一、概述
为了适应5G通信的发展，开发符合通信行业应用需求的室外一体化电源系统，主要用于室外铁塔灯杆、室内弱电井、微站等环境恶劣场景，为通信网络末端的通信设备如RRU等设备供电。能够满足壁挂、抱杆、角钢塔等应用场景，支持旗装、平装等安装方式。
5G户外一体化电源系统输入电压范围85～300Vac，额定输出57Vdc，带有PFC有源功率因数校正。该电源系统采用数字控制，通过CAN以及485实现通信功能。具有输入过、欠压保护、输出过流保护、输出过压保护，输出短路保护，并机自动均流功能。电源系统集成监控以及FSU，能够通过485通信、4G通信以及WiFi或蓝牙将电源信息上报给用户。
二、产品主要规格
|
型 号 |
输出电压（Vdc） |
输出电流范围 （A） |
输出电压调节范围（Vdc） |
纹波（峰峰值） （额定负载、带宽限制20MHz） |
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MP3K |
57 |
0～62.5 |
42～58 |
200mV |
三、引用标准及规范
GB/T 2423.1-2001 电工电子产品环境试验，第2部分：试验方法/试验A：低温
GB/T 2423.2-2001 电工电子产品环境试验，第2部分：试验方法/试验B：高温
GB/T 2423.3-1993 电工电子产品基本环境试验规程—试验Ca:恒定湿热试验方法；
GB/T 2423.4.1993 电工电子产品基本环境试验规程—试验Db:交变湿热试验方法
GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验，第2部分：试验方法/试验Ea和导则：冲击
GB/T 2423.6-1995 电工电子产品环境试验，第2部分：试验方法/试验Ea和导则：碰撞
GB/T 2423.8-1995 电工电子产品环境试验，第2部分：试验方法/试验Ed：自由跌落
GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验，第2部分：试验方法/试验Fc和导则：振动（正弦）
GB/T 2423.11-1997 电工电子产品环境试验，第2部分：试验方法/试验Fd：宽频带随机振动--一般要求
GB/T 2423.22-2002 电工电子产品环境试验，第2部分：试验N：温度变化
GB/T 14508-93 等级公路货物运输机械环境条件
EN55022 1998信息技术设备—无线干扰特性—限值和测量方法；
EN55024 1998信息技术设备—抗干扰特性—限值和测量方法；
CEI IEC 61000-4-2 2001 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验
CEI IEC 61000-4-3 2002 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射扰抗扰度试验
CEI IEC 61000-4-4 1998 电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
CEI IEC 61000-4-5 1999 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验
CEI IEC 61000-4-6 2001 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度
CEI IEC 61000-4-8 1993 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验
CEI IEC 61000-4-11 1994 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验
CEI IEC 61000-4-29 2000 电磁兼容 试验和测量技术 直流输入端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验
IEC 61000-3-2 2001 电磁兼容 限值 谐波电流发射限值
IEC 61000-3-3 1994 电磁兼容 限值 低压供电系统的电压波动及闪烁
GB4943-2001 信息技术设备的安全
YD/T 282-2000 通信设备可靠性通用试验方法
GB/T 13722-92 移动通信电源技术要求和试验方法
YD/T 732-95 通信用直流-直流变换器检验方法
YD/T 731-2002 通信用高频开关整流器
|
序号 |
项 目 |
技 术 指 标 |
单 位 |
备 注 |
|
1 |
工作环境温度 |
-40～+55 |
℃ |
