通信電源技術發展趨勢及標準研究

穆 強

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

隨著通信行業的可持續發展和進步，通信電源技術的優化升級也受到了更多的關注。通信電源技術要整合技術內容和應用要求，按照標準開展具體技術工作，從而維持通信電源應用控制的實效性，滿足通信網的技術需求。

1 通信電源技術發展背景

近年來，對于電力電子技術的研究不斷深入，電源技術作為電力電子技術的分支項目，被廣泛應用在能源領域、通信領域、航空領域以及工業領域等，是融合了現代電子和自動化控制等基礎學科的多元復合型技術體系。其應用在通信網中，就形成了通信電源技術模塊。雖然通信行業中通信電源的占比有限，但確是整個通信網絡基礎設施的關鍵，是通信網絡模式中不能替代的專業應用結構。在電信技術全面發展進步的時代背景下，電信網絡應用結構模型也越來越復雜，信息技術對通信電源技術提出了更高的要求，不僅要滿足可靠、安全的標準，還要順應國家對于電源行業節能環保的新標準，積極整合全數字化控制模式，踐行綠色電源方向的管控原則，配合相關技術制造合格的電源產品，打造高質量通信網技術應用平臺[1]。

2 通信電源技術發展趨勢

在通信電源技術發展的進程中，要積極整合技術要點，維持技術多元發展的平衡，從而為電源技術應用控制效果的優化予以保障。

2.1 節能方向

2.1.1 高頻變化處理

通信電源技術發展體系中，高頻變化是主流方向之一。對于電源技術體系應用的控制環節而言，電能變換較為關鍵，配合電能變換技術可以將市電或者電池等一次電源直接轉變為適用于實際應用環境的二次電源，從而維持電源供給工作的規范效果[2]。尤其是開關電源的研究，已經逐漸從原有10 Hz直接發展為穩定度高、容量大、體積小且開關頻率合理的發展階段，這也為高頻變化處理和研究提供了較為合理的硬件設施。高頻變化指諧振變化、移相諧振、零過渡脈沖寬度調制（Pulse Width Modulation，PWM）等基礎模塊的融合，能有效減少傳統硬開關模式中電源設備開通過程造成的嚴重電壓升降和電流升降，最大程度上規避波形交疊過程中出現的損耗以及噪聲，為零電壓、零電流開關處理提供了保障，也能有效提升電源系統統籌管控處理的穩定性和運行效率。

在通信電源技術應用控制模式中，高頻變化體系中融合有源功率因數校正技術，也能提升交流/直流（Alternating Current/Direct Current，AC/DC） 開 關電源功率因數的實效性，降低電網諧波污染率的同時，為開關電源整體效率的控制提供支持[3]。

2.1.2 功能集成技術

在電源技術不斷發展的基礎上，對電源結構的簡化處理工作也受到了更多的關注，其中功率集成技術能最大程度上完成電源結構的集成化管理，推進電源結構模塊化應用進程，并且建構完整的技術支持應用平臺，確保整體電源結構應用處理效果能滿足預期。例如，硅晶片在應用功能集成技術后能減少元數目，將數目縮減到2/3以上，整體電源內部結構更加緊密，且應用效能更精準。最關鍵的是，在功能集成技術應用體系中，配合對應的設計模式和設計處理過程，能減少雜散電感以及分布電容的制約作用，維持連線電阻的規范性和可控性，也為減少損耗提供保障。

2.2 網絡化方向

在互聯網技術不斷發展的時代背景下，信息處理技術也在優化升級，通信系統從傳統的單機或者是小局域網系統逐漸向著大局域網模式轉型，此時為了更好地維持通信質量，要對通信互聯網終端予以保護，打造更加可控的運行體系，確保電源設備的數據處理能力和網絡通信能力都能滿足應用預期。較為常見的方式就是借助RS232接口進行網絡化通信管理，確保實際應用控制的規范性，并滿足電源設備的功能需求[4]。

一是，打造智能型人機交互界面，配合相應的數據傳輸模式和交互處理工作，就能提升信息管控的規范性，并且技術人員借助網絡運行結構就能及時完成電源設備運行狀態的監控處理，了解電源運行情況以及各項技術參數，及時實現故障定位，避免運行不當造成的經濟損失。

二是，利用保護功能、告警功能、數據信息存儲功能以及處理功能等模塊維持整體管理水平，主要是發揮各個模塊的應用運行優勢，實現動態化數據匯總處理，確保相關人員可以甄選技術參數，配合功能處理環節，維持電源應用的安全性和可控性。

