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談通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)論文
摘要：在整個(gè)電力電子技術(shù)架構(gòu)中，電源技術(shù)屬于其中的核心內(nèi)容，是一個(gè)融合現(xiàn)代電子、電力變換、控制及電流方式轉(zhuǎn)變等學(xué)科，且各學(xué)科間系統(tǒng)融合、交叉延伸，現(xiàn)階段，其已在國(guó)防、能源、交通及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通信電源是通信網(wǎng)絡(luò)中的基礎(chǔ)設(shè)施，維系著通信網(wǎng)的生存與發(fā)展。文章基于高效與智能視角，探討了通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：高效；智能；通信電源
引言
在整個(gè)通信技術(shù)設(shè)施中，通信電源在其中雖然僅有較小的占比，但其在通信網(wǎng)絡(luò)中卻發(fā)揮著舉足輕重的作用，是關(guān)鍵性、核心性基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)還是通信網(wǎng)絡(luò)體系中不可替代的獨(dú)立設(shè)備。伴隨當(dāng)今通信技術(shù)的日益發(fā)展與完善，電信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日漸多樣與復(fù)雜，這在較大程度上給電源技術(shù)提出了更多、更高且更為嚴(yán)格的要求，如具有更高的可管理性，性能更為卓越等，此外，在節(jié)能減排工作中，電源設(shè)備的作用與重要性也日漸凸顯。這些因素均有力推動(dòng)著通信電源設(shè)備朝向智能化、高效率化方向發(fā)展。
１通信電源概念分析
所謂通信電源，從本質(zhì)上來(lái)講，就是專(zhuān)門(mén)為通信設(shè)備提供持續(xù)電能支持的電力源泉，其在整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著不可或缺的作用。另外，其效率、性能及質(zhì)量的好壞，往往會(huì)對(duì)整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的健康、高質(zhì)量運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生直接影響。通信電源系統(tǒng)是一個(gè)融合保護(hù)系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)及交流供電系統(tǒng)于一身的系統(tǒng)化設(shè)備，其有著影響突出、面廣、點(diǎn)多等特點(diǎn)，無(wú)論哪種電源出現(xiàn)故障，均會(huì)對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠造成直接影響。
２高效率為通信電源綜合性能提供切實(shí)保障
在通信電源架構(gòu)中，效率為其關(guān)鍵指標(biāo)。通信電源只有做到散熱快、發(fā)熱少及效率高等要點(diǎn)，才能真正意義上實(shí)現(xiàn)高功率密度，也只有這樣，才能最大程度提升通信電源的可用性與可靠性。通常情況下，提升通信電源效率的途徑主要有：節(jié)能方案、提升整流模塊效率、高頻變化等。
２．１高頻變化
要想切實(shí)提升通信電源效率，高頻變化便是一個(gè)比較有效且常用的技術(shù)手段。通過(guò)高頻變化，能夠帶來(lái)的最突出且最直接的益處，就是大幅降低了通信電源的整體原材料消耗，而且還使所運(yùn)用的通信電源裝置變得日漸小型化，因而可顯著提高功能密度。經(jīng)多層面、廣度化理論與實(shí)踐分析得知，電器產(chǎn)品的體積重量與其對(duì)應(yīng)的供電頻率的平方根之間呈明顯的反比關(guān)系，因此，如果頻率從剛開(kāi)始的工頻５０Ｈｚ，短時(shí)間內(nèi)提升至２０ｋＨｚ，那么用電設(shè)備的體積重量會(huì)降低至工頻設(shè)計(jì)的５％～１０％。這正是開(kāi)關(guān)電源通過(guò)變頻而帶來(lái)的益處的根本所在。高頻化又是電源動(dòng)態(tài)品質(zhì)得以提高的基礎(chǔ)保證，可以使通信電源的供電能力變得更加高效、靈活與強(qiáng)大。所謂高頻變化技術(shù)，實(shí)際就是指利用電路拓?fù)淅碚摚氵^(guò)渡ＰＷＭ、移相諧振、諧振變換及零開(kāi)關(guān)ＰＷＭ等）與新的理論指導(dǎo)（同步整流、并聯(lián)均流、高速編程、功率因數(shù)校正等）的最全面、先進(jìn)的電源技術(shù)。在用于實(shí)現(xiàn)高頻變化的各種技術(shù)中，關(guān)于準(zhǔn)諧振技術(shù)、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)方面的研究已比較成熟，其中，最具代表性的就是零過(guò)渡ＰＷＭ、移相諧振、諧振變換及零開(kāi)關(guān)ＰＷＭ等技術(shù)。這些技術(shù)較大程度減少了以往硬開(kāi)關(guān)模式下，電源設(shè)備處于開(kāi)通狀態(tài)，開(kāi)關(guān)器件在開(kāi)關(guān)時(shí)電流、電壓處于上升、下降時(shí)波形交疊產(chǎn)生噪聲與損耗，因而真正意義上實(shí)現(xiàn)了零電流、零電壓開(kāi)關(guān)，這樣不僅能降低損耗，而且還大幅提升了電源系統(tǒng)的效率與穩(wěn)定性。有源功率因數(shù)校正技術(shù)（ＡＰＦＣ）的不斷創(chuàng)新，也有力推動(dòng)了ＡＣ／ＤＣ開(kāi)關(guān)電源功率因數(shù)的提高，不僅消除了電網(wǎng)的諧波“污染”，而且還使開(kāi)關(guān)電源的整體效率得到大幅提升，如圖１所示。
２．２采用低電流諧波處理技術(shù)