环境温度-40℃能满载启动，+55℃时能满载正常工作。当电源内部温度达到保护设定值100℃时，电源过温保护；当温度下降到恢复点90℃后，电源自动恢复正常输出。 |
|
2 |
工作环境湿度 |
≤90 |
% |
40℃±2℃ |
|
3 |
大气压力 |
70～106 |
kPa |
|
|
4 |
存储及运输温度 |
-40～+70 |
℃ |
|
五、电气特性
|
1输入特性 |
|||||
|
序号 |
项 目 |
技术要求 |
单位 |
备 注 |
|
|
5.1.1 |
交流输入电压范围 |
85～300 |
Vac |
3000W（176V～286Vac） 线性降额（176Vac-90Vac） 1200W（90Vac）详见第6项1节输入电压功率降额曲线。 |
|
|
额定输入电压 |
220 |
||||
|
5.1.2 |
交流输入电压频率 |
45～63(额定值为50/60) |
Hz |
|
|
|
5.1.3 |
功率因数 |
≥0.99 |
|
额定220Vac输入，100%负载 |
|
|
≥0.98 |
|
额定220Vac输入，50%负载 |
|||
|
≥0.97 |
|
额定220Vac输入，30%负载 |
|||
|
5.1.4 |
输入电流总谐波 |
5% |
|
额定220Vac输入，100%负载 |
|
|
8% |
|
额定220Vac输入，50%负载 |
|||
|
12% |
|
额定220Vac输入，30%负载 |
|||
|
5.1.5 |
最大输入电流 |
≤19 |
A |
||
|
5.1.6 |
输入冲击电流 |
≤30 |
A |
||
|
5.1.7 |
交流输入制式 |
单相三线制输入 |
|
||
|
2输出特性 |
|||||
|
序号 |
项 目 |
技术要求 |
单位 |
备 注 |
|
|
5.2.1 |
输出电压调节范围 |
42-58 |
Vdc |
通过监控可调输出电压 |
|
|
5.2.2 |
额定输出电压 |
57 |
Vdc |
|
|
|
5.2.3 |
输出电流 |
0-62.5 |
A |
48V～57.6V限功率3000W输出 43.2V～48V限流62.5A输出 详见第6项3节输出限流特性曲线。 |
|
|
5.2.4 |
效率 |
≥96.5% |
|
220Vac、50%负载（57V/31A） |
|
|
≥95.5% |
|
40%～90%负载 |
|||
|
5.2.5 |
温度系数 |
±0.02 |
%/℃ |
||
|
5.2.6 |
输出纹波及噪声 |
≤200 |
mVp-p |
带宽≤20MHz |
|
|
5.2.7 |
开机启动时间 |
3～10 |
S |
|
|
|
5.2.8 |
输出上升时间 |
200 |
mS |
额定负载下，输出电压从57V的10%上升至90%时间。 |
|
|
5.2.9 |
开、关机过冲幅度 |
≤±5 |
%Vo |
额定输入电压，输出满载。 |
|
|
5.2.10 |
动态 响应 |
过冲幅度 |
≤ ±5 |
%Vo |
25%～50%、50%～75%负载跳变。由于负载的阶跃变化引起的直流输出电压变化后的恢复时间应不大于200us，其超调量应不不超过输出电压整定值的±5%；恢复时间是指直流输出电压变化量上升至大于稳压精度处开始，恢复至小于等于并不再超过稳压精度处止的这段时间 |
|
恢复时间 |
≤ 200 |
µS |
|||
|
5.2.11 |
稳压精度 |
≤±0.6%*Vo |
|
|
|
|
5.2.12 |
均流不平衡度 |
≤±5% |
|
50～100％负载范围内，按比例均分负载 |
|
|
5.2.13 |
电话衡重杂音电压 |
≤2 |
mV |
|
|
|
5.2.14 |
宽频杂音电压 |
≤50 |
mV |
3.4～150KHz |
|
|
≤20 |
0.15～30000KHz |
||||
|
5.2.15 |
离散杂音 |
≤5 |
mV |
3.4～150KHz |
|
|
≤3 |
150～200KHz |
||||
|
≤2 |
200～500KHz |
||||
|
≤1 |
500～30000KHz |
||||
|
3告警、保护特性 |
|||||
|
序号 |
项 目 |
技 术 要 求 |
单 位 |
备 注 |
|
|
5.3.1 |
输入欠压告警 |
95 |
Vac |
90Vac～150Vac可调 |
|
|
5.3.2 |
输入欠压保护 |
90 |
Vac |
90Vac～156Vac可调 |
|
|
5.3.3 |
输入过压告警 |
270 |
Vac |
265Vac～285Vac可调 |
|
|
5.3.4 |
输入过压保护点 |
290 |
Vac |
270Vac～290Vac可调 |
|
