Почему в телекоммуникационном блоке питания используется напряжение -48 В?

Почему стоит выбрать напряжение 48 В постоянного тока вместо других напряжений?

Можно ли напрямую использовать переменный ток?

• Электромагнитные помехи и совместимость: Колебания частоты переменного тока вызывают сильные электромагнитные помехи (ЭМП), нарушая работу микросхем коммуникационных устройств. Большинство компонентов являются DC-родными; использование переменного тока требует дорогостоящего выпрямления/фильтрации, что увеличивает сложность и потери.
• Эффективность и надежность: Системы переменного тока зависят от ИБП с неэффективными преобразованиями переменного тока в постоянный и постоянного тока в переменный, высокими затратами и рисками отказа одной точки (например, инверторов). 48 В постоянного тока напрямую используют аккумуляторные батареи для более длительного резервного копирования и модульной надежности.
• Стабильность и поддержание: Колебания сети переменного тока требуют сложного регулирования. Постоянный ток обеспечивает стабильную мощность без преобразования, устраняя сбои и устраняя проблемы с потерей энергии/обслуживанием, возникающие в многоступенчатых установках переменного тока.

Почему бы не использовать 24 В, 36 В или другие напряжения постоянного тока?

• Баланс потерь при передаче и безопасности: Более низкие напряжения (например, 24 В) увеличивают ток при той же мощности (P=UI), что приводит к более высоким потерям в линии (Q=I²Rt), перегрев и более толстые провода. Более высокие напряжения (например, 60 В) повышают эффективность, но увеличивают риски безопасности (требования к изоляции, опасность поражения электрическим током). 48 В оптимизируют оба аспекта.
• Совместимость аккумуляторов: 48 В соответствует общим конфигурациям свинцово-кислотных аккумуляторов (24×2 В или 4×12 В элемента), упрощая последовательные соединения для сбалансированной зарядки и более длительного срока службы аккумулятора. Другие напряжения потребуют нестандартных настроек аккумулятора.
• Исторические и отраслевые стандарты: Ранние устройства связи (например, телефоны) использовали 48 В постоянного тока, создав зрелую техническую экосистему. Переход на другие напряжения повлек бы за собой огромные затраты и нарушил бы стандартизацию отрасли.

Почему стоит выбрать -48 В вместо +48 В?

• Уменьшение коррозии: В системах постоянного тока положительный вывод подвержен электролитической коррозии (из-за влаги в воздухе). При -48 В (положительный заземленный) положительный вывод не имеет разницы потенциалов с землей, что минимизирует коррозию критических компонентов (например, катушек реле). Система +48 В (отрицательный заземленный) будет вызывать коррозию более тонких, более уязвимых деталей, таких как обмотки катушек.
• Историческая практика и поток зарядов: Ранние свинцово-кислотные батареи в телефонных станциях использовали положительное заземление для совместимости материалов и безопасности. Это наследие было сохранено посредством модернизации оборудования для поддержания совместимости и снижения затрат. Кроме того, электроны (отрицательно заряженные) текут к положительному выводу в системах -48 В, предотвращая накопление электронов и сбои оборудования.

Какое напряжение соответствует -53,5 В?

-53,5В - это напряжение плавающей зарядки для -48В системы питания.

Для поддержания работоспособности аккумулятора свинцово-кислотные аккумуляторы в системах связи постоянно подзаряжаются малым током (плавающая зарядка). Стандартное плавающее напряжение для элемента 2 В составляет 2,20 ~ 2,27 В (при 25 °C). Для системы -48 В (24 элемента 2 В) общее плавающее напряжение составляет приблизительно 2,23 В×24 = 53,52 В (округлено до -53,5 В). Это значение корректируется при изменении температуры, обеспечивая оптимальную производительность батареи.