通信電源設(shè)計中的創(chuàng)新思維應(yīng)用實踐探討

滕遠(yuǎn)林

中通服節(jié)能技術(shù)服務(wù)有限公司

0 引言

通信電源是通信系統(tǒng)中的重要組成部分，通信電源設(shè)計為通信系統(tǒng)正常運營提供了保障。但是科技日新月異，技術(shù)不斷優(yōu)化革新，當(dāng)前的通信電源設(shè)計已經(jīng)不能很好地滿足現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的實際需求。通信電源設(shè)計必須要進(jìn)行創(chuàng)新改革，與時俱進(jìn)，緊跟網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)展的速度，同步創(chuàng)新迭代，實時研發(fā)設(shè)計，攜手共同發(fā)展。確保通信電源生產(chǎn)企業(yè)的生命力長遠(yuǎn)，提升經(jīng)濟效益與社會效益，促進(jìn)企業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

1 通信電源的作用

隨著全球信息化時代的到來，現(xiàn)代通信行業(yè)越來越重要。在通信系統(tǒng)中，通信電源發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。通信系統(tǒng)能夠維持正常運行，為人們提供服務(wù)，依靠的就是通信電源提供的電力能源。通信電源提供的電能的穩(wěn)定性關(guān)系到通信系統(tǒng)能否正常運行，關(guān)系到安全性和可靠性。如果通信電源設(shè)計存在缺陷，不能與實際需要匹配，或者存在質(zhì)量方面的隱患，一旦發(fā)生故障，就會導(dǎo)致電力能源輸送和供應(yīng)停止，通信設(shè)備無法運行，通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓。在通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，任何一個環(huán)節(jié)的故障，都會造成重大的經(jīng)濟損失，并且在系統(tǒng)故障排除和維修護(hù)理方面都需要付出大量的人力物力成本。因此，通信電源生產(chǎn)企業(yè)要強化源頭質(zhì)量管理，積極探索設(shè)計方案的優(yōu)化措施，針對通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實際需要，調(diào)整設(shè)計思路，創(chuàng)新設(shè)計思維，使通信電源的設(shè)計能夠適應(yīng)實際需求，與時俱進(jìn)，更好地為社會提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。同時，也為企業(yè)更快更好地發(fā)展，提高企業(yè)核心競爭力奠定基礎(chǔ)，使企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

2 通信電源技術(shù)的發(fā)展

2.1 高效率節(jié)能技術(shù)

在通信電源技術(shù)中，將電池或一次電源通過電能轉(zhuǎn)換技術(shù)將其變成二次電源，利用二次電源可以供應(yīng)各種設(shè)備對電力能源的需求，這是通信電源技術(shù)的核心內(nèi)容。在一次電源轉(zhuǎn)換為二次電源的過程中，開關(guān)電源通過高頻的變化為能量轉(zhuǎn)換奠定了硬件基礎(chǔ)，也是通信電源技術(shù)不斷優(yōu)化升級和創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)條件之一。在現(xiàn)代通用的高頻變化技術(shù)中，發(fā)展比較成熟的還有軟開關(guān)技術(shù)、準(zhǔn)諧振技術(shù)等，這些技術(shù)在未來的通信電源發(fā)展中，也會得到相應(yīng)的運用。

2.2 全數(shù)字化控制

通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涉及到的行業(yè)范圍越來越廣泛，當(dāng)前在通信網(wǎng)絡(luò)運行和應(yīng)用中，對模擬控制的系統(tǒng)、設(shè)備維護(hù)的要求越來越高。隨著數(shù)字化控制設(shè)備的不斷發(fā)展和實踐應(yīng)用，現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化控制系統(tǒng)的應(yīng)用逐步普及，對通信電源的控制開始大范圍的升級優(yōu)化，由過去的模擬控制邁向全新數(shù)字化控制模式。全數(shù)字化控制與模擬信號相比較可以產(chǎn)生更小的量，精確度更高，芯片價格更低廉；在進(jìn)行電流以及故障檢測時，能夠更加準(zhǔn)確地得出數(shù)字，方便校正，有效提高設(shè)備的可靠性和安全性，同時，操作簡便，客戶容易學(xué)習(xí)，并能夠很快適應(yīng)通信電源設(shè)備。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化管理

隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算的發(fā)展以及現(xiàn)代信息處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，通信系統(tǒng)發(fā)展成為大局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。通信電源技術(shù)需要能夠適應(yīng)當(dāng)前乃至未來網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，能夠滿足數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)通信的各項技術(shù)指標(biāo)要求；通信電源技術(shù)要具備保護(hù)數(shù)據(jù)安全的功能，要具備信息的處理、存儲、打印的功能；通信電源技術(shù)要實現(xiàn)“智能型的人機友好界面”，方便技術(shù)人員對電源設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)視和控制；通信電源技術(shù)還要具備遠(yuǎn)程控制功能和安全保護(hù)功能，技術(shù)人員可以通過遠(yuǎn)程解碼與之交流控制電源，同時又能防止程序被惡意改動。

2.4 低電流諧波處理技術(shù)

隨著人類環(huán)保意識的提高，安全意識也得到重視。在通信電源技術(shù)發(fā)展的初期，對電源輸入端的關(guān)注偏少，忽視了電網(wǎng)污染問題。低諧波輸入技術(shù)的發(fā)展改善了電源輸入端對電網(wǎng)的污染，降低了諧波干擾，有效提高了源效應(yīng)。作為新興綠色能源，低諧波輸入技術(shù)前景廣闊，必將得到市場的廣泛認(rèn)可和實踐應(yīng)用。環(huán)保、智能、安全是當(dāng)今發(fā)展必須關(guān)注的大事，微電子技術(shù)的發(fā)展使得通信電源技術(shù)向著環(huán)?；⒅悄芑姆较虬l(fā)展，電池與電池組必將逐漸更新?lián)Q代，以適應(yīng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展要求。

3 通信電源設(shè)計中的創(chuàng)新思維應(yīng)用與實踐分析

通信電源是通信系統(tǒng)中的重要部分，它能夠確保整個通信系統(tǒng)的安全。隨著科技的不斷創(chuàng)新，通信電源也一直在創(chuàng)新。通信基站電源主要由交接供電、直流供電、接地以及監(jiān)控系統(tǒng)組成（見圖1）。我們要通過創(chuàng)新不斷推出滿足人們生活需求的產(chǎn)品。下面是相關(guān)技術(shù)單位對通信系統(tǒng)中的部分設(shè)備進(jìn)行的應(yīng)用以及實踐分析。

3.1 直流遠(yuǎn)供技術(shù)

直流遠(yuǎn)供技術(shù)指的是通過特殊的高壓支流電纜的運輸方式給連接網(wǎng)絡(luò)的另外一端設(shè)備進(jìn)行供電，而實現(xiàn)該項技術(shù)的前提是現(xiàn)網(wǎng)點或者站點必須配置基礎(chǔ)電源（見圖2）。隨著通信電源設(shè)計中創(chuàng)新思維的不斷涌現(xiàn)，對于大部分傳統(tǒng)通信設(shè)備供電方式而言，直流遠(yuǎn)供方式已經(jīng)是大勢所趨。從節(jié)能角度看，直流遠(yuǎn)供能控制遠(yuǎn)端備用電源功率的損耗、電源供電期間出現(xiàn)的電力損耗，實現(xiàn)節(jié)能降費；從系統(tǒng)設(shè)備方面看，直流遠(yuǎn)供能最大限度地簡化設(shè)備，實現(xiàn)優(yōu)化組合，省去了蓄電池組、開關(guān)電源等附屬附件，優(yōu)化基站塔，提升系統(tǒng)效率，保證安全平穩(wěn)持續(xù)運行。在條件允許的場地環(huán)境可以采取雙回路供電方式進(jìn)行設(shè)計。采用直流遠(yuǎn)供技術(shù)，通信電纜截面積小，輸電損耗少，能減少整體的成本投入，降低實際電力消耗。

