淺析全球通信電源技術(shù)發(fā)展 呈現出幾大趨勢
隨著(zhù)電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展和用戶(hù)對多種業(yè)務(wù)需求的與日俱增，使原來(lái)獨立設計運營(yíng)的傳統的電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和有線(xiàn)電視網(wǎng)正在走向融合，“三網(wǎng)融合”已成為社會(huì )發(fā)展的一個(gè)重要大趨勢。這些變化的特征使原來(lái)業(yè)務(wù)獨立的運營(yíng)商逐步改變，對網(wǎng)絡(luò )設備提出了新的需求。 信息業(yè)的巨大發(fā)展，給電源市場(chǎng)帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)機會(huì )和挑戰，同時(shí)對電源提出了一些新的需求。例如：多種物理設備放在一起，有電磁兼容的需求和機房面積和承重的要求；網(wǎng)絡(luò )設備種類(lèi)變多使電源的負載變大，負載種類(lèi)變多，對電源效率和種類(lèi)有要求；機房和基站數目增多，對電源的可靠性和易維護性提出更高的要求，以滿(mǎn)足無(wú)人值守需要。電源工作環(huán)境的差異對電源的應用環(huán)境也提出了新的需求，如更強電網(wǎng)適應能力、環(huán)境適應能力等，戶(hù)外電源就是這一需求的典型代表。電源是整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò )的動(dòng)力心臟，新的網(wǎng)絡(luò )需要更可靠的電源。另外，隨著(zhù)運營(yíng)商的全球化的趨勢，電源設備也需要滿(mǎn)足全球不同市場(chǎng)對產(chǎn)品的特殊要求。 全球通信電源技術(shù)發(fā)展呈現以下幾大趨勢： （1）高效率 ，高功率密度，寬的使用環(huán)境溫度 隨著(zhù)運營(yíng)商的設備的不斷增多，用電量加劇，機房面積緊張等客觀(guān)因素的存在，對電源產(chǎn)品提出了高效率 ，高功率密度，寬的使用環(huán)境溫度的要求。 新型高性能器件的不斷研發(fā)、涌現與應用，例如：絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、功率場(chǎng)效應晶體管（MOSFET）、智能IGBT功率模塊（IPM）、MOS柵控晶閘管（MCT）、靜電感應晶體管（SIT）、超過(guò)恢復二極管、無(wú)感電容器、無(wú)感電阻器、新型磁材料和變壓器、EMI濾波器等。這些新型器件的應用可以提高通信電源的開(kāi)關(guān)頻率，減少電源外型尺寸，提高電源的功率密度。 在通信電源中，開(kāi)關(guān)技術(shù)是提高電源效率的一個(gè)重要技術(shù)。軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、準諧振技術(shù)中的具有代表性的是諧振變換、移相諧振、零開(kāi)關(guān)PWM、零過(guò)渡PWM等電路拓撲。隨著(zhù)軟開(kāi)關(guān)拓撲理論研究的深入以及應用的普及，大大減少了硬開(kāi)關(guān)模式下電源中功率器件在開(kāi)通、關(guān)斷過(guò)程中電壓下降/上升和電流上升/下降波形交疊產(chǎn)生的損耗和噪聲，實(shí)現了零電壓/零電流開(kāi)關(guān)，降低損耗，提高電源系統的效率。 為了更好適應環(huán)境，提高產(chǎn)品可靠性，220Vac工作的通信電源一般能夠工作在120-290Vac，環(huán)境適應能力也由傳統的45°C提高到60°C，甚至75°C。 （2）網(wǎng)絡(luò )化智能化的監控管理 隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的日益發(fā)展，巨大網(wǎng)絡(luò )設備需要的大量人力、物力投在設備的管理和維護工作，如：通信設施所處環(huán)境越來(lái)越復雜，人煙稀少、交通不便都增大了維護的難度。