠稳定的运行是重中之重。通信行业供电系统的现状是交、直流供电系统并用，但随着我国IDC数据中心、互联网等数据通信业务的快速发展，交流不停电供电系统容量在不断增加，UPS设备的用量也越来越多，而许多事故都与UPS供电系统有关，所以使用这种供电系统越多，安全稳定运行的隐患也越多。要想从根本上消除因使用交流不停电供电系统（UPS）而存在的隐患，采用高压直流供电系统代替交流UPS供电系统是很好的解决途径之一。实践证明使用直流供电系统比使用交流供电系统有安全可

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靠性、可维护性、运行效率等方面的优势。因此，业界人士越来越希望更多地使用直流供电系统代替交流UPS供电系统为通信负载供电，这已是大势所趋。

1.2技术上高压直流供电系统可以逐步替代交流UPS供电系统 1.2.1通信用高压直流供电系统与交流UPS供电系统的组成分析

图1

虽然图1仅是两个供电系统组成的示意图，只表述了每个系统组成的主要部分和结构特点，但仍可看出交流UPS供电系统要比直流供电系统复杂得多。无论是并联冗余n+1系统运行方式，还是模块式并联冗余系统运行方式，都存在逆变失效、蓄电池组能量不能直接供

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给负载等问题，而高压直流供电系统却不存在这些问题，当交流市电停电后，蓄电池组的能量能够直接供给负载使用，这在技术上就大大提高了供电系统的安全可靠性。 1.2.2 高压直流供电系统应用的可行性 z 理论分析支持其应用的可行性

众所周知，现在通信行业使用交流供电的绝大多数负载均由交流UPS系统供电，然后经过负载自身的整流变换为+12V、+5V等直流电压为本身的电路供电，其输入不管是交流还是直流，最后都要转换为自身电路板使用的低压直流。所以在技术上负载设备是能够直接接入240V高压直流系统的电能的。因为，使用交流220V供电的电压范围约为180V至240V，所以负载理论上可以承受240V×1.414=339.36V的直流电压；而标称240V的高压直流系统最高电压约为120×2.35V=282V，远小于339.36V，所以现在的交流负载肯定能够承受高压直流240V供电系统的耐压。另外使用交流负载的整流电路由于使用高压直流供电其正半周长期处于导通状态，其发热问题是否会导致通信负载的整流部分故障率提高呢？我们知道当其由50Hz交流供电时，通过整流二极管的电流为脉动电流，而采用高压直流供电时，通过整流二极管的电流为平滑电流，当整流二极管通过的平均电流一定时，电流脉动成分越大其发热量也大，所以采用高压直流供电的整流器件不会比交流供电时的发热量更大，所以其整流部分的故障率也就不会提高。

z 应用实例已经证明其应用的可行性

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通信用240V高压直流系统代替交流UPS系统为使用交流的通信负载供电尽管在国内应用还很少，但这个理念早已深入人心。国外已经有许多应用的实例，国内中国电信盐城分公司的成功应用也为这项技术的更大范围推广起到了很好的示范作用。人们之所以越来越重视这项新技术的应用，直流系统的安全可靠就是充足的理由。 z 通信发展无疑需要高压直流供电系统

现代通信行业正朝着节能环保高效的方向发展，通信运营企业会越来越多的选择直接使用高压直流的服务器产品，以提高效率、降低能耗、较少机房空调系统的制冷消耗，这样高压直流供电系统的应用是通信行业的趋势选择。

2.应用高压直流供电系统面临的问题

2.1现有通信负载能否直接使用高压直流系统供电问题

虽然盐城电信公司已经对惠普服务器、IBM服务器、戴尔服务器、华为交换机、同方PC机等使用的设备进行了测试，这些设备都能够直接采用高压直流供电系统进行供电；但还不能以仅有的被测设备推断其他型号或品牌的服务器也能够直接使用高压直流供电系统。为了安全起见，还是建议在采用高压直流供电系统替代原有交流UPS供电时，应进行开通前的全面测试，只有通过测试的设备才能够放心使用。 2.2高压直流系统供电是否会增加使用与维护的危险

无论是交流UPS供电系统还是高压直流供电系统，对于使用者与维护者而言都存在致命的危险电压，维护与使用者都要按照安全操作规程、相应的维护规程实施操作与维护，这些是确保安全的首要条件。

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除了必要的操作，不建议对上述两个系统进行带电作业，因为确保安全可靠的供电固然重要，但与人身安全相比则绝对处于次要地位。

由于高压直流供电系统采用交流输入与直流输出进行电气隔离，直流输出与地、机架、外壳电气隔离，使用时采取正、负极均不得接地等保护措施，对于使用与维护者而言，与使用UPS供电系统相比不会增加更多的危险。

2.3现有交流UPS系统是否很快就被高压直流供电系统所代替 基于通信电源行业稳定发展的特性，高压直流供电系统的应用会受到诸多条件的限制。

首先，投资成本的限制，购买新的系统必然需要投资，如果没有资金支持，一切都不现实。其次，通信电源系统只要投入使用，就必须确保负载得到持续稳定的能源供应，对其进行改造，用高压直流供电系统代替现有交流UPS供电系统，必然要经受施工改造带来的风险，如果施工组织不力有可能造成供电中断，因此而造成现有电源系统的使用人员会对系统改造有抵触情绪。另外，现有通信机房的空间有限，是否具备放置新建高压直流供电系统的地方也是比较现实的问题。

但无论如何，高压直流供电系统比交流UPS供电系统具有更安全、更节能、更易于扩容等优点，是我们必须大力推广使用的电源种类。

3.对现有交流UPS供电系统进行改造的原则

既然能够使用高压直流供电系统替代原有交流UPS供电系统为

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使用交流供电的通信负载进行供电，就存在对现有供电系统进行改造的问题。鉴于通信领域对供电系统安全可靠稳定的要求，以及改造资金、施工安全等多方面的限制，对现有交流UPS供电系统进行改造应遵循以下原则：

（1） 现有交流UPS供电系统运行的各项指标应符合要求且运行

时间不足6年的不建议进行改造。

（2） 现有交流UPS供电系统虽然运行已经超过6年，但小于使

用寿命时间，系统配置合理、运行稳定的也不建议进行改造。

（3） 现有交流UPS供电系统虽然使用时间不长，但存在安全隐

患，系统配置上存在较多单点瓶颈问题，建议更换成高压直流供电系统。

（4） 现有交流UPS供电系统运行不稳定，系统输出达不到使用

要求，建议更换成高压直流供电系统。

（5） 现有交流UPS供电系统运行时间很长接近产品寿命周期且

效率较低、噪音很大，建议更换成高压直流供电系统。 （6） 现有交流UPS供电系统需要进行扩容才能满足负载的需要

时，建议新建高压直流供电系统来满足新增负载的需求。

4.总结

通信用高压直流供电系统是一个新型的供电方式，作为通信电源系统，我们始终认为系统安全稳定可靠的运行才是最重要的；其次才是节能环保问题，高压直流系统的高可靠性才是推动其广泛应用的

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前提条件，由于其运行效率也比现有交流UPS系统高出至少20%，所以必然会得到业界欢迎，这也是实现节能降耗的有效手段之一。

随着240V高压直流供电系统的通信行业标准的起草与实施，必将推动通信用高压直流系统的研发与生产，促进其在我国通信领域的应用，也为用户的正确使用、合理维护奠定了基础。

参考文献

[1]《通信技术与标准》2008年通信电源专刊 [2]《UPS应用》2008第12期;2009第3期 [3]《中国电源博览》2009年1、2月刊

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