圖1 通信基站電源系統(tǒng)的組成

圖2 直流遠(yuǎn)供技術(shù)示意圖

在實際應(yīng)用中，低功耗設(shè)備的供電應(yīng)當(dāng)優(yōu)選直流遠(yuǎn)供技術(shù)，供電效果好，而且便于維護(hù)，普遍適用于室外的設(shè)備，視頻監(jiān)控點、WLAN 以及室外型的基站等都可采用直流遠(yuǎn)供技術(shù)。直流遠(yuǎn)供技術(shù)也能滿足高速公路監(jiān)控監(jiān)測、地鐵沿線覆蓋基站系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備及其設(shè)施附件等的供電需要，特別是對無法獲取電源的場地、場所的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行電源供應(yīng)。直流遠(yuǎn)供技術(shù)不僅供電效果好，而且整體投資成本和費用低。在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，直流遠(yuǎn)供技術(shù)完成電源管理與供應(yīng)的實踐應(yīng)用強，使用范圍廣，環(huán)境適應(yīng)性好，在遠(yuǎn)端設(shè)備、低功耗設(shè)備、室外設(shè)備的電源供應(yīng)方面效果良好，能夠保證設(shè)備正常運行，促進(jìn)整個系統(tǒng)管理質(zhì)量與效率得到提升，降低投入費用。

直流遠(yuǎn)供技術(shù)不需要修建專用供電線路，日常管理只需對遠(yuǎn)供電纜實施維護(hù)，遠(yuǎn)供線纜適應(yīng)性強，安全性高，維護(hù)方便。相較于傳統(tǒng)的供電線路維護(hù)管理，直流遠(yuǎn)供以及遠(yuǎn)端開關(guān)電源相關(guān)設(shè)備配件的日常維護(hù)管理工作量大幅度降低。在實踐中，通信的管線敷設(shè)與使用和遠(yuǎn)供電纜可以同時進(jìn)行，外界環(huán)境一致，故障概率小，維修成本低廉。

3.2 低壓供電系統(tǒng)中備用聯(lián)絡(luò)柜的科學(xué)安裝與調(diào)整

低壓供電系統(tǒng)中不僅設(shè)有主變壓器，而且還要配備備用變壓器，以保證系統(tǒng)供電的安全、平穩(wěn)和可持續(xù)性。整個系統(tǒng)設(shè)備的日常工作，由主變壓器完成全部的供電工作，備用變壓器作為保障性存在，一旦主變壓器發(fā)生故障無法完成電力供應(yīng)，立即啟動備用變壓器接替主變壓器完成供電任務(wù)，維持整個系統(tǒng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。萬一主變壓器與備用變壓器全部發(fā)生故障，不能工作，就要啟動油機，依靠油機轉(zhuǎn)換柜與油機饋電柜對整個系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行供電，這種設(shè)備的組合是保障整個系統(tǒng)設(shè)備的電力能源供應(yīng)持續(xù)正常穩(wěn)定的基礎(chǔ)配置。假設(shè)油機轉(zhuǎn)換柜和油機饋電柜和主變壓器、備用變壓器同時發(fā)生故障，整個系統(tǒng)設(shè)備的電源供應(yīng)中斷，系統(tǒng)癱瘓、崩潰?；谝陨显?，低壓供電系統(tǒng)中的備用聯(lián)絡(luò)柜安裝與調(diào)整要科學(xué)合理，適應(yīng)需要，滿足供電要求。油機饋電柜應(yīng)當(dāng)安裝在油機轉(zhuǎn)換柜與饋電柜二者之間的區(qū)域，這樣布設(shè)以后，當(dāng)油機饋電柜發(fā)生故障無法正常工作時，油機能夠依靠相關(guān)聯(lián)的聯(lián)絡(luò)柜、饋電柜以及油機轉(zhuǎn)換柜進(jìn)行二次組合、形成新的供電體系，完成對系統(tǒng)設(shè)備的電源供應(yīng)工作。通過這樣的創(chuàng)新設(shè)計，傳統(tǒng)的三條供電線路經(jīng)過科學(xué)組合、合理安裝、有機調(diào)整，能優(yōu)化成為四條供電線路，在不增加設(shè)備成本的情況下，提高了電源供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性，確保通信系統(tǒng)的持續(xù)平穩(wěn)，不間斷運行。

