高压直流(HVDC)供电系统的发展和应用(国内

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1、IDC机房高压直流供电系统的发展和应用技术(国内）主讲人：杜秋18918033303@189.cn12021/7/14目录一、国内高压直流供电系统的技术研究和应用情况；二、国内高压直流供电的准规范的解析2021/7/1422021/7/143一、国内高压直流供电系统的技术研究和应用情况1、国内IDC机房用高压直流供电方案（技术）研究由于高压直流供电系统具有供电可靠、能有效节约能源等优点已经被多数通信电源专业人士接受；国内对高压直流供电系统的研究和设备研制等工作始自07年，且快速进展，在不久的将来，高压直流

2、供电方案将首先在我国IDC机房供电系统中得到应用；根据高压直流供电系统的特点，在安全性、可靠性和可扩展性等方面的优势和在通信系统中的应用具有广阔前景；2021/7/144近年来，IDC数据中心机房业务发展迅猛，服务器托管需求激增，而且由于IDC设备电路集成度的增加，其单位功率密度较常规通信设备的高出很多，甚至高出普通通信机房的8~10倍；目前，IDC机房进行供电的主要是交流UPS电源和低压-48V直流电源，其中交流UPS电源是主要的供电系统。与之相比，高压直流供电系统具有扩容方便、可靠性高、效率高等突出特

3、点，特别对不断增加的高功耗负载，高压直流供电系统将是一个有发展前途的电源系统结构。2021/7/1451、国内IDC机房用高压直流供电方案（技术）研究2、国内高压直流供电方案的发展2.1、概述计算机、服务器和路由器等大都采用220V交流不间断供电，需安装AC-UPS电源或逆变器电源对其供电；但无论什么信息技术设备，其最终电路板芯片都是低压直流供电，如12V、5V、3V和1.1V等，只有用户的话机由电话局的-48V供给（目前所占比例将愈来愈小）；移动通信局等-48V电源只起到过渡电压作用，将来使用交流电压供

4、电的通信设备将愈来愈多；对交流来说，不论是采用DC/AC逆变器或交流UPS设备，都要经过市电整流和逆变器二级换流；2021/7/1462、国内高压直流供电方案的发展2.2、对通信和信息、数据设备供电的两种观点：统一到-48V直流供电：INTELEC1998年发表《一种新生的技术—-48V计算机设备供电拓扑》：-48V供电是最可靠、最安全的方案；主张统一到rAC220V高压直流供电：对电信和数据通信融合的新供电应统一到将市电220V整流后的高压直流供电，称为TENOR供电【当市电为230V(+10%~-20

5、%[√2峰值系数])时，直最高电压为358V，最低电压为260V】；2021/7/1473、高压直流供电的组成2021/7/148日本NTT公司的由交流200V整流变换为直流270V的系统AC200VDC270VDC270V4、高压直流供电方案的发展的特点及优势4.1、可靠性：高压直流可靠性远高于目前UPS；4.2、效率和节能：n+1的UPS系统考虑谐波的综合因素其负载率不高于60%、效率在50%-90%之间；而高压直流系统在40%的负载率下效率即可达90%以上；4.3、影响效率的因素分析：设备内部的DC

6、/DC变换器的内部功率损耗和配电电缆的功率损耗（DC/DC变换器工作时，MOSFET的功率损耗，包括MOSFET导通电阻（Ron）压降损耗和输出电容（Cout）充放电的损耗，导通电阻上的损耗正比于MOSFET管的导通电流，电容上的损耗正比于电源电压和开关频率；2021/7/1494、高压直流供电方案的发展特点及优势4.4、-48V和高压直流的效率比较：负载较小时，高压直流系统的效率比-48V系统低。主要是因为高压直流系统DC/DC变换器MOSFET管输出电容充放电损耗大；负载较大时，-48V系统的效率比高

7、压直流系统低。主要是因为-48V系统的DC/DC变换器中MOSFET导通电阻上的损耗和配电电缆上的损耗较大；所以，高压直流供电系统用于负载功率较大的场合比较有利（如，IDC)。2021/7/14104、高压直流供电方案的发展特点及优势4.5、系统效率的提高：电源设备本身效率的提高；通信设备内部的电源模块效率的提高；降低配电线路的功率损耗；从而减少机房空调制冷量的需求，减少电能需求，最终达到节能的目的。4.6、高压直流供电系统的可靠性高、效率高的优点负载功率越大越突出；4.7、面临的困难：实现这个供电系统—

8、—负载设备的滤波器、熔丝、连接器和通信设备内部的板上DC/DC变换器都需要相应地改变，实现起来比较困难；4.8、前景：这种电源系统结构能否采用，取决于未来负载机柜的功率要求是否较大。从目前的电信和数据通信的发展情况看，这些负载设备的功耗正在不断增加。因此，高压直流供电系统还是一个有发展前途的电源系统结构。2021/7/1411评价名称评价标准直流供电结论可靠性系统简单、单点故障少，系统可靠性>99.99%直流系统简单、无单点故