通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢及標準研究方向

　　電源技術(shù)屬于電力電子技術(shù)的范疇，是集電力變換、現代電子、自動(dòng)控制等多學(xué)科于一體的邊緣交叉技術(shù),現今已廣泛應用到工業(yè)、能源、交通、信息、航空、國防、教育、文化等領(lǐng)域。

　　通信電源在整個(gè)通信行業(yè)中所占比例雖然不大，但它是整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵基礎設施，是通信網(wǎng)絡(luò )上一個(gè)完整而又不可替代的獨立專(zhuān)業(yè)。隨著(zhù)電信技術(shù)的飛速發(fā)展，電信網(wǎng)絡(luò )結構日益復雜，信息技術(shù)的發(fā)展又對電源技術(shù)提出了更高的要求，例如：節能、節電、節材、縮體、減重、環(huán)保、可靠、安全等，這就迫使電源工作者應朝著(zhù)高效率節能、網(wǎng)絡(luò )化管理、全數字化控制、低電流諧波處理技術(shù)(綠色電源)的方向研發(fā)拓展和不斷探索，并利用各種相關(guān)技術(shù)制造出合格電源產(chǎn)品，以滿(mǎn)足現代通信網(wǎng)的技術(shù)需求。

一、電源技術(shù)發(fā)展趨勢

 　　1.高效率節能

　　 (1)高頻變化仍是電源技術(shù)發(fā)展的主流

　　電源技術(shù)的精髓是電能變換，即利用電能變化技術(shù)將市電或電池等一次電源變換成適用于各種用電對象的二次電源。其中，開(kāi)關(guān)電源在電源技術(shù)中占有重要地位，從10kHz發(fā)展到高穩定度、大容量、小體積、開(kāi)關(guān)頻率達到兆赫茲級，開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展為高頻變化提供了硬件基礎，促進(jìn)了現代電源技術(shù)的繁榮和發(fā)展。

　　所謂高頻變化，是指靠諧振變換、移相諧振、零開(kāi)關(guān)PWM、零過(guò)渡PWM等電路拓撲理論和功率因數校正、有源箝位、并聯(lián)均流、同步整流、高頻磁放大器、高速編程、遙感遙控、微機監控等新的理論和技術(shù)來(lái)指導的現代電源技術(shù)。高頻化帶來(lái)的最直接好處是降低原材料消耗，使得電源裝置小型化，并加快系統的動(dòng)態(tài)反應，推動(dòng)電源進(jìn)入更廣闊的應用領(lǐng)域，特別是高新技術(shù)領(lǐng)域。

　　在高頻變化的相關(guān)技術(shù)中，軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、準諧振技術(shù)的研究趨于成熟穩定，具有代表性的是上述提到的諧振變換、移相諧振、零開(kāi)關(guān)PWM、零過(guò)渡PWM等理論，這些新技術(shù)減少了過(guò)去硬開(kāi)關(guān)模式下電源設備開(kāi)通時(shí)開(kāi)關(guān)器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓上升/下降和電流上升/下降波形交疊產(chǎn)生的損耗和噪聲，實(shí)現了零電壓/零電流開(kāi)關(guān)，降低損耗的同時(shí)提高了電源系統的穩定性和效率，同時(shí)，有源功率因數校正技術(shù)(APFC)的開(kāi)發(fā)與應用，提高了AC-DC開(kāi)關(guān)電源功率因數，既治理了電網(wǎng)的諧波“污染”，又提高了開(kāi)關(guān)電源的整體效率。

　　(2)功率集成技術(shù)簡(jiǎn)化電源結構

　　功率集成技術(shù)簡(jiǎn)化了電源結構，使其向模塊化、集成化方向發(fā)展，以高度集成的硅晶片為例，其內部元件數目就減少了2/3以上，結構也更加緊密，相比于分立元件的布局減小了雜散電感、分布電容及連線(xiàn)電阻，降低損耗的同時(shí)提高了效率。

　　2.網(wǎng)絡(luò )化管理

　　隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用日益普及和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，通信系統從以前的單機或小局域系統逐漸發(fā)展至大局域網(wǎng)系統或廣域網(wǎng)系統，這就要求保護通信互聯(lián)網(wǎng)終端的電源設備必須具備數據處理和網(wǎng)絡(luò )通信能力，而要通過(guò)RS-232接口實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化通信就要求電源設備必須具備以下功能：{{分頁(yè)}}

　　(1)具有智能型人機界面，使網(wǎng)絡(luò )技術(shù)人員可以隨時(shí)監視電源設備運行狀態(tài)和各項技術(shù)參數；

　　(2)具有各種保護、告警和數據信息存儲、處理、打印等功能；

　　(3)具有遠程開(kāi)關(guān)機功能，使網(wǎng)絡(luò )技術(shù)人員可定時(shí)開(kāi)關(guān)交流或備用電源。

　　3.全數字化控制

　　通信設施所處環(huán)境越來(lái)越復雜，人煙稀少、交通不便都增大了維護的難度。此時(shí)，數字化技術(shù)就表現出了傳統模擬技術(shù)無(wú)法實(shí)現的優(yōu)勢，如對AC/DC整流穩壓、DC/AC逆變、SPWM、同步鎖相、蓄電池的管理等。隨著(zhù)微處理器和監控軟件的引入，采用全數字化控制技術(shù)的電源的自我監控能力普遍增強，可以實(shí)時(shí)監視設備本身的各種運行參數和狀態(tài)，并具備了預警功能和故障診斷功能，有效地實(shí)現了通信動(dòng)力設備無(wú)人值守與遠程監控，大大提高了設備的可靠性和對用戶(hù)的適應性。

