1.主要特征
户外型直流通信电源系统主要由高频开关整流模块、监控模块、阀控式密封铅酸蓄电池组、交直流配电单元等组成。户外型直流通信电源系统通常和相关通信设备(如BTS、传输设备或其他通信设备)一起安装于可应用于室外C类应用环境的一体化户外机箱内,其技术参数主要特征要求如下:
a) 高频开关整流模块:效率大于90%,功率因数大于0.99,支持热插拔,宽范围输入电压。
b) 监控模块功能:具有蓄电池管理功能和电源系统监控功能;具有负载下电和电池低电压保护功能,能实现温度补偿、自动调压、无级限流、电池容量计算、电压均衡性测量、电池在线测试、电池充放电信息统计等功能;能提供RS232或RS485通信接口和多对干接点告警接口,便于实现远程监控和无人值守。
c) 防雷保护:系统交流电源输入端口防雷等级为差模、共模标称不小于15 kA;-48 V直流输出防雷等级为差模、共模标称不小于15 kA;通信接口和告警接口防雷等级为差模标称不小于3kA、共模标称不小于5 kA。
d) 防水防尘:除蓄电池室外,系统中放置整流模块、监控模块、交直流配电以及用户设备的箱体外壳防护指标满足或高于IP54,并达到GR487的防水要求,如果蓄电池舱体与电源及设备箱体是分开的,则蓄电池舱体的防护指标可相对降低。
e) 安装方式:一般为地面平台安装。
f) 防盗:设门禁开关,确保普通工具不能从外部打开设备的门、顶盖和侧板。
g) 预留空间:根据用户的要求预留一定空间以安装其他设备。
h) 恶劣的应用环境。
2.整流模块性能
除满足YD/T 731-2002的技术要求外,还应达到如下要求:
a) 输入电压 90~290 V,具有欠压和过压保护及自动恢复功能,并能长期承受350 V的交流电压输入而不损坏。
b) 输入频率 40~65 Hz。
c) 传导和辐射干扰要符合YD/T 983-1998中表1和表3的B级要求。
d) 系统交流电源输入端口防雷等级为差模、共模标称不小于15 kA;-48 V直流输出防雷等级为差模、共模标称不小于15 kA。
3.监控功能
监控模块元不仅对整流模块、蓄电池管理和处理告警,还可通过后台网管或手持终端控制来实现环境监控、异常告警、电池管理、整流模块及配电单元的管理等功能。监控模块的主要功能如下:
a) 整流模块管理;
b) 蓄电池自动均浮充管理;
c) 蓄电池强制均充管理;
d) 蓄电池温度补偿;
e) 蓄电池保护下电控制、负载二次下电控制;
f) 近端及远端参数配置;
g) 干接点告警;
h) 遥测及告警接口;
i) 温控风扇调速及故障检测功能;
j) 门禁;
k) 通信接口和告警接口防雷等级为差模标称不小于3 kA、共模标称不小于5 kA。
4.一体化户外机箱组成
图1为一体化户外机箱总体结构参考图。由高频开关整流模块、监控模块、配电单元、传输设备或BTS或其他通信设备、阀控式密封铅酸免维电池组、热交换器、加热器等组成。
5.一体化户外机箱设计要点
5.1 用户需求
先了解用户的各项需求,主要需求如下:
a) 些设备要安装于户外机箱内(如BTS、传输设备、电源系统、电池等);
b) 电缆连接方式;
c) 外型尺寸;
d) 较大耗热;
e) 气候环境条件(如温度、太阳辐射、湿度、海拔高度等);
f) 设备的较高和较低运行温度;
g) 设备备用时间;
h) 供电分路及端子要求;
i) 价格期望及成本控制要求。
5.2 机箱原材料的选择
a) 低碳钢:抗腐蚀性较差,但强度高且成本低;
b) 铝板:抗腐蚀性较好,中等强度,价位适中,且散热好;
c) 不锈钢:抗腐蚀性极强,且强度很高,但成本也很高。
5.3 热设计
根据不同的应用环境采用不同的冷却方法,为用户选择和设计经济的方案。冷却方法有空气对流热交换、空调、强迫通风和负压通风等。
a) 空调:置于机箱内部,调节内部温度低于户外温度,它适合大于700 W的高热耗设备,但其缺点为产品和运行成本高,且交流停电时空调不工作。
b) 强迫通风:用温控直流风扇吸进外部空气来驱走设备内的热量,适合于低热耗的设备。是一种低成本的散热方案,但也把恶劣的外部空气带进设备内部而影响设备的性能和运行安全,还需定期维护滤网。较适合蓄电池箱的散热设计。
c) 空气热交换:用温控直流风扇分别驱动内外部空气循环,内部的热气与外部的冷空气在隔离的散热器上产生热交换,而设备处于全封闭。此散热方式价格适中,适合于热耗200~1000 W的设备。但缺点是内部温度总是高于外部温度,通常需设计使内外部温差在20℃以内。
d) 双层壳体设计:主设备机箱的门,侧板及背板采用双层壳体以减小太阳辐射的影响。
e) 加热器:应用于低于-15℃的地方,还应考虑在电池室内安装温控加热器。
5.4 防腐蚀处理
a) 钢材机箱需进行双层防腐处理,即镀锌或热浸锌并涂户外粉末有机涂层。
b) 铝板外表面需采用“阳极氧化加户外粉末有机涂层”。
5.5 环保要求
在中国市场的产品要逐步达到WEEE和RoHS指令要求。出口欧美的产品必须在2005年底前达到WEEE和RoHS指令要求。
6.空气热交换器
可根据实际情况选用顶置空气热交换器、板上(门上)安装的空气热交换器或门内安装的空气热交换器。
空气热交换器的选用或设计应考虑风扇的工作电压和寿命、交换器的功热比、内/外部的循环空气流量等因数。