如何为电信、网络和运输系统选择电源

为电信、网络或运输设备选择电源意味着指定服务的连续性而不是工作周期：负载永远不会关闭，输入很少是干净的，并且设备经常密封在多年无人打开的机柜中。这会改变优先顺序。输入范围和保持时间优先于效率，冗余拓扑优先于机箱格式，实际内部环境下的降额比铭牌额定值更频繁地决定瓦数。本指南列出了这三个应用系列实际提出的要求，然后逐步介绍决定您请求报价的部件号的维度。

要点

• 服务的连续性是设计的目标。 这些负载连续运行，因此可用性（而不是峰值效率）推动了规范。

• 输入范围是第一个过滤器。 电信直流工厂、车辆系统和工业电源都呈现不同的窗口；适合一个人的供应很少适合另一个人。

• 保持时间是一项要求，而不是额外的好处。 它必须涵盖负载安全关闭之前所需的时间（在实际负载下测量）。

• 冗余是一个单独的组件。 1+1 和 N+1 是通过冗余模块实现的，而不是单独通过并联电源来实现。

• 在密封柜环境下降低额定值。 内部温度（而不是室温）决定可用输出。

• 从供应商自己的声明中确认合规性。 标准适用于终端设备，其范围必须经过验证而不是假设。

这些系统对电源的要求

为什么连续工作会改变规格？

电信机架、汇聚交换机或信号柜每天 24 小时运行，因此每一小时的停机都是一次服务事件，而不是调度不便。这将重点从转换效率转移到热裕度、保护行为以及在输入干扰下保持运行的能力。保护阈值比效率曲线更重要：即使电源的铭牌效率非常出色，但因短暂输入电压下降而跳闸的电源也会导致应用失败。我们的指南中介绍了这种关系背后的机制 开关电源如何提高系统可靠性.

输入容差需要多宽？

比名义数字显示的更宽。 48V 电信直流电站的电压接近 48V，但不完全一样，24V 工业总线在充电期间电压上升，在负载下电压下降。在运输过程中，电源可以是电池，其端电压在充电和放电循环中显着变化。写下系统可以提供的最小值和最大值，然后根据该窗口进行选择，并留有余量——仅在标称电压下指定的电源将在最不方便的时刻停止。

为什么瞬变和浪涌会影响规格？

因为电源是干扰首先到达的组件。该产品组合中已发布的规格规定，115 VAC 时的浪涌电流为 20A，230 VAC 时的浪涌电流为 40A，上游保护必须能够承受浪涌行为。更宽的输入容差和 PFC 前端均有所帮助： 用于电信的 1000W 可调节 PFC 电源的 输入范围为 47-63 Hz 时的 110-240 VAC，最大输出功率为 1008W，在 24V-150V 调节窗口内的输出电流范围为 6.7A 至 42A，转换效率为 88.3% 至 91%，MTBF 至少为720,600 小时。在直流侧，同样的逻辑适用：为电信轨供电的降压转换器必须能够承受总线上存在的瞬变，而不会将其传输到负载。

选型尺寸

您的负载实际需要多少保持时间？

保持时间是指在输入被移除后电源维持其输出的时间间隔，以定义的负载报价。一项已发布的示例指定满载时 230 VAC 时的保持时间为 60 毫秒，115 VAC 时的保持时间为 12 毫秒。重要的数字是您的负载需要多长时间才能完成安全关闭或移交给冗余电源，而不是数据表上可用的最大数字。首先测量或计算该要求，然后将其与实际负载下公布的数字进行比较，因为随着负载的增加，滞留时间会缩短。

1+1 或 N+1 — 哪种冗余拓扑适合？

1+1 使用两个电源，其中任何一个都可以承载满负载，通过简单的接线提供针对单一故障的保护。 N+1 使用 N 个负载电源加上一个备用电源，当负载分布在多个转换器上或系统必须在较大安装中承受一次故障而不中断时，这是通常的选择。两者都需要冗余模块来解耦输出：使用 12V、24V 或 48V DC 运行的专用 20A DIN 导轨模块支持 1+1 和 N+1 配置。没有去耦的两个并联电源无法提供拓扑所假定的隔离。

如何在密封柜内降额？

读取内部环境下的降额曲线，然后检查该曲线是否在有强制气流的情况下引用。该产品组合中发布的示例指出，工作温度为 -25 °C 至 +50 °C，超过 50 °C 降额，这告诉您该数字不是工作极限，而是要读取的曲线。在密封的室外机柜中，内部环境可能远高于外部空气，因此计算的正确输入是安装位置处测得的机柜温度。对于机架式机柜构建 ，机柜构建的 DIN 导轨电源 遵循相同的逻辑，并且经常形成直流配电层。

隔离和 EMI 要求有何变化？

隔离要求取决于设备的接地布置，而不是偏好。如果负载不能与源共享参考，则需要隔离转换器；如果机架已提供通用参考，则非隔离转换器是经济的选择，节省下来的资金可以用于外壳保护 — 48V 至 13.8V 电信 DC-DC 转换器 是该任务的标准模式。在 EMI 方面，具有功率因数校正功能的电源具有较低的谐波电流分布，从而简化了终端设备级别的争论，并且该产品组合中的 电信和工业级电源 涵盖了交流输入和直流输入布置。

