摘要：传统的数据通信设备要求的交流电源与通信机房内广泛使用的-48V直流电源不兼容，如何在新形势下保证电源设备高可靠性、高可用度和高效率的要求，这是通信电源系统亟待解决的一个新问题。

第1页:传统的UPS解决方案 第2页:高压直流供电解决方案

　　目前在国内通信中主要试用了270V电压级别的高压直流电源系统。
　　
　　1、服务器电源直流供电的可行性
　　
　　现在IDC机房的服务器内部一般使用高频开关电源，把外部输入的交流电转化为内部电子电路所用的直流电。计算机设备的高频开关电源的基本工作原理如图3。

　　
　　图3高压直流原理图

　　将上图简化，如图4、图5，实际上在交流输入的时候，在正半周，电流的走向是从A—>2—>C—>D—>4—>B，在负半周的时候，电流的走向是从B—>3—>C—>D—>1—>A，整流管1、3和2、4轮流导通。理论计算，。因此，标称是220V交流输入（即Ui＝220）的设备，在CD输出的直流电压Uo≈280V。一般服务器的电源输入电压要求是220V±10％，即198V～242V，因此，Uo值的范围是252V～308V。这个值是电源的标称电压，实际上，CD后端的DC/DC变换器是通过调节开关脉冲的占空比即开关管的导通时间来控制输出直流电的电压的，因此，电压范围可以高于308V。
　　
　　采用直流电压直接输入AB时，由于电压不变相，整流管2、4长期导通。如图3，这样，电压从AB端直接传到CD端。若不考虑整流管的自身损耗，则Ui≈Uo。

 　　
　　图4交流输入整流原理
　　
　　图5直流输入整流原理

　　2、直流电压的确定
　　
　　在交流输入时，作为整流的四只二极管可以在一个周期内轮流导通一次，而在直流输入时，只有两只二极管长期导通，这样二极管的发热量大大增加。整流管电阻不变，考虑功率守恒在要降低其发热量的情况下，如果采用直流电压，输入电压就不能太低，电压大约计算如下：根据功率恒定
　　
　　0.9为功率因数。
　　整流管发热W热
　　
　　因为交流供电时4只二极管两两轮流导通，比直流供电时时间少了一半。即
　　
　　联立可得：
　　
　　一般服务器最低交流输入电压是198V，代入上式可得U直=252V。实际考虑电池的浮充电压，为保证电源能长期工作，一般为服务器供电的直流电压尽量不要低于260V。
　　
　　220V±10％或者110V±10％是一个行业基本的规范要求，服务器电源在开发时，由于国内外电压等级的不同，考虑兼容性同一款电源适应不同的电压等级，电脑服务器基本上都是宽电压输入，输入电压范围一把在AC90～269V,经过全桥整流后，直流电压的理论值在DC127V～380V。
　　
　　四、高压直流电源的应用
　　
　　1、应用情况
　　
　　中国移动通信集团苏州分公司从2008年11月起对高压直流设备安装后，进行了小范围的拷机实验，经过实际的试用与不断改进后，公司目前已将部分业务设备使用高压直流电源，设备使用期间运行良好。高压直流的使用在满足业务需求的同时缓解机房用电压力，并为今后的使用探索和积累了经验。
　　
　　2、高压直流供电优点
　　
　　通过对高压直流的应用，发现相比传统的供电模式，有着一定的优势。
　　
　　a、可靠性 　
　　直流电源模块化输出和电池直接并联给负载供电,后备电池与电源后段并联给服务器构成2路冗余供电，由于只有整流环节，单个模7块故障并不会影响整个系统，相比UPS可靠性有较大提高；
　　
　　b、维护性 
　　并机容易，并且可以做成系统解决方案，做到安全不间断割接，功率部分采用模块化,支持带电热插拔,可快速更换;
　　
　　c、节能率
　　由于省掉了逆变部分,直流开关系统经过2次变流，电源效率达到92%以上，能大大节省能源，降低运营成本；
　　
　　d、性价比 
　　同样容量的系统，高压直流电源系统由于采用N+1模式，单位功耗投资比低，性价比更高。
　　
　　五、应用展望
　　
　　电信和信息技术的迅速融合以及新电源设备的发展，又有新的问题摆在我们面前，高电压直流供电系统是一个有发展前途的新供电系统结构，因为其可靠性高、效率高，特别适用于设备功率较大的IDC机房供电。但我们也要看到高压直流电源是一个新兴的通信电源产品，还没有统一的国际和国内行业标准，需要经过长期严格的测试和经过认证，在使用中不断探索和发展，才能最终实现在电信网络内规范和可靠的应用。

    责任编辑：Kelly