通信電源技術發(fā)展趨勢及標準研究方向

　　電源技術屬于電力電子技術的范疇，是集電力變換、現(xiàn)代電子、自動控制等多學科于一體的邊緣交叉技術,現(xiàn)今已廣泛應用到工業(yè)、能源、交通、信息、航空、國防、教育、文化等領域。

　　通信電源在整個通信行業(yè)中所占比例雖然不大，但它是整個通信網(wǎng)絡的關鍵基礎設施，是通信網(wǎng)絡上一個完整而又不可替代的獨立專業(yè)。隨著電信技術的飛速發(fā)展，電信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)日益復雜，信息技術的發(fā)展又對電源技術提出了更高的要求，例如：節(jié)能、節(jié)電、節(jié)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高效率節(jié)能、網(wǎng)絡化管理、全數(shù)字化控制、低電流諧波處理技術(綠色電源)的方向研發(fā)拓展和不斷探索，并利用各種相關技術制造出合格電源產(chǎn)品，以滿足現(xiàn)代通信網(wǎng)的技術需求。

一、電源技術發(fā)展趨勢

 　　1.高效率節(jié)能

　　 (1)高頻變化仍是電源技術發(fā)展的主流

　　電源技術的精髓是電能變換，即利用電能變化技術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，開關電源在電源技術中占有重要地位，從10kHz發(fā)展到高穩(wěn)定度、大容量、小體積、開關頻率達到兆赫茲級，開關電源的發(fā)展為高頻變化提供了硬件基礎，促進了現(xiàn)代電源技術的繁榮和發(fā)展。

　　所謂高頻變化，是指靠諧振變換、移相諧振、零開關PWM、零過渡PWM等電路拓撲理論和功率因數(shù)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(jiān)控等新的理論和技術來指導的現(xiàn)代電源技術。高頻化帶來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(tǒng)的動態(tài)反應，推動電源進入更廣闊的應用領域，特別是高新技術領域。

　　在高頻變化的相關技術中，軟開關技術、準諧振技術的研究趨于成熟穩(wěn)定，具有代表性的是上述提到的諧振變換、移相諧振、零開關PWM、零過渡PWM等理論，這些新技術減少了過去硬開關模式下電源設備開通時開關器件在開關過程中電壓上升/下降和電流上升/下降波形交疊產(chǎn)生的損耗和噪聲，實現(xiàn)了零電壓/零電流開關，降低損耗的同時提高了電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率，同時，有源功率因數(shù)校正技術(APFC)的開發(fā)與應用，提高了AC-DC開關電源功率因數(shù)，既治理了電網(wǎng)的諧波“污染”，又提高了開關電源的整體效率。

　　(2)功率集成技術簡化電源結(jié)構(gòu)

　　功率集成技術簡化了電源結(jié)構(gòu)，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(nèi)部元件數(shù)目就減少了2/3以上，結(jié)構(gòu)也更加緊密，相比于分立元件的布局減小了雜散電感、分布電容及連線電阻，降低損耗的同時提高了效率。

　　2.網(wǎng)絡化管理

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)技術應用日益普及和信息處理技術的不斷發(fā)展，通信系統(tǒng)從以前的單機或小局域系統(tǒng)逐漸發(fā)展至大局域網(wǎng)系統(tǒng)或廣域網(wǎng)系統(tǒng)，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(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡通信能力，而要通過RS-232接口實現(xiàn)網(wǎng)絡化通信就要求電源設備必須具備以下功能：{{分頁}}

　　(1)具有智能型人機界面，使網(wǎng)絡技術人員可以隨時監(jiān)視電源設備運行狀態(tài)和各項技術參數(shù)；

　　(2)具有各種保護、告警和數(shù)據(jù)信息存儲、處理、打印等功能；

　　(3)具有遠程開關機功能，使網(wǎng)絡技術人員可定時開關交流或備用電源。

　　3.全數(shù)字化控制

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

　　4.低電流諧波處理技術

　　在通信電源開發(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(tǒng)的在線式電源輸入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(shù)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)帶來了嚴重的污染，使電網(wǎng)波形失真，實際負荷能力降低，對于三相四線制的電網(wǎng)來說，還很有可能因中性線電流過大而出現(xiàn)不安全隱患。

　　隨著網(wǎng)絡時代人們環(huán)保意識和安全意識的增強以及電力電子技術、功率器件的發(fā)展，低諧波輸入技術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)絡設備的諧波干擾，同時也大大提高了電源的源效應?？梢灶A見，網(wǎng)絡時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)保化和智能化

　　目前，電池在我們的日常生活、工作以及生產(chǎn)科研領域起到了越來越重要的作用。蓄電池在通信領域里作為后備電源，是確保通信設備正常運行的最后一道防線，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。隨著微電子領域關鍵技術的突破，數(shù)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覈鴮τ诟吣芨咝щ姵?包括鋰離子蓄電池)、燃料電池(綠色能源)，新型材料，自動化、智能化技術以及技術標準也都加大了研究力度。

二、通信電源技術標準研究

　　為了保障通信電源系統(tǒng)設備穩(wěn)定、可靠地運行，提高電源產(chǎn)品的技術與質(zhì)量，信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信電源技術工作委員會在《通信電源標準體系》的基礎上，根據(jù)通信需求(同時要考慮我國邊遠地區(qū)或動力電無法接到的地方)及電源技術發(fā)展趨勢，結(jié)合國內(nèi)外企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)的實際情況，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，以不斷補充和完善我國通信電源系統(tǒng)設備的技術標準體系。

　　1.近期電源標準的研究方向

　　—電源系統(tǒng)、系統(tǒng)可靠、安全評估的研究

　　—蓄電池、UPS、開關電源和柴油發(fā)電機組如何保證供電系統(tǒng)安全的研究

　　—降低通信電源能源損耗(節(jié)能)的技術要求研究

　　—下一代通信網(wǎng)絡對通信電源的要求研究

　　—燃料電池在通信領域中應用的探討{{分頁}}

　　2.2007年電源標準重點研究與制修訂課題

　　—通信設備用直流遠供電源系統(tǒng)

　　—數(shù)據(jù)通信用電源系統(tǒng)

　　—通信用后備式鋰離子蓄電池組技術報告

　　—接入網(wǎng)設備與遠端模塊電源系統(tǒng)的綜合再利用(在立國標項)

　　—基站節(jié)能系統(tǒng)技術規(guī)范——智能通風部分(在立國標項)

　　—基站節(jié)能系統(tǒng)技術規(guī)范——智能換熱器部分(在立國標項)

　　—離網(wǎng)型通信用風光互補供電系統(tǒng)

　　—通信中心機房環(huán)境條件

　　—通信用綜合集裝柜

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

　　電源技術的發(fā)展實際上是圍繞著提高效率、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行不懈研究。21世紀的電源裝置和系統(tǒng)對上述技術的需求將更加強烈，這也是電源技術和產(chǎn)業(yè)的必然發(fā)展趨勢。