|
5.3.5 |
输入交流频率高告警 |
60 |
Hz |
51Hz～60Hz可调 |
|
|
5.3.6 |
输入交流频率低告警 |
40 |
Hz |
40Hz～49Hz可调 |
|
|
5.3.7 |
输出欠压告警 |
35 |
V |
35V～39V可调 |
|
|
5.3.8 |
输出欠压保护 |
34 |
V |
34V～38V可调 |
|
|
5.3.9 |
输出过压告警 |
59 |
V |
53V～59V可调 |
|
|
5.3.10 |
输出过压保护 |
63 |
Vdc |
55V～63V可调；过压时，模块重启打嗝，直至过压消除后恢复 |
|
|
5.3.11 |
限流点 |
62.5 |
A |
25～62.5A可调 |
|
|
5.3.12 |
限流保护 |
65±2； |
A |
|
|
|
5.3.13 |
限功率点 |
3100 |
W |
1000W～3100W可调 |
|
|
5.3.14 |
短路保护 |
可长期短路，电源模块不损坏。 |
|||
|
5.3.15 |
过温保护 |
内部温度100℃过温保护；90℃恢复 |
|||
六、降额曲线
1 输入电压功率降额曲线
当输入电压176V-290Vac输出3000W；输入电压90Vac-176Vac线性降额；
（90Vac/1200W,115Vac/1673W,135Vac/2142W,150Vac/2455W）
图1输入电压功率降额曲线
2 额定电压输入下效率曲线
图2 效率曲线
3限流特性曲线
限流特性定义了模块在特定输出电压时的输出限流中心点特性，当输出电压在48V至58V区间时，电源系统以限功率方式输出，输出最大功率3000W。当输出电压在42V至48V区间时，以限流方式输出，最大电流62.5A。
图 3 限流特性曲线
七、其它要求
|
序号 |
项 目 |
技 术 要 求 |
备 注 |
|
1 |
音响噪声 |
≤42dBa（声压） |
A计权，距离1米测试 |
|
2 |
气味要求 |
不能产生异味和有害健康的气味。 |
|
|
3 |
元器件要求 |
所有器件工作温度不低于105℃。 |
|
|
4 |
失效隔离 |
电源模块失效后都可以做到可靠隔离。 |
不因单个电源失效导致系统总线电压异常。 |
|
5 |
并联工作 |
支持不少于4台电源并联工作，并且能按比例均分负载（负载为50%～100%额定输出电流时），其不平衡度应优于输出电流额定值的±5%。当某台电源出现异常时，不影响系统的正常工作。 |
|
|
6 |
散热方式 |
将主要发热器件热量导至外壳，自然冷散热。 |
|
八、安规及EMC特性
|
序号 |
项 目 |
标 准（或测试条件） |
备 注 |
||
|
1 |
抗 电 强 度 |
输入—输出 |
3000Vac/30mA/1min |
无击穿或飞弧现象 可以用等效直流电压进行测试。 |
|
|
输入—大地 |
1500Vac/30mA/1min |
||||
|
输出—大地 |
707Vdc/30mA/1min |
||||
|
2 |
绝 缘 电 阻 |
输入对输出 |
≥10MΩ@500Vdc |
环境温度为15℃～35℃，相对湿度90%，试验直流电压500V |
|
|
输入对大地 |
≥10MΩ@500Vdc |
||||
|
输出对大地 |
≥10MΩ@500Vdc |
||||
|
3 |
接触电流（输入对地） |
≤3.5mA |
输入290Vac/60Hz |
||
|
4 |
安规认证 |
最终产品有TUV、CE、UL认证 |
UL60950-1、EN60950-1 |
||
|
5 |
电磁兼容性要求 |
CE |
CLASS B（保证整机通过） |
EN55022 |
|
|
RE |
CLASS B（保证整机通过） |
EN55022 |
|||
|
SURGE |
IEC61000-4-5 LEVEL 4 判据B（差模4KV，共模4KV） |
||||
|
EFT |
IEC61000-4-4 LEVEL 3 判据B |
||||
|
DIP |
IEC61000-4-11 跌落到70％UT，持续时间100ms，在0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°各相位跌落，满足判据B； 跌落到40％UT，持续时间20ms，在0°、45°、90°、135°、180°、 225°、270°、315°各相位均满足判据B； 跌落到0％UT，持续时间10ms，在0°、45°、90°、135°、180°、 225°、270°、315°各相位均满足判据B； 其它条件满足判据B |
||||
|
ESD |
壳体，正常操作时手可以接触到的部位：IEC61000-4-2，接触放电+/-6KV；空气放电+/-8KV 判据B； （测试时上电） |
