通信用 240V 直流供电系统

2011年中国电信生产用房耗电量超过100亿kWh，其中数据中心和通信机房用电约50亿kWh。由于UPS供电架构N+1的模式效率不高且不能工作在高效率区间，尤其是UPS电源中DC-AC转化环节的能耗较高，因此使UPS供电的平均效率低于80%，造成了电能的浪费。目前应用该技术可实现节能量40万tce/a，CO2减排约106万t/a。

四、技术内容

1.技术原理

HVDC电源模块是HVDC系统的核心，是利用电力电子技术将电网的交流电变换成与电网隔离的直流输出。采用模块组建电源系统具有设计周期短、可靠性高、系统升级容易等特点。

HVDC电源模块由三相有源PFC和DC/DC两个功率部分组成。在两个功率部分之外还有辅助电源、输入输出检测保护电路、驱动控制电路、通讯电路等。前级三相有源PFC电路由输入EMI和有源PFC组成，用以实现交流输入的整流滤波和输入电流的校正，使输入电路的功率因数大于0.99，THDI小于5%。后级的DC/DC电路由DC/DC变换器及其控制电路、整流滤波、输出EMI等部分组成，用以实现将前级整流电压转换成通讯电源要求的稳定的直流电压。PFC和DC/DC之间由SCI通讯进行数据和指令传送，再由DC/DC部分的DSP通过CAN通讯与监控建立联系。

2.关键技术

（1）高效三相PFC交错技术，采用先进的SiC二极管和ST的STW57N65M5MOSFET来提高PFC部分的效率，减小损耗和原材料的使用。

（2）LLC串联谐振电路可以实现全负载范围内零电压开关（ZVS），减小了电磁干扰，与其它的DC/DC变换器相比有很大的优势；LLC串联谐振变换器使用变频控制，与传统的PWM 控制拓扑更容易满足通信电源的掉电保持时间要求。

（3）使用了自主开发的ZHM05、ZHM07监控系统，具有软件均流、模块休眠功能、电池巡检功能、绝缘监测功能。

在对外接口的考虑上，选择了基于RS232和RS485的MODBUS协议以及目前广泛通用的TCP/IP以太网络协议。在国内首次将TCP/IP以太网络协议引入直流操作电源监控，将TCP/IP协议嵌入单芯片控制器构成的系统中，通过现在较为普及的以太网络，按照给定的IP地址，上传本地信息，完成远程监控。现场智能设备的以太网接口，TCP/IP嵌入，可配置的IP地址大大加强了直流屏监控系统与后台通讯的能力，用户通过局域网实现对直流屏的管理。

3.工艺流程

HVDC(高压直流电源系统)，作为数据服务器的供电电源，是IDC机房的心脏。核心部件是AC/DC变换器和系统监控及子监控。系统采用分散控制、集中管理的监控模式，由主监控模块单元、n+1冗余式的高频开关整流模块单元、蓄电池管理单元、绝缘监测单元组成，各模块都有自己独立的监控程序，共同组成系统监控。其结构框图如图1所示。模块间具有RS-485串行通信通道，主监控单元为系统的主模块，其余模块均为从模块，接受主监控单元的管