　　4.低電流諧波處理技術(shù)

　　在通信電源開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)早期，人們主要集中研究電源的輸出特性，較少考慮到電源的輸入特性。例如：傳統的在線(xiàn)式電源輸入AC/DC部分通常采用橋式整流濾波電路，其輸入電流呈脈沖狀，導通角約為π/3，波峰因數大于純電阻負載的1.4倍。這些諧波電流大的電源給電網(wǎng)帶來(lái)了嚴重的污染，使電網(wǎng)波形失真，實(shí)際負荷能力降低，對于三相四線(xiàn)制的電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，還很有可能因中性線(xiàn)電流過(guò)大而出現不安全隱患。

　　隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )時(shí)代人們環(huán)保意識和安全意識的增強以及電力電子技術(shù)、功率器件的發(fā)展，低諧波輸入技術(shù)正在逐漸成熟并被推廣使用，通信電源中采用有源諧波處理技術(shù)已勢在必行。低諧波輸入不但可以改善電源對電網(wǎng)的負載特性，減少對其他網(wǎng)絡(luò )設備的諧波干擾，同時(shí)也大大提高了電源的源效應?？梢灶A見(jiàn)，網(wǎng)絡(luò )時(shí)代通信電源必將逐漸發(fā)展成為低諧波輸入的新一代綠色電源。

　　5.電池及電池組的小型化、環(huán)?；椭悄芑?BR>
　　目前，電池在我們的日常生活、工作以及生產(chǎn)科研領(lǐng)域起到了越來(lái)越重要的作用。蓄電池在通信領(lǐng)域里作為后備電源，是確保通信設備正常運行的最后一道防線(xiàn)，其質(zhì)量的優(yōu)劣對保證后備直流電源正常運行尤為重要。隨著(zhù)微電子領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的突破，數字化硬件平臺得到迅速發(fā)展，電池及電池組趨向于小型化、環(huán)?；椭悄芑?，我國對于高能高效電池(包括鋰離子蓄電池)、燃料電池(綠色能源)，新型材料，自動(dòng)化、智能化技術(shù)以及技術(shù)標準也都加大了研究力度。

二、通信電源技術(shù)標準研究

　　為了保障通信電源系統設備穩定、可靠地運行，提高電源產(chǎn)品的技術(shù)與質(zhì)量，信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信電源技術(shù)工作委員會(huì )在《通信電源標準體系》的基礎上，根據通信需求(同時(shí)要考慮我國邊遠地區或動(dòng)力電無(wú)法接到的地方)及電源技術(shù)發(fā)展趨勢，結合國內外企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)的實(shí)際情況，提出了電源標準下一步的研究課題方向及2007年研究、制修訂工作的重點(diǎn)，以不斷補充和完善我國通信電源系統設備的技術(shù)標準體系。

　　1.近期電源標準的研究方向

　　—電源系統、系統可靠、安全評估的研究

　　—蓄電池、UPS、開(kāi)關(guān)電源和柴油發(fā)電機組如何保證供電系統安全的研究

　　—降低通信電源能源損耗(節能)的技術(shù)要求研究

　　—下一代通信網(wǎng)絡(luò )對通信電源的要求研究

　　—燃料電池在通信領(lǐng)域中應用的探討{{分頁(yè)}}

　　2.2007年電源標準重點(diǎn)研究與制修訂課題

　　—通信設備用直流遠供電源系統

　　—數據通信用電源系統

　　—通信用后備式鋰離子蓄電池組技術(shù)報告

　　—接入網(wǎng)設備與遠端模塊電源系統的綜合再利用(在立國標項)

　　—基站節能系統技術(shù)規范——智能通風(fēng)部分(在立國標項)

　　—基站節能系統技術(shù)規范——智能換熱器部分(在立國標項)

　　—離網(wǎng)型通信用風(fēng)光互補供電系統

　　—通信中心機房環(huán)境條件

　　—通信用綜合集裝柜

　　—對YD/T1058通信用高頻開(kāi)關(guān)組合電源、YD/T502通信專(zhuān)用柴油發(fā)電機組、YD/T1095通信用不間斷電源UPS等產(chǎn)品的標準修訂

　　電源技術(shù)的發(fā)展實(shí)際上是圍繞著(zhù)提高效率、提高性能、小型輕量化、安全可靠、消除電力公害、減少電磁干擾和電噪聲的軌跡進(jìn)行不懈研究。21世紀的電源裝置和系統對上述技術(shù)的需求將更加強烈，這也是電源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的必然發(fā)展趨勢。