【网通电源】HVDC 应用与电源设计趋势

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HVDC（High Voltage Direct Current），顾名思义，指的是高电压的直流电源。相较于常见的 12V、19V、48V 和 54V 等传统电压，HVDC 的电压范围更高，通常超过 110V，甚至在长距离传输中达到数十万伏特。近年来，HVDC 为何重新崛起并逐步取代许多传统的AC供电系统呢？HVDC又具备哪些显著优势？

早在19世纪80年代电力产业兴起之初，曾爆发一场影响往后百年科技发展的「电流大战」。由爱迪生主导的直流供电系统，与欧洲和西屋阵营推动的交流供电系统展开激烈竞争。最终，交流供电系统取得胜利，成为主流。不过，直流供电的优点并未因此被遗忘。

我们日常使用的电器，如电灯、计算机、手机、马达等，绝大多数都依赖直流电。直流电的架构简单，且在长距离传输时的能量耗损比交流电更低，每1000 公里仅约3%。然而，直流电有一项重大缺点：无法随意改变电压。在交流供电系统中，只需根据法拉第电磁感应定律设计使用变压器，即可轻松调整电压升降。而在百年前的技术条件下，若要大幅调整直流电的电压，唯一方法是将电力供应至马达，再经由重新发电来实现。

过去一百年间，电力电子技术突飞猛进，半导体等主动组件的发展，使直流电压的转换不再像以往那样困难。随着节能意识的抬头、太阳能发电的普及、长距离直流输电技术的成熟、分布式电网概念的成形，以及电能储存技术的突破，直流供电系统的优势再次受到重视，并被广泛应用于数据中心和办公大楼的直流照明系统等领域。

数据中心采用 HVDC 供电系统具备降低成本、节能与提升可靠度的多重优势。由于太阳能发电、长距离直流输电系统和电池储能设备均以直流方式运作，直接连接 HVDC 系统可减少不必要的 AC-DC 和 DC-AC  转换节点。不仅免除转换节点的建设成本，还能降低转换过程中的能量损耗。同时，简化的系统架构也减少了故障率，有效提升了整体系统的可靠性。

电源供应器应用于 HVDC 供电系统时，与传统AC 供电系统相比，在设计上有明显差异。由于输入电压、过电压等级和暂态电压的特性不同，对绝缘距离的要求也随之改变。此外，安规关键元件的选择必须使用符合直流电压认证的零件。在测试方法方面，根据 IEC 62368-1 标准，对 DC Mains 的测试电压需选择 +20% 和-15% 的范围。这些因素都必须在开发初期提前规划和应对，以确保系统的安全性和可靠性。

亚源科技在网通电源领域深耕多年，开发出多款兼容 HVDC 与 AC 输入的一机两用电源产品，并已通过完整认证。我们在 HVDC 领域的电源应用与设计方面拥有丰富的经验与专业，配备一支完整且坚实的团队。面对新技术、设计需求及法规变化，亚源科技从设计、验证、认证到生产，持续创新与成长，成为最值得客户信赖的合作伙伴。