||||
|
壳体，正常操作时手可以接触到的部位：接触放电+/-8KV；空气放电+/-10KV 判据R；（测试时不上电） |
|||||
|
信号接口内导体：接触放电+/-2KV 判据R；（测试时上电，对地址线和均流线不作测试） |
|||||
|
CS |
IEC61000-4-6 LEVEL 3 判据A。 |
||||
|
RS |
IEC61000-4-3 LEVEL 3 判据A。 |
||||
|
电压波动及闪烁 |
Pst值不大于1.0;P1t值不大于0.65;相对稳态电压变化dc不超过3%；最大相对电压变化dmax不超过4%；电压变化器件d(t)值超过3%的时间不大于200mS |
IEC61000-3-3 |
|||
|
电流谐波发射 |
CLASS A |
IEC 61000-3-2 [6] |
|||
|
工频磁场抗扰 |
LEVEL 3 A |
IEC61000-4-8 |
|||
性能判据：
判据A－－技术要求范围内性能正常；
判据B（DIP测试判据）－－功能暂时劣化或丧失，可自恢复的性能；
判据B（除DIP外的其它测试判据）－－ 部分功能可以暂时劣化或丧失，可自恢复，但测试过程中输出电压要保持在正常范围内；
判据C：容许出现短时功能中断的自动复位，不容许出现长时间的功能中断或需进行人工复位；
判据R：不容许出现除保护器件之外的任何器件的损坏，且更换损坏的保护器件后，试件能恢复性能。
九、指示灯及状态描述
户外一体化电源面板指示灯定义
|
指示标识 |
指示灯颜色 |
状态 |
状态说明 |
|
运行指示灯 |
绿灯 |
间隔时间1S闪烁 |
主机；电源系统正常工作 |
|
间隔时间3S闪烁 |
从机；电源系统正常工作 |
||
|
保护指示灯 |
黄灯 |
常亮 |
输出过欠压告警 |
|
输出过流告警 |
|||
|
输出过功率告警 |
|||
|
输入过欠压告警 |
|||
|
输入过流告警 |
|||
|
输入过功率告警 |
|||
|
输入交流频率告警 |
|||
|
输入交流掉电 |
|||
|
PSU高低温告警 |
|||
|
故障指示灯红灯 |
红灯 |
常亮 |
输出过欠压保护 |
|
输出过流保护 |
|||
|
输出过功率保护 |
|||
|
短路保护 |
|||
|
输入过欠压保护 |
|||
|
输入过流保护 |
|||
|
输入过功率保护 |
|||
|
PSU高低温保护 |
|||
|
输入熔丝断 |
|||
|
输入防雷失效 |
|||
|
输出熔丝断 |
|||
|
输出防雷失效 |
十、户外一体化电源状态数据
后台通过CAN总线可以读出以下数据:
输出电压： 0 - 60Vdc ± 1%
输出电流： 0 - 62.5Adc ± 0.5A
环境温度： -40 - +120 ± 3ºC
输入电压： 0 - 350Vac ± 3.5Vac (1%) at load > 5%
模块状态：所有告警和故障报警
模块序列号：12 位数字
十一、环境试验要求
|
序号 |
项 目 |
技 术 要 求 |
备 注 |
|
1 |
高温工作 |
55℃ |
24小时性能正常 |
|
2 |
低温工作 |
-40℃ |
24小时性能正常 |
|
3 |
高温存储 |
70℃ |
常温恢复两小时，正常工作 |
|
4 |
低温存储 |
-40℃ |
常温恢复两小时，正常工作 |
|
5 |
振动 |
使用环境条件正弦振动：5~9Hz：振幅3.5mm；9~200Hz：加速度10m/s2；3轴向，每个方向扫频振动5次 |
参考标准：ETS300019-2 |
|
运输环境条件随机振动：2~10Hz：30m2/s3；10~200Hz：3m2/s3；200~500Hz：1m2/s3；3轴向，每个方向30min |
|||
|
6 |
冲击(碰撞) |
使用环境条件：加速度250m/s2；脉宽6ms；3轴6向各碰撞500次 |
|
|
运输环境条件：加速度400m/s2；脉宽6ms；3轴6向各碰撞500次 |
|||
|
7 |
跌落 |
跌落高度1m；底面1次 |
十二、机械特性及接插件定义
1、外形尺寸（单位：mm）
宽×深×高=(300±0.5)mm×(400±0.5)mm×（65±0.5）mm
图4户外一体化电源结构外形尺寸
2、室外一体化电源输出接插件外形图及PIN脚定义
图 5 输出接插件外形及PIN脚定义图
表 1输出接插件外形及PIN脚定义表
|
序号 |
接口规格说明 |
数量 |
功能 |
|
1 |
排气阀 |
1PCS |
保证高低温下模块内部气压稳定 |
|
2 |
交流三芯40A防水连接器 |
1PCS |
交流输入端子，最大输入电流可达40A |
|
3 |
直流两芯100A防水连接器 |
1PCS |
电池/并机端子 |
|
4 |
