可靠、高效、灵活的数据中心机房供电的高效经验分享

(3)336V高压直流电源产品成熟度

　　目前国内主要通信电源厂家(如华为、艾默生、志成冠军、中达、动力源、核达中远通等)均研发生产出高效率(95%以上)的336V直流电源产品和高效率(94%以上)的336V/12V嵌入式电源或PSU,大部分厂家参与了中国移动336V高压直流电源试点应用工程,从系统各项测试结果来看,产品的各项指标参数完全适用通信

　　紧接着国内外高压直流相关标准的陆续发布和产业链的成熟,通信电源厂家将推出各种类型的336V直流电源及相关配套产品,相信336V高压直流电源供电方案将成为数据中心高效供电解决方案。 

(4) 数据中心ICT设备336V直流供电支持情况

　　①ICT设备336V直流供电原理

　　目前ICT设备主要以交流供电为主,交流电源模块(PSU)主要有两种,ATX标准电源和SSI标准电源,其简化的电路拓扑结构如图3所示。交流220V输入先经过EMI滤波、整流、PFC电路,变换成380V左右的直流,然后再将380V直流经过DC/DC电路变换成12V直流,12V直流通过分压电路获得0.8～5.0V直流电压提供给ICT设备电子负载使用。

对于采用交流电源模块供电的ICT设备,可以将其交流电源模块替换为336V直流电源模块完成直流化升级。336V直流电源模块的电路拓扑结构见图4。相比交流电源模块,省去了整流、PFC这些AC/DC电路,直接将336V直流经过DC/DC电路变换成12V直流,12V直流通过分压电路获得0.8～5.0V直流电压提供给ICT设备电子负载使用。因变换环节和电路的简化,336V直流电源模块比交流电源模块的可靠性、效率更高,成本更低。

从以上拓扑结构图的对比可以看出,ICT设备交流电源模块和336V直流电源模块有以下共同点: 

　　•ICT设备内部基础工作电压均为12V直流,通过分压电路获得0.8～5.0V直流电为电子负载供电。无论外部输入交流还是直流最后都需要转换成12V以下直流电压为电子负载供电。

　　•DC/DC环节均备电气隔离 

　　对ICT设备的电子负载来说,交流电源模块和336V直流电源模块输出电源要求相同,交流电源模块供电的ICT设备在更换电源模块后可以采用336V直流电源供电。 

②现有ICT设备336V直流供电支持情况

　　数据中心主流应用的设备有【路由器】、交换机(盒式交换机、框式交换机)、服务器(机架式服务器、刀片式服务器)、存储磁阵、防火墙设备等,这些设备中的大多数是采用交流电源模块供电,这些交流电源模块部分是可插拔的独立的模块,部分是固定安装在设备内部的独立模块。这些主流设备,大多数都可以通过将交流电源模块更换为直流电源模块的方式,支持336V直流供电应用。但目前的【路由器】、交换机等网络设备一般没有内置交流电源模块或者48V直流电源模块,不能通过更换电源模块的方式支持336V直流。设备内部的业务单板、控制单板等部件,也不能支持336V直流直接输入供电。因此,【路由器】、交换机等网络设备需要通过外置336V转48V直流电源框的方式来实现支持336V直流供电。未来,紧接着【路由器】设备供电架构的演进,也会出现内置336V直流电源模块的供电架构,直接支持336V直流供电。 

以华为公司生产的ICT设备为例,数据中心ICT设备支持336V直流供电情况如表2所示。 

3 锂电池应用

　　锂电池是一种新型电池,目前主要应用在电动汽车领域,自2010年起,中国移动已经开始在一些移动通信基站和高压直流供电系统设备的测试系统中试用,探索中国移动引入锂电池的安全性、适用性和经济性。 

　　(1)锂电池技术特点

　　锂电池与传统铅酸电池相比,具有环境污染小、适用温度范围宽、循环寿命长、高温性能好、充电效率高、能量比高(占地面积小、重量轻)等优点。磷酸铁锂电池与传统铅酸电池对比分析如表3所示。