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

中國電信聯(lián)合華為公司的技術(shù)專家進行了零地電壓加擾測試、抽檢調(diào)研巴，22V以下的零地電壓對機架式服務器和刀片式服務器無影響；10V以下的零地電壓對DTU數(shù)據(jù)通信設備無影響。
　　
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，如米用兩芯插頭和插座時，插頭隨意插入有電的插座，接通電壓就可以用了。使用時不用辨別插頭和插座上哪一個觸頭是L(相線，火線)和哪一個觸頭是N(中線，零線)；也不用辨別插座上寫的L和N實際上接對了沒有。大量的實踐說明，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或某一指定的電位，或保證人體接觸時的安全性，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(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，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，對接地點的阻抗通常在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)量級左右，不可能破壞輸出端電位對地線和大地的穩(wěn)定?？梢姼哳l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，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))對輸出端騷擾電壓影響也甚微小(可以忽略)。