當(dāng)代通信電源技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

高東健，崔忠慧

（1.吉林吉大通信設(shè)計院股份有限公司，吉林 長春 130012；2.中國移動通信集團設(shè)計院有限公司黑龍江分公司，吉林 長春 130012）

1 通信電源技術(shù)的總體發(fā)展概述

1.1 通信電源技術(shù)的發(fā)展背景

通信行業(yè)的飛速發(fā)展，給通信行業(yè)帶來了新的機遇。通信電源是通信技術(shù)最基礎(chǔ)的應(yīng)用，對通信系統(tǒng)的綜合使用有著重要作用。通信電源從相控整流器到高頻開關(guān)，是整流器的最終升級，是通信電源技術(shù)取得的重大進步。

1.2 通信電源技術(shù)的通用性需求

產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴大，使通信電源的相應(yīng)標準接口以一種全新的模式突破了通信電源原有的專用性。通信電源可以通用，已經(jīng)成為一種全新的發(fā)展趨勢。早期的鎮(zhèn)流器技術(shù)影響了通信電源系統(tǒng)的最關(guān)鍵部分，而今整流器的發(fā)展和更新速度越來越快，智能化程度越來越高，甚至改變了晶閘管的導(dǎo)流角。采用對輸出電壓進行控制的方法，促進了大功率電器元器件的發(fā)展。通信電源功率逐漸加大，單機容量逐漸擴大，加快了分布式通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，導(dǎo)致硬開關(guān)因為損耗過大而慢慢被淘汰。

1.3 通信電源技術(shù)的智能化需求

通信電源技術(shù)的需求和通信設(shè)備自動化的適配程度，成為智能診斷和處理的前提。在實現(xiàn)通信電源智能化管理需求的基礎(chǔ)上，人們有了進一步要求。從整體的通信電源技術(shù)發(fā)展方向來看，通信電源技術(shù)研發(fā)人員要求具備較強的技術(shù)研發(fā)能力[1]。現(xiàn)階段，通信電源技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的實際開發(fā)需求，促進了通信系統(tǒng)發(fā)展核心部分和通信電源在整個系統(tǒng)應(yīng)用中的轉(zhuǎn)變。

1.4 通信電源技術(shù)發(fā)展的體系化需求

形成完整的體系，也是通信電源技術(shù)必然的發(fā)展趨勢?，F(xiàn)在的通信電源技術(shù)主要是鉛蓄電池、燃料電池、鋰離子電池以及液流電池等。鉛蓄電池實際使用時間很長，極強的可靠性使其應(yīng)用的比例較高[2]，如大型基站或者處于中心位置的機房多使用這種電池。燃料電池污染性較小，噪音較低，操作過程簡單，性能可靠，續(xù)航時間較長，多應(yīng)用于電動車能源和數(shù)碼能源方面。鋰離子電池的優(yōu)勢是使用壽命極強，能量儲備技術(shù)比較先進。因此，便攜式的移動電源大量應(yīng)用鋰離子電池。液流電池綠色環(huán)保，是一種新型的環(huán)保電池，受到了人們的青睞。但是，我國液流電池技術(shù)比較落后，電能轉(zhuǎn)化率較低。從通信電源的種類來看，通信電源技術(shù)向著輕量化、模塊化、小型化、智能化方向發(fā)展。

2 當(dāng)代通信電源技術(shù)的發(fā)展

2.1 高效節(jié)能的通信電源技術(shù)

高效節(jié)能的電源技術(shù)將提升其使用效率，向著小型輕量化的可靠安全需求發(fā)展。發(fā)展過程中，盡可能消除電力公害，減少電磁干擾，消除電噪音。目前，借鑒國外先進的技術(shù)經(jīng)驗，我國的通信電源技術(shù)呈現(xiàn)出高頻變化的主流趨勢。開關(guān)電源的發(fā)展具有廣闊的空間，是高頻變化和未來物聯(lián)網(wǎng)時代的硬件基礎(chǔ)，促進了移動電源的技術(shù)進步，而功率電子的重要性也開始被人們重視。使用更加高效節(jié)能的通信電源技術(shù)和手段，應(yīng)該考慮通信電源電池的電能轉(zhuǎn)變和電能二次改變，為電源的應(yīng)用提供了更多發(fā)展。利用軟開關(guān)和準諧振技術(shù)，在高頻變化過程中成熟地開發(fā)通信電源，可保證電源系統(tǒng)在變化過程中的安全和穩(wěn)定，而零電流的電壓開關(guān)設(shè)備更便于人們使用[3]。

2.2 數(shù)字化控制的通信電源技術(shù)

微處理器技術(shù)和監(jiān)控軟件的引入，在數(shù)字監(jiān)控領(lǐng)域內(nèi)具有良好的應(yīng)用效果。實時的監(jiān)控和監(jiān)視，使得本身各種運行參數(shù)和狀態(tài)檢測能夠很好地提高監(jiān)控效果。在實現(xiàn)動力設(shè)備無人值守和遠程設(shè)備電源可靠性問題方面，通信電源技術(shù)的應(yīng)用使得通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理、維護和數(shù)字化控制更加方便，能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)時代的綜合需求，實現(xiàn)無人化控制。數(shù)字化控制的通信電源技術(shù)，控制手段信息量較小，芯片價格便宜，因此在實際運行過程中的成本并不高。這種數(shù)字化的控制模式可以顯著提升通信電源的穩(wěn)定性和安全性，故障檢測也更加靈敏、高效[4]。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化控制管理的通信電源技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)和信息化的關(guān)聯(lián)程度越來越高?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)日益普及，加上信息處理技術(shù)的快速發(fā)展，使得通信互聯(lián)網(wǎng)終端電源設(shè)備具有了一定的數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信信息處理能力。利用云計算，可幫助通信電源技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)融合。融合的過程中，人們往往更著眼于通信電源技術(shù)的信息儲存能力和保護能力。在保證通信電源系統(tǒng)設(shè)備運行過程中，網(wǎng)絡(luò)化控制和管理會考慮社會和市場的實際需求，在滿足實際需求的過程中，網(wǎng)絡(luò)化控制變得更人性化、智能化[5]。

