李 彪，胡霞霞

（廣東南方電信規(guī)劃咨詢設計院有限公司，廣東 深圳 518038）

1 研究意義

現(xiàn)代社會的通信業(yè)務發(fā)達，通信系統(tǒng)的大范圍覆蓋給人們的生活和工作帶來了極大便利，成為經(jīng)濟發(fā)展和社會運轉(zhuǎn)不可或缺的重要組成部分。在通信系統(tǒng)中，通信電源是基礎性設施，為通信設備供電，對通信系統(tǒng)的運行及相關通信業(yè)務的開展十分重要。因此，有必要對通信電源進行合理設計，確保其工作的可靠性。

隨著科技的發(fā)展進步，目前通信電源的設計雖然與過去相比有了很大提升，但與當前社會對通信系統(tǒng)的實際需求還存在差距，且這種差距隨著通信系統(tǒng)承擔業(yè)務量的增長和規(guī)模的不斷增大而持續(xù)擴大，通信電源的設計需緊跟時代的發(fā)展步伐。如果相關企業(yè)只滿足當前現(xiàn)狀，不創(chuàng)新通信電源設計，那么隨著時間的延續(xù)，通信電源的設計水平會逐漸滯后于通信網(wǎng)絡的整體發(fā)展水平，使得企業(yè)產(chǎn)品在市場上的占有率下降，阻礙企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展?；谝陨峡紤]，探討通信電源設計中的創(chuàng)新意識應用，以提升通信電源設計的合理性及其工作的可靠性。

2 通信電源技術概述

2.1 軟開關技術

對通信電源開關創(chuàng)新設計是其發(fā)展的重點。近年來，開關創(chuàng)新設計經(jīng)歷了幾次重大變革。為有效改善電源的可靠性和安全性，需要降低開關損耗，同時控制功率管的溫度變化，盡可能降低功率管承受的電壓應力和電流應力。傳統(tǒng)的“硬”開關存在比較明顯的損耗問題，隨著功率管溫度的升高，造成電壓應力和電流應力隨之升高，不僅會對設備的正常運行造成不利影響，降低設備的工作效率，而且會影響電源自身運行的安全性。在這種背景形勢下，軟開關技術即零壓零流ZV-ZCS技術被開發(fā)出來，可以使開關管在開關時達到零電壓和零電流，進而顯著降低開關損耗，具體開關過程如圖1所示。

圖1 軟開關的開關過程

2.2 電磁兼容技術

通信電源的工作現(xiàn)場一般存在電磁干擾，影響電源的安全運行。設計通信電源時，必須保證對工作環(huán)境和自然干擾具有相應的抵抗能力，同時需要確保自身運行不能對其他通信設備造成電磁干擾。通信電源創(chuàng)新設計開發(fā)時，要嚴格遵守EMC標準，其電氣原理如圖2所示。

圖2 電磁兼容技術電氣原理圖

2.3 數(shù)字電源化技術

所謂數(shù)字電源化技術主要指對閉環(huán)控制電路進行數(shù)字化，典型數(shù)字化電源管理控制器方框圖如圖3所示，簡化了電路，降低了設計難度，還具有參數(shù)離散小、損耗低以及控制精度高等應用優(yōu)勢。數(shù)字電源化技術的這些優(yōu)點，使其成為通信行業(yè)的熱點技術。

圖3 典型數(shù)字化電源管理控制器方框圖

3 對通信電源進行創(chuàng)新設計的重要性分析

通信電源是現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基礎性設施，其可靠性直接影響整個通信體系所提供服務的穩(wěn)定性。要確保通信電源的工作質(zhì)量和性能，必須從設計源頭對其提高重視。我國的通信系統(tǒng)建設還在不斷深化，因此通信電源的生產(chǎn)廠家面臨廣闊的市場前景，但眾多廠商進入市場將使得通信電源市場競爭變得更加激烈[1]。在這一背景下，如果通信電源的生產(chǎn)廠商不能結(jié)合實際情況進行創(chuàng)新優(yōu)化設計，其產(chǎn)品將無法做到與時俱進，最終會影響企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

