先进通信电源技术的应用

摘 要：通信系统的发展对通信电源提出了越来越高的技术要求,文章结合通信电源的发展情况详细分析了先进通信电源技术的应用,在分析当前通信电源技术发展应用现状的基础上,论述了先进电源技术在通信系统领域内的应用和发展,并分析了通信电源技术的发展趋势,对于进一步提高通信电源技术的应用与发展具有较好的借鉴指导意义.

关 键 词：通信工程；通信电源；电源技术发展；高频开关电源技术

中图分类号：TN865文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）07-0001-0

一、概述

随着我国通信产业的飞速发展,通信产业的竞争也日益激烈.在激烈的竞争下,通信行业技术标准也不断提高,其中通信电源号称是通信系统的“心脏”,对通信系统的稳定可靠工作起决定性作用.通信系统的电源技术也经历了较快的发展,从过去的相控整流器发展到高频开关整流器,从小功率密度供电方式发展到大密度功率供电方式,从机房有人值守发展到无人值守,这些通信电源技术的发展都代表了当今通信电源技术向着更加先进的技术方向发展.

本论文主要结合先进通信电源技术的发展现状,对先进通信电源技术的应用做深入的分析探讨,以期从中能够找到合理有效的先进通信电源技术的应用模式和方式,并以此和广大同行分享.

二、通信电源技术的发展应用概况

随着通信技术的发展和对通信电源要求的不断提高,通信电源技术也得到了不断的发展及应用.一方面,通信电源功率容量不断扩大,从最初的单机容量12.5A、20A扩大到200A、400A；另一方面,过去传统的通信电源所需的直流电压,大多是经过直流-直流(DC/DC)变换器转化过来的直流电压,DC/DC变换器模块一般都直接安装在电源控制主板上,因此对于电源的控制十分方便,而且也能够满足通信电源对于高功率密度的需求.但是随着通信技术,尤其是分布式通信网络格局的发展应用,通信设备逐渐呈现出分布式应用,这对于通信电源也就提出了分布式供电的要求,因此过去传统的直接采用DC/DC变换器模块得到的直流电压不再适用于现如今的通信电源,必须采取分布式供电.由于采取了分布式供电之后,通信电源所需要的电源功率密度相对较小,这样就很方便的能够实现单模块电源的高频化.直流电源频率的提高不仅有利于满足通信设备对电源功率密度的需求,而且还能够满足小模块电源的体积便携性要求.

目前通信电源技术发展的另一个主要方面就是通信电源模块呈现出了一定的通用性和智能性,这主要表现在以下两个方面：

(一)通信电源的通用性

由于通信电源设备的种类越来越多,通信电源的生产厂家也很多,不同的厂家可能使用不同的协议和接口,这就导致了不同厂家的电源设备相互之间无法兼容,一旦通信设备电源发生故障,只能依赖原厂家的技术支持,这大大增加了通信电源设备的后期维护成本.因此,随着通信电源技术的发展,目前很多通信电源都出现了一系列的标准接口,这些接口大大提高了不同电源厂家之间的协议的兼容性,以及不同通信电源设备之间的兼容性,使得通信电源不再只是专用性,而是具有了一定的通用性.另一方面,通信电源上的较多接口,不仅仅实现了不同厂家的电源设备之间的兼容,更重要的是,对于不同的通信设备而言,能够灵活的借助于通用性接口实现应用不同的电源设备,从而大大提高了通信电源设备的灵活性.

(二)通信电源的智能性

通信电源的发展与应用,不仅仅体现在依赖于一系列接口提高了通信电源设备的兼容性和通用性,更重要的是,随着智能化技术的发展和应用,通信电源设备也出现了一定程度的智能化,比如,电源设备对通信设备的自动适配；电源设备故障的智能诊断；通信电源能够智能的监控自身工作状态,等等,这一系列智能化功能的实现,通过对自身工作电压、工作电流的实时监测,能够实时掌握通信电源设备的工作状态,使得通信电源的工作稳定性、可靠性大大提高,即使电源设备出现故障,也能够依靠自身具备的故障诊断系统给出相应的故障码,从而提高了电源后期维修维护的效率,实现了对通信电源的智能化管理应用.

通信电源技术的广泛应用,一方面有效的提高了通信系统工作的稳定性及可靠性,同时由于通信系统规模的不断扩大,也反过来进一步促进了通信电源技术的飞速发展与应用.

