通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

    通信電源|穩(wěn)壓器在整個通信行業(yè)中雖然占的比例比較小，但它是整個通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，是通信網(wǎng)絡(luò)上一個完整而又不可替代的獨立專業(yè)。對于電源產(chǎn)品來說也是最基礎(chǔ)的，產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展和變化速度也不同于其他通信產(chǎn)品，電源產(chǎn)品的種類繁多，包括高頻開關(guān)電源設(shè)備、半導(dǎo)體整流設(shè)備、直流-直流模塊電源、直流-直流變換設(shè)備、逆變電源設(shè)備、交、直流配電設(shè)備、交流穩(wěn)壓器、交流不間斷電源（UPS）、鉛酸蓄電池、移動通信手持機電池、發(fā)電機組、集中監(jiān)控系統(tǒng)等，主要歸納為以下三方面并重點介紹這幾方面產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展趨勢及標(biāo)準(zhǔn)研究方向： 
　　 
    1、電力電子設(shè)備 

    目前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在通信行業(yè)中的快速發(fā)展，支持通信互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的電源設(shè)備也正朝著高效率拓展、網(wǎng)絡(luò)化管理、全數(shù)字化控制、低電流諧波處理技術(shù)（綠色電源）的方向發(fā)展。 
　　 
    （1）高效率的拓展 
　　 
    新型高性能器件的不斷研發(fā)、涌現(xiàn)與應(yīng)用，促進了電源產(chǎn)品的升級換代，使得電源的開關(guān)頻率高達300~400kHz，小功率電源已實現(xiàn)1MHz的開關(guān)頻率，提高了電源功率密度 ，對電源技術(shù)進步與發(fā)展起著重要的支撐作用。 
　　 
    例如：絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、功率場效應(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）、超過恢復(fù)二極管、無感電容器、無感電阻器、新型磁材料和變壓器、EMI濾波器等。 
　　 
    軟開關(guān)技術(shù)、準(zhǔn)諧振技術(shù)的研究趨于成熟穩(wěn)定，具有代表性的是諧振變換、移相諧振、零開關(guān)PWM、零過渡PWM等電路拓撲新理論，重心就是減少了過去硬開關(guān)模式下，電源設(shè)備開通時，開關(guān)器件在開關(guān)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(guān)，降低損耗，提高電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。 
　　 
    （2）網(wǎng)絡(luò)化管理 
　　 
    隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用日益普及和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，通信系統(tǒng)從以前的單機或兄域系統(tǒng)發(fā)展至大局域網(wǎng)系統(tǒng)、廣域網(wǎng)系統(tǒng)，則支持保護通信互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的電子開關(guān)方面的電源設(shè)備必須具備數(shù)據(jù)處理和通信能力，并要通過RS232接口實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化通信就必須能完成以下功能： 
　　 
    ∵有智慧型人機界面，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可以隨時監(jiān)視電源設(shè)備運行狀態(tài)、各項技術(shù)參數(shù)； 
　　 
    ∵有各種保護、告警和數(shù)據(jù)信息存儲、處理、打印等功能； 
　　 
    ∵有遠程開關(guān)機功能，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可定時開關(guān)交流或備用電源。 
　　 
    （3）全數(shù)字化控制 
　　 
    通信設(shè)施所處環(huán)境越來越復(fù)雜，人煙稀少、交通不便都增大了維護的難度，數(shù)字化技術(shù)表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術(shù)無法實現(xiàn)的優(yōu)勢，對通信電源內(nèi)所有控制技術(shù)，如AC/DC整流穩(wěn)壓、DC/AC逆變、SPWM、同步鎖相、蓄電池的管理等等。將隨著微處理器和監(jiān)控軟件的引入，電源的自我監(jiān)控能力普遍增強，可以實時地監(jiān)控設(shè)備本身的各種運行參數(shù)和狀態(tài)，預(yù)警功能和故障診斷功能，有效地實現(xiàn)了通信動力設(shè)備的無人職守與遠程監(jiān)控，維護人員可遠程觀察電源設(shè)備的運行參數(shù)和狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)故障時，可將故障信息及時上報，并可利用電話、傳真、尋呼等通信手段通知值班人員，加快故障排除的效率。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)備的可靠性和對用戶的適應(yīng)性。 
　　 
    （4）低電流諧波處理技術(shù) 
　　 
    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，比較少地考慮電源的輸入特性。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(dǎo)通角約為π/3，波峰因數(shù)大于純電阻負載的1.4倍，由于大量使用諧波電流大的電源將給電網(wǎng)帶來嚴(yán)重的污染，使電網(wǎng)波形失真、降低實際負荷能力，尤其對于三相四線制將導(dǎo)致過大中性線電流帶來不安全隱患。隨著網(wǎng)絡(luò)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(shù)、功率器件的發(fā)展，軟體諧波處理技術(shù)也正在逐漸成熟并推廣應(yīng)用，通信電源中采用有源諧波處理技術(shù)也是勢在必行，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(shè)備的諧波干擾，同時也大大提高了電源的源效應(yīng)，因而網(wǎng)絡(luò)時代通信電源也必將逐漸是低諧波輸入的新一代綠色電源。 
    2、電池設(shè)備

