户外型直流通信电源及一体化机箱简介[曹华刚]

西红柿

         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） 哪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） 最大耗热；

        e） 气候环境条件（如温度、太阳辐射、湿度、海拔高度等）；

        f） 设备的最高和最低运行温度；

        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，为用户选择和设计最经济可靠的方案。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。