通過(guò)此技術(shù)的應(yīng)用，能夠較好地改善電源對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載特性，減少或抑制對(duì)其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可能產(chǎn)生的諧波干擾，另外，還能較大程度提升電源的節(jié)能效應(yīng)。在開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)通信電源的早期階段，人們多對(duì)電源的輸出特性進(jìn)行研究，而對(duì)電源的輸入特性卻較少考慮。如傳統(tǒng)的在線(xiàn)式電源輸入ＡＣ／ＤＣ部分，一般選用橋式整流濾波電路，其呈脈沖狀的輸入電流，在波峰因數(shù)方面，其明顯大于純電阻負(fù)載。諧波電流較大的通信電源，往往會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)污染，造成電網(wǎng)波形失真，進(jìn)而降低負(fù)荷能力；如果電網(wǎng)所采用的三相四線(xiàn)制，那么很有可能由于過(guò)大的中線(xiàn)電流，而出現(xiàn)一定的安全隱患。可以預(yù)見(jiàn)，隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來(lái)臨，通信電源勢(shì)必會(huì)發(fā)展成為低諧波輸入的新型綠色電源。
２．３提升整流模塊效率及運(yùn)用通信電源節(jié)能方案
在整個(gè)通信電源體系中，整流模塊為其關(guān)鍵部件。提升整流模塊效率的具體方法如下：（１）運(yùn)用更加高效化的諸如ＬＬＣ串聯(lián)諧振技術(shù)等主電路拓?fù)洌唬ǎ玻┓謩e對(duì)各個(gè)部分的電路，開(kāi)展全面、系統(tǒng)化的能效設(shè)計(jì)優(yōu)化，如爬電距離的縮短、風(fēng)道設(shè)計(jì)的優(yōu)化等；（３）根據(jù)實(shí)際情況，酌情改變整流方式，如無(wú)橋ＰＦＣ技術(shù)、同步整流技術(shù)等；（４）運(yùn)用新型低耗損器件，替換那么些高耗能器件，如運(yùn)用ＣｏｏｌＭｏｓ、ＳｉＣ等器件。該技術(shù)的運(yùn)用，能夠使當(dāng)前業(yè)界在網(wǎng)應(yīng)用的通信電源的模塊效率得到大幅提升，有效降低網(wǎng)絡(luò)能源設(shè)備的能耗。在利用通信電源節(jié)能方案方面，采用的措施有：（１）降低諸如接觸器、母排等配電部分器件的壓降；（２）全面優(yōu)化系統(tǒng)空載能耗，關(guān)閉那些閑置部分，或者使其處于熱待機(jī)狀態(tài)；（３）對(duì)系統(tǒng)工作點(diǎn)進(jìn)行有效調(diào)整，以此來(lái)使系統(tǒng)始終處于最佳的工作效率點(diǎn)上。如某公司采用的通信電源休眠節(jié)能技術(shù)，便是依據(jù)電源系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載及系統(tǒng)現(xiàn)階段模塊的工作情況，經(jīng)邏輯判斷與控制，在確保系統(tǒng)冗余安全的前提下，有目的性、選擇性的將部分模塊打開(kāi)或使其處于休眠狀態(tài)，以此來(lái)促使系統(tǒng)工作在最佳效率點(diǎn)上，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。表１為網(wǎng)上運(yùn)行的某型通信電源系統(tǒng)通過(guò)節(jié)能改造后，實(shí)際配置２１０Ａ系統(tǒng)，在不同負(fù)載率條件下節(jié)能前后的效率比較和節(jié)能效果測(cè)試數(shù)據(jù)，從其結(jié)果可以看出，采用休眠節(jié)能技術(shù)后，電源系統(tǒng)效率得到了明顯提升，并且在不同負(fù)載率下保持較平穩(wěn)的狀態(tài)。
３科學(xué)智能引領(lǐng)下實(shí)現(xiàn)通信電源的集約
在科學(xué)智能化技術(shù)的有效引領(lǐng)下，通信電源朝向集約化方向發(fā)展，多體現(xiàn)于設(shè)備易于管理及設(shè)計(jì)科學(xué)等。
３．１設(shè)計(jì)科學(xué)
運(yùn)用功率集成設(shè)計(jì)模式，實(shí)現(xiàn)電源結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，以此來(lái)持續(xù)優(yōu)化通信電源的各模塊，增加集成度。如硅晶片，由于其高度集成，其內(nèi)部元件數(shù)目得到大幅減少，通常可減少２／３以上，另外，結(jié)構(gòu)也變得更為緊密，與分立元件相比，布局減少了連線(xiàn)電阻、分布電容及雜散電感，這樣不僅能顯著提升產(chǎn)品先進(jìn)性，而且還大幅降低了電力損耗。
３．２易于管理
伴隨互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，有力推動(dòng)了通信技術(shù)的發(fā)展，這便要求通信電源設(shè)備需擁有網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)處理方面的能力。如基于ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化通信，要求擁有智能型人機(jī)界面，使技術(shù)管理人員能夠?qū)﹄娫丛O(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能實(shí)時(shí)獲取相關(guān)技術(shù)參數(shù)，另外，通信電源還具有數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)、保護(hù)、打印、處理、遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)機(jī)等功能，因而便于相關(guān)人員更好地管理通信電源。
４結(jié)束語(yǔ)
綜上，基于現(xiàn)階段４Ｇ環(huán)境下，通信設(shè)備趨向小型輕便、安全可靠，這就對(duì)電源產(chǎn)品提出了更高且更加嚴(yán)格的要求，有力推動(dòng)著通信電源向智能化、高效化方向發(fā)展。而高效智能除了能夠推動(dòng)通信電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之外，還能推動(dòng)現(xiàn)代通信網(wǎng)綠色化、可持續(xù)化發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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