關(guān)于數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)省去工頻隔離變壓器的探討

中國(guó)電信聯(lián)合華為公司的技術(shù)專家進(jìn)行了零地電壓加擾測(cè)試、抽檢調(diào)研巴，22V以下的零地電壓對(duì)機(jī)架式服務(wù)器和刀片式服務(wù)器無影響；10V以下的零地電壓對(duì)DTU數(shù)據(jù)通信設(shè)備無影響。
　　
2.4“零地電壓”難以通過高頻開關(guān)整流器傳到直流輸出端
　　
電源設(shè)備的抗干擾能力很強(qiáng)，不要與IT設(shè)備中計(jì)算機(jī)CPU等電路怕干擾的榔念相混。常用的電器如:計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、DVD、音響等設(shè)備，其交流電源的輸入線，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，火線)和哪一個(gè)觸頭是N(中線，零線)；也不用辨別插座上寫的L和N實(shí)際上接對(duì)了沒有。大量的實(shí)踐說明，這些電器輸人電源的兩條線都不怕承受交流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之間的電壓在正常范圍內(nèi)就能正常工作。
　　
通信專用電源設(shè)備的抗干擾能力理應(yīng)更強(qiáng)。其機(jī)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(shè)備的工作地線或某一指定的電位，或保證人體接觸時(shí)的安全性，不應(yīng)受工頻交流輸人電壓某一端是否接地、電路方案選擇的機(jī)動(dòng)性等因索決定。必須設(shè)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(shù)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(shù):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(yàn)，絕緣電阻為兆歐級(jí)。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(duì)I頻及其3次諧波等成分的容抗極大(如10OOpF的電容對(duì)5OHz的電壓和電流的容抗1/ωC為3.18kΩ)，大致在兆歐級(jí)，可以忽略其影響。但對(duì)于高頻開關(guān)頻及其諧波頻率的電壓的騷擾，此分布電容的影響應(yīng)加以考慮。例如:對(duì)于5OkHz頻率(頻率比50Hz提高了1000倍)的電壓和電流的容抗相應(yīng)減小(同一電容，容抗小了1000倍)，1000pF的電容容抗為3.18kΩ，所通過的電流也較明顯，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(shù)中產(chǎn)生的騷擾電流，只有微安µA)數(shù)最級(jí)左右。而高頻開關(guān)整流器的直流輸出兩端，往往其中有一端是接地的，對(duì)接地點(diǎn)的阻抗通常在1Ω以下。所以，此因素引起地線上的騷擾電壓只是微伏(µV)數(shù)量級(jí)左右，不可能破壞輸出端電位對(duì)地線和大地的穩(wěn)定。可見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(duì)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(cè))對(duì)輸出端騷擾電壓影響也甚微小(可以忽略)。