淺析全球通信電源技術(shù)發(fā)展 呈現(xiàn)出幾大趨勢(shì)

信息業(yè)的巨大發(fā)展，給電源市場(chǎng)帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)，同時(shí)對(duì)電源提出了一些新的需求。例如：多種物理設(shè)備放在一起，有電磁兼容的需求和機(jī)房面積和承重的要求；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類(lèi)變多使電源的負(fù)載變大，負(fù)載種類(lèi)變多，對(duì)電源效率和種類(lèi)有要求；機(jī)房和基站數(shù)目增多，對(duì)電源的可靠性和易維護(hù)性提出更高的要求，以滿足無(wú)人值守需要。電源工作環(huán)境的差異對(duì)電源的應(yīng)用環(huán)境也提出了新的需求，如更強(qiáng)電網(wǎng)適應(yīng)能力、環(huán)境適應(yīng)能力等，戶外電源就是這一需求的典型代表。電源是整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力心臟，新的網(wǎng)絡(luò)需要更可靠的電源。另外，隨著運(yùn)營(yíng)商的全球化的趨勢(shì)，電源設(shè)備也需要滿足全球不同市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的特殊要求。

全球通信電源技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下幾大趨勢(shì)： （1）高效率 ，高功率密度，寬的使用環(huán)境溫度 隨著運(yùn)營(yíng)商的設(shè)備的不斷增多，用電量加劇，機(jī)房面積緊張等客觀因素的存在，對(duì)電源產(chǎn)品提出了高效率 ，高功率密度，寬的使用環(huán)境溫度的要求。

新型高性能器件的不斷研發(fā)、涌現(xiàn)與應(yīng)用，例如：絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）、智能IGBT功率模塊（IPM）、MOS柵控晶閘管（MCT）、靜電感應(yīng)晶體管（SIT）、超過(guò)恢復(fù)二極管、無(wú)感電容器、無(wú)感電阻器、新型磁材料和變壓器、EMI濾波器等。這些新型器件的應(yīng)用可以提高通信電源的開(kāi)關(guān)頻率，減少電源外型尺寸，提高電源的功率密度。

在通信電源中，開(kāi)關(guān)技術(shù)是提高電源效率的一個(gè)重要技術(shù)。軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、準(zhǔn)諧振技術(shù)中的具有代表性的是諧振變換、移相諧振、零開(kāi)關(guān)PWM、零過(guò)渡PWM等電路拓?fù)?。隨著軟開(kāi)關(guān)拓?fù)淅碚撗芯康纳钊胍约皯?yīng)用的普及，大大減少了硬開(kāi)關(guān)模式下電源中功率器件在開(kāi)通、關(guān)斷過(guò)程中電壓下降/上升和電流上升/下降波形交疊產(chǎn)生的損耗和噪聲，實(shí)現(xiàn)了零電壓/零電流開(kāi)關(guān)，降低損耗，提高電源系統(tǒng)的效率。

為了更好適應(yīng)環(huán)境，提高產(chǎn)品可靠性，220Vac工作的通信電源一般能夠工作在120-290Vac，環(huán)境適應(yīng)能力也由傳統(tǒng)的45°C提高到60°C，甚至75°C。

（2）網(wǎng)絡(luò)化智能化的監(jiān)控管理 隨著網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展，巨大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要的大量人力、物力投在設(shè)備的管理和維護(hù)工作，如：通信設(shè)施所處環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，人煙稀少、交通不便都增大了維護(hù)的難度。這對(duì)電源設(shè)備的監(jiān)控管理提出了新的需求。

通信電源系統(tǒng)的集中分散式監(jiān)控系統(tǒng)需要對(duì)系統(tǒng)中狀態(tài)量和控制量進(jìn)行監(jiān)控，還可對(duì)電池進(jìn)行全自動(dòng)管理；可以直接利用Internet上傳輸控制數(shù)據(jù)，使維護(hù)人員通過(guò)Internet進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、控制等維護(hù)工作。利用友好的人機(jī)界面，使維護(hù)人員能夠方便地得到需要的信息。如各種保護(hù)、告警和數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)、處理、打印等功能；維護(hù)計(jì)劃，資產(chǎn)管理等工作。

