高效智能的通信電源技術發展趨勢研究

曾黎明

（南京貝龍通信科技有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

對通信網絡而言，通信電源是核心設施，無法被替代。在信息技術持續發展的背景下，電信網絡內部構造比過去更加復雜，其對通信電源所提出的要求與以往不同，通信電源日后的發展方向以智能高效為主，對現有技術進行升級很有必要。

1 通信電源概述

通信電源通常是指為通信設備提供運行所需電能的電力裝置，對通信網絡的持續、穩定運行具有重要作用，通信電源的性能、效率以及質量均會對通信網絡運行情況產生不同程度的影響[1]。作為對直流供電、交流供電以及保護系統進行融合所得的系統設備，通信電源具有點多面廣的特點，任一電源出現運行故障，均會使通信系統的可靠性與穩定性受到影響。因此，圍繞通信電源未來發展趨勢展開討論勢在必行。

2 通信電源的應用情況

作為可給通信系統運行質量、安全性及可靠性帶來直接影響的設備，近年來通信電源逐漸引起了人們的關注。隨著相關技術的升級，由通信電源所提供電能的質量也較之前有所提升。在科技持續發展的背景下，逐漸有大量頻率、功率較大的設備被應用于通信行業，現有信息系統也引入了自動控制與功率轉換等全新技術。這一改變所產生的積極影響主要體現在兩個方面，一是加快了有關人員對自身理論和技術進行創新的速度，二是使通信電源在兼容性、穩定性以及可靠性等方面具有更加突出的表現。

3 通信電源性能優化策略

對通信工程而言，要想使通信電源所具有的作用得到充分發揮，前提是對其整體性能進行優化。

3.1 模塊優化

現階段，對通信系統進行構建多采用分立式元件，該方法既能夠降低系統維護與功能擴充的難度，又可以對各項工作的成本加以控制。要想提升通信電源的整體性能，關鍵要做到對整流模塊進行優化，例如通過設計風道、調整距離或主電路拓撲，使模塊能耗得到顯著降低[2]。除此之外，如果條件允許，相關人員還可以利用低損耗器件對原有器件進行替代，以此來達到控制損耗的目的。

3.2 合理應用高頻變化

對高頻變化加以合理應用，可顯著減小通信電源正常運行所耗費的資源。通過控制裝置規格尺寸的方式，確保電源所具有的供電能力達到理想水平。相關研究表明，電器重量、體積均與供電頻率成反比，如果將頻率由50 Hz調整為20 kHz，那么設備重量、體積通常能夠降低10%左右。基于此，要想顯著提升通信電源效率，對其進行高頻變化處理十分必要。

在實際應用環節，相關人員既要使用諧振變換、零過渡PWM等電路拓撲傳統理論，還要融合高速編程、同步整流等全新理論。通過對上述理論進行合理應用，有效解決電源設備在傳統運行模式下所存在的噪聲、能源大量損耗問題，以此來賦予系統整體更加突出的穩定性。目前，國內針對軟開關、準諧振相關技術所展開的研究已取得一定成果，零開關PWM、移相諧振等技術均得到了廣泛應用。上述技術有效彌補了硬開關所存在的不足，即在開通電源設備的前提下，對開關器件狀態進行切換，極易因波形交疊而產生損耗。此外，還可通過校正有源功率因數的方式大幅提高開關電源功率，最大程度弱化處于運行狀態的通信系統所產生的諧波給系統自身穩定性、可靠性造成的負面影響。

3.3 提升可靠性

以電力系統為例，一旦系統設備出現運行故障，不僅會使系統運行受到影響，而且還會增加系統癱瘓的可能性。基于此，通信企業應對現有通信設備進行細致且全面的檢查，確保設備滿足長期穩定運行的條件。若檢查期間發現脈沖形式或其他方面存在問題，需盡快加以解決，以免系統可靠性受到不良影響[3]。

4 通信電源未來的發展趨勢

4.1 低電流諧波

對低電流諧波技術加以應用，可使電源負載特性得到顯著改善，既能對其他設備所造成的諧波干擾進行有效控制，還能使電源所具有的節能效應得到大幅提升。對通信電源進行開發的初期，有關人員普遍將其輸出特性視為研究重點，而忽略了輸入特性對電源運行造成的影響。以在線式電源為例，該電源的輸入電路通常為橋式濾波電路，輸入電流多呈脈沖狀，波峰因數較純電阻負載略大。隨著諧波電流的增加，電網所受污染將變得更為嚴重，甚至會出現波形失真的情況，導致負荷能力大幅降低[4]。三相四線制電網所存在的不足主要是容易因中線電流超出承受范圍而出現安全問題。由此可見，在信息技術飛速發展的背景下，利用低電流諧波優化通信電源是大勢所趨。