三是，設置遠程開關機的功能模塊，在移動通信技術不斷發展的時代背景下，將通信技術、遠程控制技術融合在電源管理結構中，就能打造實時性信息監督管理的運行模式，保證網絡技術人員能及時了解電源的運行，并配合相應的模塊支持模式完成定時電源開關以及備用電源啟動等操作[5]。

2.3 數字化方向

基于數字化技術的發展和進步，通信設施踐行全數字化控制原則也成為了關鍵，正是基于通信設施環境較為復雜的特點，數字化技術的應用能有效突破傳統模擬技術的弊端，打造更加完整的應用控制模式。例如，建立如圖1所示的AC/DC整流穩壓處理機制，完成正弦脈寬調制（Sinusoidal Pulse Width Modulation，SPWM）管理、同步鎖相管理等，保證相應模塊分析處理效能的最優化。

圖1 AC/DC整流穩壓處理機制

在微處理器和監控軟件引入的基礎上，借助全數字化控制電源技術的自我監控能力，就能完成實時性監控處理，匯總匹配的參數和狀態，并兼具預警和故障診斷功能，實現通信動力設備無人值守、遠程監控的管理目標，保證系統設備的可靠性，也為用戶適應性的提升奠定基礎。同時，在數字化技術處理體系中，要結合數字化應用模塊，維持較為合理的通信電源應用控制體系[6]。

2.4 諧波處理方向

在早期的通信電源開發工作中，人們將更多的關注點落在電源輸出特性方面，對電源輸入特性的關注較少。例如，傳統線式電源輸入AC/DC部分會借助橋式整流濾波電路處理方式完成工作，輸入電流呈現出脈沖狀，導通角為，對應的波峰因數要高于純電阻負載參數，約為1.4倍。此時，諧波電流大的電源就會污染電網，甚至會出現嚴重的電網波形失真現象，制約實際運行的負荷水平。

基于此，在環保意識和安全意識逐漸增強的時代背景下，電力電子技術也將向著更加多元的控制方面發展，無論是功率器件還是技術內容，低諧波輸入技術都成為關鍵，利用有源諧波處理模式能更好地改善諧波造成的影響，維持電網負載特性的同時，避免其他網絡設備對電源產生諧波干擾，維持電源效應最優化。具體而言，在通信電源技術發展進程中，積極拓展低諧波輸入模式，將為綠色電源的發展提供堅實的保障[7]。

2.5 環保化方向

通信電源技術將向著環保化和小型化方向發展，借助對應的技術處理模式，打造更加科學可控的技術處理體系。例如，蓄電池是通信領域中較為關鍵的后備電源，也是維持通信設備運行的關鍵，在微電子領域關鍵技術全面發展的基礎上，電池和電池組向著小型化、環保化方向轉型，就能更好地為推進智能技術標準提供保障。

3 通信電源技術標準

在通信電源系統管理控制工作中，為了維持電源系統設備的穩定性和可靠性，就要對電源產品的技術和質量管理模式予以關注，確保在通信電源標準體系的基礎上開展相應工作，使通信需求得以滿足，并更好地實現我國通信電源系統設備技術標準體系的運行目標[8]。

3.1 研究方向

近期對電源標準的研究主要集中在以下幾個方面：電源系統、系統可靠性、系統安全性評估等方面，建立相關匹配的參數分析體系，從而有效維持標準水平；蓄電池、不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）、開關電源等，在保證供電系統安全的基礎上完成工作內容；降低通信電源能源損耗的技術要求；下一代通信網絡對通信電源的要求；燃料電池在通信領域中的應用。

在通信電源技術標準的研究工作中，將實現技術更新化研究，以動態的思維思考技術發展方向，為通信電源技術的應用管理效能優化升級提供保障[9]。

3.2 對2007年電源標準重點研究和修訂

首先，通信設備用直流遠供電源系統、數據通信用電源系統、接入網設備和遠端模塊電源系統綜合應用等，建立基于標準分析基礎上的評估模式，從而更好地維持標準的通用性和規范性。其次，對基站節能系統技術規范進行研究，主要包括智能通風部分和智能換熱器部分。要建立圍繞多元分析開展的規范管理模式，深度研討對應的標準細則，保證研究管理的可行性和可靠性。再次，對離網型通信用風光互補供電系統予以研究，并開展相應設施應用運行標準的修訂和評估，從而保證對應工作順利開展，從而提升標準的通用運行效能。四是，對通信用開關組合電源等進行標準修訂[10]。

4 結 論

總而言之，通信電源技術的研究具有重要的研究價值，電源技術要圍繞提升效率、優化性能以及小型輕量化發展逐步展開，共建更加科學可控的技術運行體系，從而優化其應用安全性和可靠性，并減少電力公害和電磁干擾等問題。按照標準內容開展技術推廣，共同促進通信電源技術可持續健康發展。