通信电源技术发展趋势及标准研究方向.pdf

信电源技术发展趋势及标准研究方向 电源技术属于电力电子技术的范畴，是集电力变换、现代电子、自动控制等多学 科于一体的边缘交叉技术,现今已广泛应用到工业、能源、交通、信息、航空、 国防、教育、文化等领域。 通信电源在整个通信行业中所占比例虽然不大，但它是整个通信网络的关键 基础设施，是通信网络上一个完整而又不可替代的独立专业。随着电信技术的飞 速发展，电信网络结构日益复杂，信息技术的发展又对电源技术提出了更高的要 求，例如：节能、节电、节材、缩体、减重、环保、可靠、安全等，这就迫使 源工作者应朝着高效率节能、网络化管理、全数字化控制、低 流谐波处理技术 (绿色电源)的方向研发拓展和不断探索，并利用各种相关技术制造出合格电源产 品，以满足现代通信网的技术需求。 一、电源技术发展趋势 1.高效率节能 (1)高频变化仍是电源技术发展的主流 电源技术的精髓是电能变换，即利用电能变化技术将市 或 池等一次电源 变换成适用于各种用 对象的二次电源。其中，开关电源在电源技术中占有重要 地位，从10kHz 发展到高稳定度、大容量、小体 、开关频率达到兆赫兹级，开 关电源的发展为高频变化提供了硬件基础，促进了现代电源技术的繁荣和发展。 所谓高频变化，是指靠谐振变换、移相谐振、零开关PWM、零过渡PWM 等 路拓扑理论和功率因数校正、有源箝位、并联均流、同步整流、高频磁放大器、 高速编程、遥感遥控、微机监控等新的理论和技术来指导的现代电源技术。高频 化带来的最直接好处是降低原材料消耗，使得电源装置小型化，并加快系统的动 态反应，推动电源进入更广阔的应用领域，特别是高新技术领域。 在高频变化的相关技术中，软开关技术、准谐振技术的研究趋于成熟稳定， 具有代表性的是上述提到的谐振变换、移相谐振、零开关PWM、零过渡PWM 等理 论，这些新技术减少了过去硬开关模式下电源设备开通时开关器件在开关过程中 压上升/下降和 流上升/下降波形交叠产生的损耗和噪声，实现了零 压/零 流开关，降低损耗的同时提高了电源系统的稳定性和效率，同时，有源功率因 数校正技术(APFC)的开发 应用，提高了AC-DC 开关电源功率因数，既治理了 网的谐波 “污染”，又提高了开关电源的整体效率。 (2)功率集成技术简化电源结 功率集成技术简化了电源结 ，使其向模块化、集成化方向发展，以高度集 成的硅晶片为例，其内部元件数目就减少了2/3 以上，结 也更加紧密，相比于 分立元件的布局减小了杂散 感、分布 容及连线 阻，降低损耗的同时提高了 效率。 2.网络化管理 随着互联网技术应用日益普及和信息处理技术的不断发展，通信系统从以前 的单机或小局域系统逐渐发展至大局域网系统或广域网系统，这就要求保护通信 互联网终端的电源设备必须具备数据处理和网络通信能力，而要通过RS-232 接 口实现网络化通信就要求电源设备必须具备以下功能： (1)具有智能型人机界面，使网络技术人员可以随时监视电源设备运行状态 和各项技术参数； (2)具有各种保护、告警和数据信息存储、处理、打印等功能； (3)具有远程开关机功能，使网络技术人员可定时开关交流或备用电源。 3.全数字化控制 通信设施所处环境越来越复杂，人烟稀少、交通不便都增大了维护的难度。 此时，数字化技术就表现出了传统模拟技术无法实现的优势，如对AC/DC 整流稳 压、DC/AC 逆变、SPWM、同步锁相、蓄 池的管理等。随着微处理器和监控软件 的引入，采用全数字化控制技术的电源的自我监控能力普遍增强，可以实时监视 设备本身的各种运行参数和状态，并具备了预警功能和故障诊断功能，有效地实 现了通信动力设备无人值守与远程监控，大大提高了设备的可靠性和对用户的适 应性。 4.低 流谐波处理技术 在通信电源开发、生产早期，人们主要集中研究电源的输出特性，较少考虑 到电源的输入特性。例如：传统的在线式电源输入AC/DC 部分通常采用桥式整流 滤波 路，其输入 流呈脉冲状，导通角约为π/3，波峰因数大于纯 阻负载的 1.4 倍。这些谐波 流大的电源给电网带来了严重的污染，使电网波形失真，实 际负荷能力降低，对于三相四线制的电网来说，还很有可能因中性线 流过大而 出现不安全隐患。 随着网络时代人们环保意识和安全意识的增强以及电力电子技术、功率器件 的发展，低谐波输入技术正在逐渐成熟并被推广使用，通信电源中采用有源谐波 处理技术已势在必行。低谐