這對電源設備的監控管理提出了新的需求。 通信電源系統的集中分散式監控系統需要對系統中狀態(tài)量和控制量進(jìn)行監控，還可對電池進(jìn)行全自動(dòng)管理；可以直接利用Internet上傳輸控制數據，使維護人員通過(guò)Internet進(jìn)行數據查詢(xún)、控制等維護工作。利用友好的人機界面，使維護人員能夠方便地得到需要的信息。如各種保護、告警和數據信息存儲、處理、打印等功能；維護計劃，資產(chǎn)管理等工作。 （3）全數字化控制 數字化技術(shù)的發(fā)展逐步表現出了傳統模擬技術(shù)無(wú)法實(shí)現的優(yōu)勢，如：采用全數字化控制技術(shù)，有效地縮小電源體積降低了成本，大大提高了設備的可靠性和對用戶(hù)的適應性。整個(gè)電源的信號采樣、處理、控制（包括電壓電流環(huán)等）、通信等均采用DSP技術(shù)，可以獲得優(yōu)化的一致的穩定的控制參數�？梢圆捎酶屿`活的控制方式，在各種電壓、溫度下優(yōu)化電源的輸出，如降額保護、PFC數字控制諧波。利用DSP技術(shù)可以實(shí)現更簡(jiǎn)單穩定的通信和均流，可以獲得良好的EMC指標。智能化程度更高，如靈活的LED報警指示組合，無(wú)監控的情況下可以通信。減少器件數目、提高模塊指標、提高功率密度。消除模擬控制技術(shù)的器件離散性和溫漂，保證每個(gè)模塊均達到最優(yōu)指標，提高電源可靠性。模塊智能化程度更高，易于使用維護。 （4）安全、防護、EMC 考慮到設備復雜的運行環(huán)境，電源設備需滿(mǎn)足相關(guān)的安全、防護、防雷標準，才能保證電源的可靠運行。 安全性是電源設備最重要的指標；商用設備需要通過(guò)相關(guān)的安全認證，如UL、CSA、VDE，CCC等。防雷設計是保證通信電源系統可靠運行的必不可少的環(huán)節，對于通信設備而言，雷電過(guò)電壓來(lái)源主要包括感應過(guò)電壓、雷電侵入波和反擊過(guò)電壓。在一般情況下，通信電源必須采取系統防護、概率防護和多級防護的防雷原則。通信電源系統一般需要采用三級防雷體系。 防潮、防鹽霧和防霉菌設計稱(chēng)為三防設計。工程上通常選用耐蝕材料，通過(guò)鍍、涂或化學(xué)處理方法對電子設備的表面覆蓋一層金屬或非金屬保護膜，使之與周?chē)橘|(zhì)隔離，從而達到防護的目的，一般在印制板涂三防漆；在結構上采用密封或半密封形式隔絕外部環(huán)境。良好的EMC指標使不同的電子設備能工作在一起；同時(shí)使使用者的電磁環(huán)境更加潔凈，避免電磁環(huán)境對使用者的傷害。一般滿(mǎn)足的標準有：EN55022，EN 300 386:2001,；CFR 47 Part 15 ；Telcordia GR-1089 [NA requirement]. （5）環(huán)保 環(huán)保的一方面的指標是，通信電源的電流諧波符合要求。降低電源的輸入諧波，不但可以改善電源對電網(wǎng)的負載特性，減小給電網(wǎng)帶來(lái)嚴重的污染，也可減少對其他網(wǎng)絡(luò )設備的諧波干擾。另一個(gè)重要方面是，材料可循環(huán)利用和對環(huán)境無(wú)污染。這方面需要產(chǎn)品滿(mǎn)足WEEE/ROHS指令。 WEEE/ROHS指令包括兩部分的內容，即涉及循環(huán)再利用WEEE和限制使用有害物質(zhì)的ROHS。 實(shí)施WEEE指令案的目的，最主要的就是防治電子電氣廢棄物(WEEE)，此外是實(shí)現這些廢棄物的再利用、再循環(huán)使用和其它形式的回收，以減少廢棄物的處理。同時(shí)也努力改進(jìn)涉及電子電氣設備生命周期的所有操作人員，如生產(chǎn)者、銷(xiāo)售商、消費者，特別是直接涉及報廢電子電器設備處理人員的環(huán)保行為。 實(shí)施ROHS指令案的目標是使各成員國關(guān)于在電子電氣設備中限制使用有害物質(zhì)的法律趨于一致，有助于保護人類(lèi)健康的和報廢電子電氣設備合乎環(huán)境要求的回收和處理。 從2006年7月1日起，投放于市場(chǎng)的新電子和電氣設備不包含鉛，汞，鎘，六價(jià)鉻，聚溴二苯醚（PBDE）或聚溴聯(lián)苯（PBB）。
