關(guān)于數據中心供電系統省去工頻隔離變壓器的探討

中國電信聯(lián)合華為公司的技術(shù)專(zhuān)家進(jìn)行了零地電壓加擾測試、抽檢調研巴，22V以下的零地電壓對機架式服務(wù)器和刀片式服務(wù)器無(wú)影響；10V以下的零地電壓對DTU數據通信設備無(wú)影響。
　　
2.4“零地電壓”難以通過(guò)高頻開(kāi)關(guān)整流器傳到直流輸出端
　　
電源設備的抗干擾能力很強，不要與IT設備中計算機CPU等電路怕干擾的榔念相混。常用的電器如:計算機、電視機、DVD、音響等設備，其交流電源的輸入線(xiàn)，如米用兩芯插頭和插座時(shí)，插頭隨意插入有電的插座，接通電壓就可以用了。使用時(shí)不用辨別插頭和插座上哪一個(gè)觸頭是L(相線(xiàn)，火線(xiàn))和哪一個(gè)觸頭是N(中線(xiàn)，零線(xiàn))；也不用辨別插座上寫(xiě)的L和N實(shí)際上接對了沒(méi)有。大量的實(shí)踐說(shuō)明，這些電器輸人電源的兩條線(xiàn)都不怕承受交流220V有效值(峰值約310V，峰一峰值約620V)高電位的騷擾。只要保證兩條輸入線(xiàn)之間的電壓在正常范圍內就能正常工作。
　　
通信專(zhuān)用電源設備的抗干擾能力理應更強。其機理分析如下:
　　
(1)高頻變壓器的1電位的隔離作用
　　
①隔離的必要性:高頻開(kāi)關(guān)整流器要考慮到整流器輸出電壓的某一端，要接通信設備的工作地線(xiàn)或某一指定的電位，或保證人體接觸時(shí)的安全性，不應受工頻交流輸人電壓某一端是否接地、電路方案選擇的機動(dòng)性等因索決定。必須設有高頻隔離變壓器，起變壓和隔離雙繭作用;不但把逆變電路輸出的數百伏的高頻矩形波電壓變換成低電壓的矩形波電壓，還要將一次繞組的電路與二次繞組的電路相絕緣。
　　
②絕緣層參數:一次繞組與二次繞組之間的絕緣層要經(jīng)受2kV、5OHz正弦波有效值(峰值約2.8kV)一分鐘的耐壓試驗，絕緣電阻為兆歐級。高頻變壓器的體積小，一次繞組與二次繞組之間分布電容很小(與兩繞組緊挨著(zhù)的面積和兩繞組之間絕緣層的厚度有關(guān)，例如:100-1000pF的分布電容l。對I頻及其3次諧波等成分的容抗極大(如10OOpF的電容對5OHz的電壓和電流的容抗1/ωC為3.18kΩ)，大致在兆歐級，可以忽略其影響。但對于高頻開(kāi)關(guān)頻及其諧波頻率的電壓的騷擾，此分布電容的影響應加以考慮。例如:對于5OkHz頻率(頻率比50Hz提高了1000倍)的電壓和電流的容抗相應減小(同一電容，容抗小了1000倍)，1000pF的電容容抗為3.18kΩ，所通過(guò)的電流也較明顯，即與抗干擾有夫。
　　
③低頻成分的電位隔離:1V宰地電壓中的低頻成分在上述分布參數中產(chǎn)生的騷擾電流，只有微安µA)數最級左右。而高頻開(kāi)關(guān)整流器的直流輸出兩端，往往其中有一端是接地的，對接地點(diǎn)的阻抗通常在1Ω以下。所以，此因素引起地線(xiàn)上的騷擾電壓只是微伏(µV)數量級左右，不可能破壞輸出端電位對地線(xiàn)和大地的穩定?？梢?jiàn)高頻隔離變壓器低頻范圍的(電位)隔離作用是非常完善的。所以，不但1V的零地電壓對輸出端騷擾電壓影響極微(可以忽略)，就連220V的交流相電壓(為分析從簡(jiǎn)，并適用于不利的情況，即使此電位直接加在變壓器一次側)對輸出端騷擾電壓影響也甚微小(可以忽略)。