高效智能的通信電源技術(shù)發(fā)展大趨勢(shì)

王劍明

（中國(guó)電信股份有限公司 紹興分公司，浙江 紹興 312000）

0 引 言

隨著我國(guó)通信技術(shù)的快速發(fā)展，通信電源技術(shù)的智能化、高效化逐漸受到重視。高效智能的通信電源技術(shù)已經(jīng)逐步得到通信行業(yè)的認(rèn)可，為我國(guó)的集約型社會(huì)建設(shè)提供了推動(dòng)力，不僅有利于電力電子技術(shù)框架的構(gòu)建，而且還能促使社會(huì)多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)合作和技術(shù)互助。

1 高效智能的通信電源技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)通信領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展十分迅速，通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)也逐漸增多，其整體結(jié)構(gòu)也變得愈發(fā)復(fù)雜。我國(guó)正在不斷建設(shè)與發(fā)展5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，面對(duì)覆蓋面廣且龐大的通信網(wǎng)絡(luò)，需要大規(guī)模的通信電源為其提供電力輸送。基于此，隨著通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展與建設(shè)，通信電源的市場(chǎng)需求也在急劇上升。若是仍舊通過(guò)增加通信電源數(shù)量的方式來(lái)滿足該需求，則無(wú)法再發(fā)揮較好的效果。因此，為滿足通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展時(shí)代的實(shí)際需求，需將先進(jìn)的功率轉(zhuǎn)換技術(shù)和控制技術(shù)應(yīng)用于通信電源系統(tǒng)建設(shè)，打破傳統(tǒng)通信電源技術(shù)中存在的瓶頸，這樣不僅能夠有效提高通信電源供電過(guò)程中的運(yùn)行效率，而且還能為電源運(yùn)行的穩(wěn)定可靠提供保障[1]。

通信電源變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有兩種類(lèi)型，即全橋電路與半橋電路。不同種類(lèi)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)與缺陷，在具體的應(yīng)用中需要依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。若是通信系統(tǒng)中使用的設(shè)備功率相對(duì)較大，則需要選取全橋變換電路；若是通信系統(tǒng)的整體功率較小，則使用半橋電路即可。此外，功率放大器作為通信電源重要的組成部分，其已經(jīng)發(fā)展到了相對(duì)較高的水平，能夠有效提升通信電源在運(yùn)行過(guò)程中的兼容性，降低設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的損耗，提高設(shè)備運(yùn)行效率[2]。

2 通信電源的發(fā)展要求

2.1 通信電源的可靠性要求

在通信系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通信設(shè)備需要通信電源為其提供充足的運(yùn)行動(dòng)力。若通信電源的可靠性不高，會(huì)導(dǎo)致通信系統(tǒng)故障，通信設(shè)施無(wú)法正常工作。在重要的通信領(lǐng)域中，通信電源即便出現(xiàn)極小的故障，也會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，通信電源應(yīng)具有極強(qiáng)的可靠性[3]。

2.2 通信電源的穩(wěn)定性要求

在通信領(lǐng)域內(nèi)，要求通信設(shè)備在運(yùn)行時(shí)具有較好的穩(wěn)定性。通信電源作為通信系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力來(lái)源也不例外，尤其在一些自動(dòng)化發(fā)展較為成熟的領(lǐng)域，對(duì)通信電源的穩(wěn)定性具有更高的要求。

2.3 通信電源高效率運(yùn)行要求

在通信電源研發(fā)、運(yùn)行及維護(hù)的過(guò)程中需要極大的成本投入，若通信電源的運(yùn)行效率較低，則會(huì)導(dǎo)致大量的資源浪費(fèi)。同時(shí)，通信電源的運(yùn)行也需要消耗大量的能量，若其運(yùn)行效率不高，也會(huì)影響通信系統(tǒng)整體的運(yùn)行效益[4]。

2.4 通信電源的模塊化設(shè)計(jì)要求

實(shí)現(xiàn)通信電源的模塊化設(shè)計(jì)能提高通信系統(tǒng)的維護(hù)工作效率，擴(kuò)充通信系統(tǒng)功能，還能夠降低通信電源系統(tǒng)的維護(hù)、管理成本。在通信電源運(yùn)行的過(guò)程中通過(guò)模塊劃分快速定位故障點(diǎn)，以確保及時(shí)對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行處理。

3 高效智能的通信電源技術(shù)發(fā)展大趨勢(shì)

3.1 高效節(jié)能

在對(duì)通信電源技術(shù)不斷優(yōu)化的過(guò)程中，為滿足科學(xué)發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新的需求，需要將高效節(jié)能作為未來(lái)發(fā)展的主要方向之一。為達(dá)到高效節(jié)能的目的，需要在通信電源技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中加大高頻變換技術(shù)的研究力度。在通信電源技術(shù)的范圍內(nèi)，開(kāi)關(guān)電源為高頻變換技術(shù)的應(yīng)用提供較為優(yōu)良的硬件基礎(chǔ)，以此促進(jìn)通信電源技術(shù)的智能化、現(xiàn)代化發(fā)展[5]。此外，功能集成技術(shù)的運(yùn)用使得通信電源中原有的電源結(jié)構(gòu)變得更加簡(jiǎn)單。例如軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，該技術(shù)不僅能夠有效降低開(kāi)關(guān)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的損耗，而且還能促使開(kāi)關(guān)效率和通信電源變換頻率得到有效提升。軟開(kāi)關(guān)技術(shù)常用于諧振環(huán)路、緩沖電路以及諧振開(kāi)關(guān)等，其借助電容或電感等儲(chǔ)能元件在開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)或開(kāi)通的同時(shí)將電流、電壓諧振或轉(zhuǎn)移至0，以此達(dá)到零電流開(kāi)關(guān)或零電壓開(kāi)關(guān)的目的。現(xiàn)階段，我國(guó)已經(jīng)圍繞軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)出較為成熟的相關(guān)產(chǎn)品并投入到實(shí)踐中，如在通信模塊中應(yīng)用的零電流零電壓全橋移相變換器，其運(yùn)行效率可達(dá)到93%。