直流两芯40A带保险防水连接器 |
1PCS |
直流功率输出端子，最大输出电流16A |
|
5-7 |
直流两芯40A带保险防水连接器 |
3PCS |
直流功率输出端子，最大输出电流40A |
|
8 |
DB9防水信号连接器 |
1PCS |
通信口9芯插座，并机CAN通信以及电源电池485通信接口 |
|
9 |
DB15防水信号连接器 |
1PCS |
通信口15芯插座，4路干接点输出以及485、CAN通信 |
|
10 |
4G通信天线座子 |
1PCS |
外接4G通信天线 |
|
11-14 |
标贴位置 |
1PCS |
|
|
15 |
SIM卡卡槽 |
|
无需打开电源外壳，方便更换SIM卡 |
|
16 |
指示灯 |
|
绿/黄/红三色指示灯，指示正常运行，告警以及故障 |
3、通信接口定义
室外一体化电源的通信采用标准的RS485方式，信息传输方式为异步方式。监控单元北向接头采用DB15标准接头，具体管脚定义如表2所示：
图6 DB15接口
表 2 DB15管脚定义
|
DB15接口 引脚 |
信号名称 |
信号说明 |
|
1 |
SY_RS485+ |
系统485+ |
|
2 |
SY_RS485- |
系统485- |
|
3 |
ALM1+ |
干接点输出1（预留） |
|
4 |
ALM1- |
|
|
5 |
ALM2+ |
干接点输出2（预留） |
|
6 |
ALM2- |
|
|
7 |
ALM3+ |
干接点输出3（预留） |
|
8 |
ALM3- |
|
|
9 |
ALM4+ |
干接点输出4（预留） |
|
10 |
ALM4- |
|
|
11 |
— |
预留 |
|
12 |
BAT_RS485+ |
电池485+（级联时485电池信号传输） |
|
13 |
BAT_RS485- |
电池485-（级联时485电池信号传输） |
|
14 |
CAN+ |
电源CAN总线+（电源级联） |
|
15 |
CAN- |
电源CAN总线-（电源级联） |
监控单元南向接头采用DB9标准接头，具体管脚定义如表3所示：
图 7 DB9接口
表 3 DB9管脚定义
|
DB9接口 引脚 |
信号名称 |
信号说明 |
|
1 |
BAT_RS485+ |
电池485+（485接口电池连接） |
|
2 |
BAT_RS485- |
电池485-（485接口电池连接） |
|
3 |
— |
预留 |
|
4 |
— |
预留 |
|
5 |
— |
预留 |
|
6 |
— |
预留 |
|
7 |
— |
预留 |
|
8 |
CAN+ |
CAN总线+（CAN接口电池连接） |
|
9 |
CAN- |
CAN总线-（CAN接口电池连接） |
4、其它
|
序号 |
项 目 |
要 求 |
备 注 |
|
1 |
安装方式 |
支持挂墙、抱杆旗装拼装、抱杆平装、角钢、槽钢等安装方式 |
|
|
2 |
接地方式 |
通过外壳2个M6接地螺钉孔接线到地 |
|
|
3 |
外壳材料要求 |
外壳铝材的型号为：AL6061 |
|
|
4 |
重量 |
|
|
|
5 |
颜色 |
|
十三、包装、运输、贮存
1、包装方式
室外一体化电源单独包装发货。
2、运输
适应于车、船、飞机运输，运输中应遮蓬，防晒，文明装卸。
3、贮存
产品未使用时应存放在包装箱内，仓库环境温度为－40℃～+70℃，相对湿度为小于95％，仓库内不允许有有害气体，易燃，易爆的产品及有腐蚀性的化学物品，并且无强烈的机械振动，冲击和强磁场作用，包装箱应垫离地至少20cm高，距离墙壁、热源、窗口或空气入口至少50cm，在本规定条件下的贮存期一般为2年，超过2年后应重新进行检验。
十四、可靠性要求
1、MTBF
（标准、环境温度、负载要求）：按照邮电部YD/T682-94规定的通信整流设备优等品要求，模块的平均无故障时间MTBF（mean time between failures）≥150，000 h。产品具有一定承受过载、过热、电压突变等外部环境变化的能力。
2、元器件选用
元器件选用质量稳定的名牌厂家的器件，并且对元器件的电应力和温度应力进行适当的降额，对关键器件作防瞬变设计，确保元器件的可靠性。
3、热设计
户外一体化电源采用自然冷的方式，将主要发热器件热量导至外壳，以降低元器件的温升。
4、耐环境设计
产品的环境适应能力强，温度和湿度基本上能满足国内所有地区的存储要求（-40～70℃），简单防护情况下的使用要求（-40～55℃），能满足从寒冷气候到湿热气候的存贮和使用的要求。
5、电磁环境的抗扰性
充分考虑到电网的复杂性，提高产品的耐电磁环境干扰，在设计中合理地利用屏蔽、接地、瞬态保护等设计方法，提高抗干扰能力。
十五、注意事项
本机可能有危险能量输出，工作时切勿触摸！
十六、标贴