4.2 智能化

對通信工程而言，蓄電池往往以后備電池的“身份”存在，對設備能否長期、穩定運行具有重要意義。要想使通信設備擁有優質電源，確保通信系統始終處于高效運行狀態，關鍵是要提升蓄電池綜合性能和整體質量。目前面向通信系統所建設的數字硬件平臺已趨于完善，電池組及單個電池朝著智能化、環保化以及精密化的方向發展。

現階段，國內通信電源系統監控模式多為集中分散式，同時借助信息技術向監控模塊傳遞監控信息。由監控模塊負責管控電池，以在線管理為前提，通過轉換均浮充和在停電工況下進行限流控制、測試電池放電等方式，實現全自動管控的目標[5]。此外，監控模塊還新增了調控無極限流及整流電壓的功能。基于監控模塊所開展監控工作，一方面能夠使整流模塊狀態得到全面且精確的檢測，另一方面可通過對異常運行工況進行分析并發布告警的方式將運行故障所造成的影響降至最低。借助監控模塊完成數據傳遞、查詢等操作，為日后維護工作的高效開展提供支持。

4.3 高效節能

在通信電源智能化、高效化發展期間，為實現科學發展和技術創新目標，重點要對高頻變化相關技術進行創新[6]。

4.3.1 蓄電池

作為通信網絡不可缺少的部分，蓄電池始終是人們研究的重點。以往通信網絡所使用的蓄電池多為閥控鉛酸電池（圖1），在防爆、防酸方面具有突出表現。在供電系統持續發展的背景下，該類蓄電池所發揮的作用逐漸變得十分有限。其不具備對外界環境干擾進行有效抵抗的能力，同時無法快速適應運行環境的變化，加之該類蓄電池采取封閉式設計，維修難度極大。隨著運行時間的延長，出現安全隱患或事故的概率將大幅提高[7]。目前，鋰電池逐漸取代了閥控鹽酸電池，該類蓄電池主要被用于智能手機和筆記本電腦。隨著相關技術的發展，電池結構也較之前更加完善，不僅應用范圍有所擴大，在節能效益和整體性能方面也得到了提升。

圖1 閥控鉛酸蓄電池

4.3.2 開關電源

對通信電源而言，應用頻率較高的是開關電源，如圖2所示。對開關技術進行升級，可使高頻變化具有更加理想的硬件基礎，確保通信電源發展速度得到顯著提升。研究表明，基于高效節能目標對通信電源進行升級，關鍵在于功能集成。簡單來說，就是通過集成各項功能的方式，在簡化電源內部結構的前提下對其所具有的集成化、模塊化等特征進行凸顯[8]。以軟開關為例，該技術的優點主要體現在可以降低開關損耗、提升應用效率。以電容、電感及其他儲能元件為依托，在啟閉開關的過程中，視情況對電流與電壓進行轉移，確保開關能夠以零電流或零電壓開關的狀態存在[9]。

圖2 開關電源

4.4 數字控制

隨著通信工程的發展，通信設施所處的運行環境也變得更加復雜，可能對其造成干擾的因素也較之前有所增加。在經濟水平較低的地區，受交通落后的影響，對通信設施進行管理與維護的難度往往極大。要想盡快解決這一問題，關鍵是要對傳統管控模式進行調整，通過引入信息技術的方式實現數字化控制[10]。

對通信系統而言，借助信息技術對蓄電池、整流穩壓以及同步鎖相進行管理通常可取得事半功倍的效果。通過監控軟件對設備信息進行實時且全面的采集，分析采集所得信息，判斷是否存在異常信息。根據異常信息對通信設備潛在的問題進行挖掘，確保各項問題均能夠被及時識別并得到處理，盡快使設備恢復正常狀態。

5 結 論

在通信行業持續發展的背景下，智能且高效的通信電源不僅彌補了原有技術所存在不足，還使系統運行耗能得到有效控制，確保通信系統始終處于可靠且安全的運行狀態。未來，隨著相關人員的深入研究，通信電源所具有智能化及現代化水平將得到更進一步的提高，相關技術也會朝著更加完善的方向發展。