（3）全數(shù)字化控制 數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展逐步表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，如：采用全數(shù)字化控制技術(shù)，有效地縮小電源體積降低了成本，大大提高了設(shè)備的可靠性和對(duì)用戶的適應(yīng)性。整個(gè)電源的信號(hào)采樣、處理、控制（包括電壓電流環(huán)等）、通信等均采用DSP技術(shù)，可以獲得優(yōu)化的一致的穩(wěn)定的控制參數(shù)?？梢圆捎酶屿`活的控制方式，在各種電壓、溫度下優(yōu)化電源的輸出，如降額保護(hù)、PFC數(shù)字控制諧波。利用DSP技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單穩(wěn)定的通信和均流，可以獲得良好的EMC指標(biāo)。智能化程度更高，如靈活的LED報(bào)警指示組合，無(wú)監(jiān)控的情況下可以通信。減少器件數(shù)目、提高模塊指標(biāo)、提高功率密度。消除模擬控制技術(shù)的器件離散性和溫漂，保證每個(gè)模塊均達(dá)到最優(yōu)指標(biāo)，提高電源可靠性。模塊智能化程度更高，易于使用維護(hù)。

（4）安全、防護(hù)、EMC 考慮到設(shè)備復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境，電源設(shè)備需滿足相關(guān)的安全、防護(hù)、防雷標(biāo)準(zhǔn)，才能保證電源的可靠運(yùn)行。

安全性是電源設(shè)備最重要的指標(biāo)；商用設(shè)備需要通過(guò)相關(guān)的安全認(rèn)證，如UL、CSA、VDE，CCC等。防雷設(shè)計(jì)是保證通信電源系統(tǒng)可靠運(yùn)行的必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)于通信設(shè)備而言，雷電過(guò)電壓來(lái)源主要包括感應(yīng)過(guò)電壓、雷電侵入波和反擊過(guò)電壓。在一般情況下，通信電源必須采取系統(tǒng)防護(hù)、概率防護(hù)和多級(jí)防護(hù)的防雷原則。通信電源系統(tǒng)一般需要采用三級(jí)防雷體系。

防潮、防鹽霧和防霉菌設(shè)計(jì)稱(chēng)為三防設(shè)計(jì)。工程上通常選用耐蝕材料，通過(guò)鍍、涂或化學(xué)處理方法對(duì)電子設(shè)備的表面覆蓋一層金屬或非金屬保護(hù)膜，使之與周?chē)橘|(zhì)隔離，從而達(dá)到防護(hù)的目的，一般在印制板涂三防漆；在結(jié)構(gòu)上采用密封或半密封形式隔絕外部環(huán)境。良好的EMC指標(biāo)使不同的電子設(shè)備能工作在一起；同時(shí)使使用者的電磁環(huán)境更加潔凈，避免電磁環(huán)境對(duì)使用者的傷害。一般滿足的標(biāo)準(zhǔn)有：EN55022，EN 300 386:2001,；CFR 47 Part 15 ；Telcordia GR-1089 [NA requirement].

（5）環(huán)保 環(huán)保的一方面的指標(biāo)是，通信電源的電流諧波符合要求。降低電源的輸入諧波，不但可以改善電源對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載特性，減小給電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重的污染，也可減少對(duì)其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的諧波干擾。另一個(gè)重要方面是，材料可循環(huán)利用和對(duì)環(huán)境無(wú)污染。這方面需要產(chǎn)品滿足WEEE/ROHS指令。

WEEE/ROHS指令包括兩部分的內(nèi)容，即涉及循環(huán)再利用WEEE和限制使用有害物質(zhì)的ROHS。 實(shí)施WEEE指令案的目的，最主要的就是防治電子電氣廢棄物(WEEE)，此外是實(shí)現(xiàn)這些廢棄物的再利用、再循環(huán)使用和其它形式的回收，以減少?gòu)U棄物的處理。同時(shí)也努力改進(jìn)涉及電子電氣設(shè)備生命周期的所有操作人員，如生產(chǎn)者、銷(xiāo)售商、消費(fèi)者，特別是直接涉及報(bào)廢電子電器設(shè)備處理人員的環(huán)保行為。

實(shí)施ROHS指令案的目標(biāo)是使各成員國(guó)關(guān)于在電子電氣設(shè)備中限制使用有害物質(zhì)的法律趨于一致，有助于保護(hù)人類(lèi)健康的和報(bào)廢電子電氣設(shè)備合乎環(huán)境要求的回收和處理。 從2006年7月1日起，投放于市場(chǎng)的新電子和電氣設(shè)備不包含鉛，汞，鎘，六價(jià)鉻，聚溴二苯醚（PBDE）或聚溴聯(lián)苯（PBB）。