3.3 兩個直流屏上分別安裝兩組蓄電池

在早期的直流系統(tǒng)中，兩組蓄電池的開關(guān)電源是結(jié)合在一起的，在進(jìn)行管理時會出現(xiàn)混淆的問題。在蓄電池充電過程中，如果電流的電荷超過了蓄電池所能承載的極限，母線的電流也會增大，電流增大，那么蓄電池所受到的損壞也會增大，進(jìn)而影響母線的使用壽命。兩個直流屏上分別安裝兩組蓄電池，是現(xiàn)代創(chuàng)新科學(xué)的具體應(yīng)用，兩組蓄電池的直流配電屏通過中間的電源架交叉進(jìn)行布設(shè)，使得電流在不同的母線中流動都能處于均勻分布狀態(tài)，保持穩(wěn)定安全的電力供應(yīng)，有效地規(guī)避母線溫度升高現(xiàn)象。通過這樣的創(chuàng)新思路進(jìn)行設(shè)計安裝，能夠有效延長母材的使用壽命，降低投入和維護(hù)成本，保障供應(yīng)的持續(xù)平穩(wěn)安全，同時，電源線的布設(shè)更加便利、簡單。

3.4 以并聯(lián)開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)開關(guān)

在早期的供電系統(tǒng)中，USP 供電系統(tǒng)被廣泛使用，每一個USP 供電系統(tǒng)都是相對獨立的，如果某一部分供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么相對應(yīng)的蓄電池也會停止工作。所以，加強系統(tǒng)開關(guān)布設(shè)的創(chuàng)新設(shè)計，應(yīng)采用更為先進(jìn)的并聯(lián)開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)老式開關(guān)。隨著科技的發(fā)展，并聯(lián)開關(guān)得到廣泛應(yīng)用和普及。并聯(lián)開關(guān)的應(yīng)用為整個通信系統(tǒng)提供了極大的方便。當(dāng)設(shè)備進(jìn)行維修或者處理各種故障時，將蓄電池的并聯(lián)開關(guān)關(guān)閉，設(shè)備可以安全進(jìn)行維修，同時，蓄電池還能與系統(tǒng)連接，進(jìn)行持續(xù)平穩(wěn)供電。采用并聯(lián)開關(guān)，提高了蓄電池的利用效率，方便了維修和系統(tǒng)維護(hù)，設(shè)計科學(xué)合理，經(jīng)濟實用（見圖3）。

圖3 創(chuàng)新后的供電系統(tǒng)

3.5 蓄電池的創(chuàng)新設(shè)計

蓄電池是通信電源中的重要組成部分，是整個系統(tǒng)的“心臟”，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的直流系統(tǒng)會對應(yīng)兩組蓄電池，蓄電池的正極和負(fù)極是通過獨立的電纜與直流配電屏進(jìn)行連接。隨著現(xiàn)代通信電源的發(fā)展，傳統(tǒng)直流系統(tǒng)中存在的不足也需要加強創(chuàng)新與改進(jìn)。要按照安全、節(jié)能、環(huán)保的思路進(jìn)行研發(fā)，在傳統(tǒng)蓄電池的基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，不斷優(yōu)化升級，使蓄電池的工作性能更加突出，并且在節(jié)能降耗、安全環(huán)保方面有更好的表現(xiàn)，適合當(dāng)前和未來發(fā)展的實際需求（見圖4）。

圖4 通信電源市場規(guī)模

4 結(jié)束語

創(chuàng)新是發(fā)展的動力源，通信電源設(shè)計也需要與時俱進(jìn)，應(yīng)用創(chuàng)新思維改造升級，提高通信電源工作的效率，降低電能損耗，更加安全、節(jié)能、環(huán)保，為通信系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全、持續(xù)運行奠定基礎(chǔ)。通信電源技術(shù)行業(yè)企業(yè)要充分發(fā)揮創(chuàng)新思維在通信電源設(shè)計中的積極作用，推動通信電源技術(shù)更快更好發(fā)展。