3.2 低電流諧波

在通信電源技術(shù)發(fā)展的早期階段，研發(fā)重點(diǎn)大多集中于電源輸出優(yōu)化方面，而對(duì)電源輸入的相應(yīng)研究則較為欠缺。在傳統(tǒng)通信電源技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展過(guò)程中，其存在的局限性導(dǎo)致通信電源在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的電路諧波電流相對(duì)較大，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的電網(wǎng)污染問(wèn)題，而且還會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)波失真，進(jìn)而致使整個(gè)通信電力系統(tǒng)面臨著嚴(yán)重的安全隱患。近年來(lái)傳統(tǒng)通信電源技術(shù)已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)的諧波電流技術(shù)已經(jīng)逐步被現(xiàn)代化的低諧波電流技術(shù)取代，這不僅有效降低了通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中電源對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載，同時(shí)也有效避免了其他電力設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)諧波造成干擾的問(wèn)題，具有較為顯著的先進(jìn)性。

3.3 智能化發(fā)展

蓄電池通常被當(dāng)作后備電源，在通信系統(tǒng)和通信設(shè)備的整個(gè)使用過(guò)程中都占據(jù)著十分重要的地位。若是能夠采用先進(jìn)的技術(shù)使蓄電池?fù)碛辛己玫男阅芎唾|(zhì)量，就能夠?yàn)橥ㄐ畔到y(tǒng)和通信設(shè)備的運(yùn)行提供充足且完善的后備直流電源，確保整個(gè)通信系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、高效運(yùn)行。隨著我國(guó)微電子技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域的突破和發(fā)展，已經(jīng)能夠在通信系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)逐漸搭構(gòu)出更加完整的數(shù)字化硬件平臺(tái)，通信電源的電池組和電池呈現(xiàn)出顯著的智能化、精密化以及環(huán)保化發(fā)展趨勢(shì)，已經(jīng)能夠滿足通信領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展與綠色化發(fā)展的實(shí)際需求。

現(xiàn)階段，我國(guó)采用的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)通常是集中分散式的監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)通信電源內(nèi)部系統(tǒng)控制量和狀態(tài)的有效監(jiān)控，并通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的結(jié)合將監(jiān)控系統(tǒng)收集到的信息傳遞至整體運(yùn)行系統(tǒng)中的監(jiān)控模塊。監(jiān)控模塊的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)通信電源電池的全自動(dòng)化控制與管理，例如對(duì)電源電池的均浮充轉(zhuǎn)換、電池放電測(cè)試、在線管理以及停電后的來(lái)電預(yù)限流控制等。此外，監(jiān)控模塊還能實(shí)現(xiàn)對(duì)通信電源進(jìn)行無(wú)級(jí)限流調(diào)控和整流模塊電壓實(shí)行調(diào)控的工作。在面對(duì)異常狀況時(shí)，能夠向管理人員發(fā)出警報(bào)，以便及時(shí)采取有效的對(duì)應(yīng)保護(hù)措施。

3.4 全數(shù)字化控制

通信工程建設(shè)的復(fù)雜程度不斷加深，通信系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中干擾因素也會(huì)不斷增加。在部分欠發(fā)達(dá)地區(qū)，由于通信設(shè)施周?chē)慕煌ōh(huán)境極其不利，極大地增加了通信電源設(shè)施管理與維護(hù)的難度。為了解決這種維護(hù)管理不便利的問(wèn)題，需促使傳統(tǒng)的通信電源管理與控制模式發(fā)生改變，借助先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)通信電源運(yùn)行全過(guò)程的數(shù)字化控制。

在現(xiàn)階段的通信系統(tǒng)中，DC/AC逆變、蓄電池、AC/DC整流穩(wěn)壓以及SPWM同步鎖相都是其十分重要的組成部分，對(duì)這些部分進(jìn)行管理時(shí)，相關(guān)工作人員可以充分利用數(shù)字化的控制與管理方式[6]。目前，部分通信建設(shè)工程項(xiàng)目已經(jīng)逐步引入了監(jiān)控軟件、微信處理器，這些軟件與設(shè)備能夠有效實(shí)現(xiàn)通信電源自我診斷、自我修復(fù)以及自我監(jiān)控的作用。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，監(jiān)控設(shè)備與監(jiān)控軟件能夠自動(dòng)采集通信電源設(shè)備的全部信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行全面、詳細(xì)的分析，以達(dá)到及時(shí)識(shí)別異常問(wèn)題的目的。

4 結(jié) 論

綜上所述，高效、智能的通信電源技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成為我國(guó)民生發(fā)展的重要課題之一。基于我國(guó)高效、智能通信電源技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展需求，通信企業(yè)需要及時(shí)預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)，以確保通信電源能夠持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。