3 當(dāng)代通信電源技術(shù)的應(yīng)用狀況

3.1 串聯(lián)諧振技術(shù)

串聯(lián)諧振技術(shù)對于通信電源技術(shù)的發(fā)展有非常重要的作用。串聯(lián)諧振可以提升電源的使用效果，使其具有很好的適用性。通信部門的變壓器可以使電壓不穩(wěn)定供電，也能夠穩(wěn)定供電。順利進行電源的切換和操作，可以凸顯性能的有效轉(zhuǎn)變。電源裝置內(nèi)應(yīng)用勵磁電感，逐漸降低了電腦資源的消耗量，并且把控了通信電源開關(guān)。串聯(lián)電阻和電感可以形成新的連接電路，當(dāng)容抗XC與感抗XL相等時，即XC=1/XL，電路中的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現(xiàn)純電阻性，這是一種非常典型的串聯(lián)諧振物理現(xiàn)象。如果發(fā)生串聯(lián)諧振，將影響電路的整體抗阻，人們希望能夠盡可能降低電路的總抗阻，從而提升電流的最大容量[6]。

3.2 智能化應(yīng)用技術(shù)

目前，智能化應(yīng)用技術(shù)是通信電源技術(shù)發(fā)展的重要方面。每天只需持續(xù)供電，在無人監(jiān)管情況下，系統(tǒng)即可實現(xiàn)良性持續(xù)運轉(zhuǎn)。即使是在系統(tǒng)停止運作后，仍然能夠有足夠的電能支撐主板電池的持續(xù)性供電，保證通信電源電力的穩(wěn)定運行。通信電源系統(tǒng)的正常運行，可以避免損失。無人監(jiān)測領(lǐng)域的智能控制系統(tǒng)，可以很好地操控通信電源狀態(tài)下的不同指標和屬性，利用這些屬性參數(shù)掌握并判斷設(shè)備運行的正確規(guī)律[7]。如果在通信電源正常運行的過程中出現(xiàn)了異常，那么智能化報警就可以很好地挽救損失。通信電源的穩(wěn)定使用，可以在智能化通信領(lǐng)域達成一致，幫助企業(yè)降低供電成本，持續(xù)保證電池組的應(yīng)用，為定位技術(shù)的升級提供技術(shù)研究和實踐資源。UPS電源供電技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，可以在電力系統(tǒng)停止運行的狀態(tài)下自動轉(zhuǎn)換，有效保障通信電源穩(wěn)定運行。同時，它可以實現(xiàn)更好的監(jiān)測，是一種24小時無人值班的值守技術(shù)。監(jiān)測到異常情況時，系統(tǒng)會自動聯(lián)網(wǎng)報警，便于及時搶修故障[8]。

3.3 整流器技術(shù)

穩(wěn)定的供電應(yīng)用。交流電和直流電的轉(zhuǎn)換裝置，是供電裝置和偵測無線電信號的使用基礎(chǔ)。整流器的主要組成部分是真空管、引燃管、固態(tài)矽半導(dǎo)體二極管和汞弧等。直流電和交流電的裝置之間是相互連接和貫通的，人們把它稱為“逆變器”。在備用UPS中，只需要給蓄電池充電，不需要給負載供電，故只有充電機。在雙變換UPS中，此裝置既為逆變器供電，又給蓄電池充電，故稱為整流器/充電機。整流機的主要功能是將交流（AC）轉(zhuǎn)化為直流（DC）。在電流輸出過程中，人們喜歡使用它的兩功能：第一，進行交流電和直流電的轉(zhuǎn)化，省去濾波，降低供給負載，把電流直接供給給逆變器；第二，充電器作用，給蓄電池提供持續(xù)的供電電壓。整流器技術(shù)可以實現(xiàn)高效率的電流轉(zhuǎn)化，在高密度下，即使通信機房設(shè)備不斷升級，功力越來越大，也能夠適用[9]。

4 結(jié) 論

通信電源在整個通信行業(yè)和網(wǎng)絡(luò)中所占據(jù)的比例并不大，但是通信電源的重要性不言而喻，是整個通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵基礎(chǔ)性設(shè)施。通信電源的穩(wěn)定，可確保電信技術(shù)的快速發(fā)展。目前，電信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，而這種復(fù)雜的多元化對信息技術(shù)的控制和發(fā)展提出了更高要求。人們希望通信電源能夠節(jié)能、節(jié)電、節(jié)約材料、體積小、重量輕、環(huán)保高效、可靠安全、壽命長，實現(xiàn)智能化和數(shù)字化的高效率控制，使電源技術(shù)不斷朝著高效率、節(jié)能化、環(huán)保化發(fā)展。