哪些警报和监控功能很重要？

对于无人值守站点，答案是让远程操作员区分电源故障和负载故障的功能。该产品组合中已发布的保护集包括短路、过载、过压、过热、风扇故障和欠压，风扇故障或欠压标志可以告诉您设备是否正在降级或彻底故障。在最终确定部件号之前，确定您的监控系统可以使用哪些信号。

适用哪些标准和合规步骤？

标准适用于终端设备而不是孤立的电源，因此合规性问题始于您产品的类别，例如适用于信息和通信技术设备的 IEC/EN 62368-1，或适用的医疗标准 IEC/EN 60601-1，该标准增加了漏电流限制。连接到公共低压电源的设备的谐波电流发射符合 IEC 61000-3-2 标准。在每种情况下，请要求供应商提供自己的声明并将其与项目文件一起保存，而不是从数据表摘要中推断合规性。

表 1：按应用划分的要求概况

表 2：产品和评级覆盖范围

上图引用自已发布的系列名称和规格表。订购前请确认数据表上的确切型号、输入窗口和降额曲线。

工作示例：调整保持时间和冗余

考虑一个 48V 电信机架馈电，它必须能够承受单电源故障而不掉落负载，其中负载需要 15 毫秒才能完成受控关闭，并在 48V 下消耗 20A 电流。

步骤 1 — 将负载转换为电源。 在 48V 和 20A 下，负载为 960W。

步骤 2 — 建立输入窗口。 确认直流设备可以提供的最小值和最大值，然后选择公布的输入范围涵盖两端并留有余量的电源。

步骤 3 — 将保持时间与要求进行比较。 公布的保持时间是在满负载和特定输入电压下引用的，在较高负载下会缩短。如果公布的负载数据未涵盖负载所需的 15 毫秒，则要么接受稍大的电源，要么在负载处增加电容，但要根据数据表（而不是标题数字）确定裕量的大小。

步骤 4 — 选择冗余拓扑。 对于需要不间断运行的单个负载，每个电源额定功率为 960W 的 1+1 是最简单的答案；当负载分散到多个馈送时，N+1 变得相关。

步骤 5 — 添加去耦组件。 指定每个电源额定电流高于 20A 的冗余模块，并确认其公布的负载电压降和效率，以便电压降不会消耗您在步骤 3 中计算的裕度。

仅作为说明性方法；不是 SMUN 产品规格。

请求报价之前的采购清单

1. 输入窗口 - 源可以呈现的最小和最大，有余量。

2. 内部环境 — 在安装位置的封闭机柜内测量。

3. 负载曲线 ——连续电流、浪涌以及负载在输入丢失时需要多长时间。

4. 冗余拓扑 — 1+1、N+1 或无，加上去耦模块额定值。

5. 监控信号 ——您的系统可以使用哪些故障标志。

6. 合规范围 - 管理您的终端设备的标准以及您需要的供应商声明。

结论

选择电信、网络和运输电源时要考虑可用性，而可用性是根据固定顺序的四个决策构建的：电源提供的输入窗口、负载所需的保持时间、服务级别所需的冗余拓扑以及安装环境留下的热裕度。效率和成本遵循这些决策，而不是主导它们。

此类别中最常见的规格错误是将铭牌额定值视为可用输出。密封室外机柜中额定温度为 +50 °C 的 2000W 设备在机柜达到的内部环境下并非 2000W 设备。读取测量温度下的降额曲线即可将铭牌转换为可交付的数字。

在请求报价之前，请确认输入窗口、内部环境、保持要求以及冗余模块是否在范围内。回答这四个问题后，候选名单通常有两到三个零件号长。

常问问题

问：我应该指定多长时间的保持时间？

答：足以满足您的负载在输入丢失后必须完成的任何任务 - 受控关闭、切换到冗余馈电或穿越短暂干扰。将公布的数字与实际负载和输入电压进行比较，因为随着负载的增加，保持时间会缩短。

问：我可以并联两个相同的电源以实现冗余吗？

答：不是直接将输出连接在一起。冗余需要解耦，以便故障单元无法拉低共享电源轨；额定电流高于每电源电流的专用冗余模块为 1+1 和 N+1 配置提供该功能。

问：更高的额定功率是否总是意味着更高的热裕度？

答：不会。该额定值是在规定的环境和负载条件下引用的，可实现的输出会随着内部温度的升高而下降。在密封柜中，测量的内部环境下的降额曲线（而不是铭牌数字）决定了设备的性能。

问：电信设备是否需要 PFC 前端？

答：适用性取决于设备类别、输入电流以及管理您产品的谐波电流限值的版本； IEC 61000-3-2 解决了连接到公共低压电源的设备的谐波电流发射问题。 PFC 前端是满足这些限制的常见途径，并且它还可以在相同输出功率下降低输入电流。

问：我应该寻找哪些故障信号？

答：可以让远程操作员将电源故障与负载故障分开。该产品组合中已发布的保护集包括短路、过载、过压、过热、风扇故障和欠压，风扇故障和欠压标志通常对于无人值守站点最有用。