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      解決 5G 小型蜂窩的電源轉換挑戰

      • 2022-7-21 10:07:19
      • 21ic電子網
      • watermeter

      第五代移動網絡(5G)的傳播范圍越來越廣,旨在為用戶提供以前無法實現的服務和數據傳輸速度。為了確保對蜂窩網絡上數據流量的指數增長做出充分響應,運營商使用同時存在宏蜂窩和小型蜂窩的基礎設施。前者使用已經成功用于 3G 和 4G LTE 網絡的經典(宏)蜂窩塔,提供幾十公里的覆蓋范圍,并允許數百或數千用戶接入。

      小型蜂窩的范圍根據環境條件而有所不同,從幾十米到半徑為幾公里的區域。這些小區保證了更好的領土覆蓋和更高的利用無線電信號的效率。為了滿足 5G 部署的挑戰性要求,小型蜂窩需要能夠提供高效率和有效散熱的整流器和DC/DC 轉換器。

      5G部署

      目前,5G 技術正在經歷不同的階段,所有的宏蜂窩都在升級。從 4G 到 5G 技術的過渡非常昂貴,主要是由于部署了 200 到 300 英尺高的宏塔。相反,小型電池可以很容易地安裝在電線桿或避雷針上,而且成本較低。

      5G 比以前的移動技術需要更多的功率,并在中、高和超高頻段提供最高的帶寬和吞吐量,包括 24 GHz 以上的毫米波 (mmWave)。這就是 5G 的真正優勢將發揮作用的地方,因為更高的頻率意味著更高的帶寬,從而帶來更好的數據吞吐量。

      “目前,趨勢是充分利用中頻——將高塔從 4G 升級到 5G 無線電——但我們從物理學中知道,隨著頻率的升高,波長會變短,因此ABB Power Conversion 的 5G 和無線部門負責人 Raj Radjassamy 說。

      這意味著一個 200 英尺高的塔,可以覆蓋 10 英里半徑,使用 2G 和 3G 技術運行,使用 5G 無線電可以處理半徑不到 5 英里,或者在毫米波頻段運行時甚至不到一英里.

      Radjassamy 說:“在接下來的三到四年里,我們預計會出現一波從宏蜂窩向小型蜂窩部署的轉變?!?“例如,在美國,到 2024 年到 2025 年左右,小型基站數量預計將翻一番,從大約 400,000 個到 800,000 個小型基站部署?!?1

      小蜂窩電源解決方案

      因此,整流器或 DC/DC 轉換器將安裝在燈桿或電源桿的頂部,具體取決于向小型蜂窩無線電饋電的方式。如果桿上已經有交流電,則需要一個整流器。但是,在某些情況下,可能無法直接從電線桿上分接交流電;在這些情況下,DC 由使用 DC/DC 轉換器的集中式工廠提供。

      應該指出的是,沿線路的直流電壓降取決于負載點離電源的距離。如果距離大于一英里,則電壓降不可忽略。

      ABB Power Conversion 解決這個問題的解決方案就是他們所說的線路電源。電壓提升至 ±190 V,并饋送到各個小型基站位置。通過已經存在高壓,可以補償電壓降并達到一英里、兩英里或四到五英里。

      隨著 5G 技術的不斷實施和部署,下一代網絡的高效可靠供電將成為一項強制性要求。為支持客戶的 5G 廣泛部署,ABB Power Conversion 最近擴展了產品組合,推出了 CC1600 整流器、CC1600 高壓 DC/DC 轉換器和 QS200 下游轉換器,均適用于解決小型基站的電力需求網絡。

      QS200可將來自上游轉換器的多達四個 ±190 V DC的 100 V 通道轉換為高度可靠的 48 V DC為遠端的客戶設備供電。線路電源遠程轉換器滿足 5G 電源要求,可提供高達 300 W、6 A 的標稱 48 V 電源(實際輸出電壓為 55 V)。效率非常高,滿載時高達 92%,而溫度范圍為 –40˚C 至 65˚C,具有高于上限的自我保護。QS200 的防護等級為 IP68,經過強化,可用于戶外自然對流冷卻。它通過雙絞銅電纜從集中式電源位置延伸到負載設備,并且無論潛在的水飽和情況如何,都可以絞合、桿式或地面安裝,使其非常適合低功率、戶外分布式負載,例如作為 DSL 類型的寬帶應用以及 Small-cell 和 5G 應用。所有四個輸入通道的輸出(每個通道的輸出功率都為 75W)組合成一個輸出。這意味著,如果一個輸入通道丟失,輸出仍然有 225 W 可用。

      CC1600-SC55 是一款傳導冷卻型整流器,采用密封和防風雨外殼,可在室內和室外應用中可靠運行。借助高范圍交流輸入 (200–240 V AC ),它可以在外殼溫度低于 50°C 時提供最大 1,600-W 的輸出功率。使用低范圍交流輸入 (100–120 V AC ),它在外殼溫度低于 50°C 時可提供高達 1,200 W 的功率。該整流器的效率超過 94%,可以安裝在桿子、建筑物的側面或各種其他易受元素影響的室外位置,非常適合為 5G 設備供電。

      1,600-W 電源也可用作高壓 DC/DC 轉換器 (CC1600SC54HV),它提供類似于整流器的戶外安裝功能,但由 ±190-V直流輸入而非 240-V交流輸入供電在 CC1600 整流器上找到。它可以通過備用電池從集中位置遠程為小型電池供電。

      Radjassamy 說:“我們仔細研究設計的每個部分,確定可以提高效率的地方,例如 PFC 級,并確保我們適當地優化每個級以提高效率并降低功耗?!?

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