三、先进通信电源技术的发展应用探讨

(一)先进通信电源技术的应用

随着我国电力电子技术的进步发展和应用,我国通信电源技术也得到了长足的发展,一些先进电源技术的普及应用,在很大程度上对于促进我国通信设备及通信事业的发展起到了积极作用.目前得到主要研究与发展应用的先进通信电源技术主要集中在以下几个方面：

1．高频开关电源技术.通信设备需要直流电源,过去传统的方法是利用变压器和整流器实现对通信设备的直流供电,这种供电方式电压不稳,而且电压中夹杂较多的噪声干扰,对于通信设备的长期稳定可靠工作是不利的,因此交流-直流变换、直流-直流变换逐渐得到了广泛研究与应用.近几年,随着开关电源的技术成熟应用,为通信电源实现开关直流电源供电提供了新的模式,而开关电源的开关频率对于通信电源而言是非常重要的一项指标参数,其直接影响着通信电源的功率密度和容量,因此想方设法提高开关电源的频率成为了通信电源研究的主要技术难题.高频开关电源借助于高频、甚至是超高频的开关频率实现对直流电源的“交流”式供电,开关频率越高,电源的功率密度越大,在同等载荷条件下可带负载等级就越高,而且开关频率越高,对于减小通信电源的体积越有利,因此,目前高频开关电源技术在通信电源领域中得到了广泛的研究与应用.

2．无人值守智能技术.无人值守技术是针对通信电源的管理需求,近几年才发展起来的一种先进电源管理技术.要实现无人值守,就必须从两个方面入手研究和应用,下面分别分析：

（1）不间断供电技术.不间断供电就是指能够连续供电,即使在电力系统发生故障的情况下依然能够实现供电,这就需要后备电池组的支持,以及目前广泛应用的UPS电源技术的支持.UPS电源相当于一个可移动的电源箱,能够在通信设备电力系统发生故障的时候自动切换到UPS电源供电,从而保证了通信电源系统的正常工作.

（2）智能监测技术.要实现无人值守,还必须能够实现对通信电源工作状态的实时监测,将电源工作中的相关性能参数,技术指标都监测并实时显示,出现异常情况能够自动报警及进行简单的处理,从而实现通信电源机房的无人值守,大大提高了通信电源管理的效率和智能化.

(二)通信电源技术的发展趋势

随着电力电子技术的发展,以及单片机技术的应用,电源技术得到了更加广泛的应用；由于通信系统、通信设备的不断发展与需求的不断提高,通信电源技术的发展也必将逐渐呈现出高技术要求的发展态势,纵观全球,通信电源技术发展呈现以下几大趋势：

1．高效率,高功率密度,宽的使用环境温度.随着通信机房设备的升级,功率越来越大,机房温度越来越高,因此必然要求通信电源能够在比较高的温度下正常工作,这就要求通信电源具备宽泛的工作温度范围；同时通信设备的功率越来越大,这也要求在保证一定体积的前提下,通信电源的功率、效率应该得到保证,应该具有较高的效率和较高的功率密度,才能够满足通信设备的需求.

2．网络化智能化的监控管理.随着通信电源的要求越来越高,需要对通信电源实时状态监测与管理,依赖于其自身的监测已无法满足对通信电源的管理需求,通信电源的发展呈现出众多的智能化接口管理模式,依赖智能化接口实现对通信电源的网络化智能化的实时监控.通过对电源的监控管理,也就实现了对通信设备的智能化监控管理.

3．全数字化控制.通信电源的发展已经逐渐摆脱了模拟化控制的发展模式,逐渐呈现出数字化、甚至是全数字化的控制模式,依赖数字化的控制模式,能够有效的降低电源的设计制造成本,提高电源工作的稳定性和可靠性,以及便于实现对通信电源的智能化数字化的管理.

4．安全与环保.通信电源发展的永恒指标之一就是安全,不够安全的电源,即使技术再先进也难以得到广泛应用；另一方面,随着电源对环境污染的加剧,近年来逐渐出现了绿色环保电源,主旨是降低电源对环境污染的危害,因此通信电源的发展趋势之一也必然是实现绿色环保式的通信电源.

四、结语

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,这就迫使电源工作者应朝着高效率节能、网络化管理、全数字化控制、低电流谐波处理技术(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.