    電池是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來，在需要時再將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種儲能裝置。在信息化社會中，高科技電子電源設(shè)備與人們的生活已息息相關(guān)，后備直流電源的應(yīng)用也越來越廣泛，作為后備直流電源重要組成部分的蓄電池，其質(zhì)量的優(yōu)劣對保證后備直流電源正常運行就顯得尤為重要。因此，通信業(yè)的發(fā)展對供電系統(tǒng)要求是既合理又要安全、穩(wěn)定、可靠，促進了蓄電池的技術(shù)不斷開拓更新，制造工藝的提高又保證電池的各項技術(shù)指標(biāo)、性能的穩(wěn)定可靠，增大了電池的使用壽命。 
　　 
    （1）新固化和化成技術(shù) 
　　 
    固化是VRLA電池生產(chǎn)的重要工序，對電池的初期容量、壽命都有較大影響。傳統(tǒng)的固化工藝形成3PbO2 . PbO2 . H2O(3BS)，若采用800C下高溫和膏技術(shù)可得到4 PbO2 . PbO2(4BS)，4BS制造的電池不僅容量高而且壽命長。化成過程中采用監(jiān)控軟件，可以提高化成工序的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。采用紅丹可縮短固化與化成時間，使固化易于控制，提高初期容量和生產(chǎn)效率。 
　　 
    （2）板柵合金工藝技術(shù)的更新 
　　 
    傳統(tǒng)的耐腐蝕板柵不但構(gòu)造復(fù)雜，而且還易引起早期容量損失、正極膨脹、伸長和壽命短等問題，因為鉛膏與耐蝕板柵結(jié)合困難。在板柵合金中添加適量的微量元素可大大提高板柵的性能。從長遠看，板柵材料及工藝技術(shù)應(yīng)有三個方向： 
　　 
    冷卻合金，使得所有元素的均勻混合物，耐蝕性大大提高； 
　　 
    輕型板柵，用鋁、銅網(wǎng)做基材，表面涂覆鉛，或采用玻璃纖維絲，表面熱擠壓包覆鉛錫合金，成為鉛絲，再編織成鉛布作為板柵； 
　　 
    網(wǎng)板柵（板柵可減薄），由于采用冷擠壓成型，金屬組織比重力澆鑄的要細密得多，耐蝕性明顯提高，增加了壽命，提高了生產(chǎn)效率。 
　　 
    （3）催化栓技術(shù) 
　　 
    鉛酸蓄電池在通信行業(yè)中大部分使用在浮充狀態(tài)下，正極電位很高，氧的析出嚴(yán)重，而催化栓放于密封電池內(nèi)部的上端，補充了傳統(tǒng)氧氣再復(fù)合機理的負極作用，即正極析出的氧被直接復(fù)合，這部分氧不必到負極去復(fù)合，減輕了負極的去極化負擔(dān)，同時負極排放量減少，水損失減小。 
　　 
    隨著電池生產(chǎn)工藝、原材料的不斷改進與更新，由于鉛資源豐富、工藝逐步成熟、適用范圍廣、具有良好的可逆性，在本世紀(jì)里仍廣泛使用在各個領(lǐng)域中。但是高能電池、燃料電池（綠色能源）和自動化、智能化技術(shù)以及產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也將在我國加大了研究的力度。 
　　 
    3、發(fā)電機組方面 

    日前國產(chǎn)化的柴油發(fā)電機組技術(shù)的發(fā)展與國外機組技術(shù)的發(fā)展有一定的差異，從市場的占有率來看，國內(nèi)機組只在30%~40%，進口機組在國內(nèi)目前市場占有一定的重要地位。但環(huán)保型的發(fā)電機組-燃氣輪機發(fā)電機組由于體積小、重量輕、機動性好，對環(huán)境污染也小，我國已有企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)，目前正在被推廣用于車載移動通信基站，通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也已制訂批準(zhǔn)發(fā)布實施，今后將會在通信領(lǐng)域中得到更大的發(fā)展。