因此，在通信電源設計中加強對創(chuàng)新意識的應用，使得產(chǎn)品方案緊跟市場發(fā)展需求腳步，無論是對通信系統(tǒng)建設還是對相關企業(yè)的生存和發(fā)展都至關重要，需引起高度重視。

4 創(chuàng)新意識在通信電源設計中的應用

通信電源是現(xiàn)代通信系統(tǒng)的重要基礎設施，在確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行方面占據(jù)重要地位。長期的實踐工作檢驗可知，通信電源的設計發(fā)展始終堅持著創(chuàng)新和改善。在20世紀50年代，我國最早開始采用充氣式整流管手動調(diào)壓整流器。隨著技術的不斷發(fā)展進步，目前高頻開關整流器已得到普遍應用，推動了整流器技術水平和使用性能的提升改善。在蓄電池領域，我國早前主要采用開口式鉛酸蓄電池。近些年，閥控式密封鉛酸蓄電池逐漸得到普及，促進蓄電池使用性能得到了大幅度提升改善。下面將詳細探討創(chuàng)新意識在通信電源設計中的實際應用。

4.1 直流遠供技術

直流遠供技術依靠高壓直流電纜，將電源產(chǎn)生的電流源源不斷地供給給遠端的網(wǎng)絡通信設備。直流遠供技術的解決方案，如圖4所示。應用該技術時，需確保當前的通信站點和網(wǎng)絡已配備基礎性電源。傳統(tǒng)的通信設備主要采用就近供電的方式，而直流遠供技術的創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在拉長供電距離，滿足通信設備供電逐漸朝著直流遠供方向發(fā)展的趨勢[2]。

圖4 直流遠供技術的解決方案

采用直流遠供技術具有諸多優(yōu)點，不僅可以控制遠端通信設備的電源功率損耗，而且可以大幅降低供電期間的電能損耗。此外，采用直流遠供技術在一定程度上可以實現(xiàn)對通信網(wǎng)絡的簡化。由于省去了蓄電池組、UPS設備以及開關電源的布設，它拓展了通信基站優(yōu)化設計的空間。與傳統(tǒng)的交流供電相比，直流遠供必須采用較高的電壓，對降低線路損耗具有積極效果。通過在局端設置后備電源，直流遠供方式的遠端僅存在受電設備的能耗，使直流遠供的節(jié)能減排效果顯著。不僅如此，采用直流遠供技術還省略了專用供電線路的修建，降低了日常的維護管理工作量。

直流遠供技術需要用到遠供電纜。遠供電纜和通信光纜在敷設和使用上面臨的外部環(huán)境基本一致，發(fā)生故障的概率較低，大大減小了維護成本。

4.2 適當調(diào)整低壓供電系統(tǒng)中的備用聯(lián)絡柜位置

對于通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，有些供電系統(tǒng)會同時配備主變壓器和備用變壓器。正常情況下，主變壓器負責對整個系統(tǒng)的運行供電。在主變壓器發(fā)生故障時，啟用備用變壓器代替主變壓器工作，確保通信系統(tǒng)的正常運行不受干擾。主變壓器和備用變壓器均出現(xiàn)故障時，需要啟用油機，依靠油機的轉(zhuǎn)換柜和饋電柜實現(xiàn)系統(tǒng)供電。這些共同構成了維持系統(tǒng)正常電能供應的基礎。

如果油機饋電柜也出現(xiàn)故障問題，通信系統(tǒng)的電源供應只能被迫中斷。為解決這一問題，需合理安排低壓供電系統(tǒng)備用聯(lián)絡柜的位置。比如，將油機饋電柜安裝在市電油機柜和下一臺饋電柜之間，有效避免因油機饋電柜故障造成的電源供應中斷問題，進一步增強通信電源的供電穩(wěn)定性，為電源供應提供強有力的安全保障。

4.3 每個直流配電屏單獨配置兩組蓄電池

傳統(tǒng)的通信電源會為每套直流系統(tǒng)配備兩組蓄電池，在相同直流配電屏的兩路熔絲上與兩組蓄電池相連。但是，這種模式越來越難以滿足通信網(wǎng)絡的日常工作需求。究其原因，主要在于兩組蓄電池的開關電源架基本處于同一區(qū)域，其中的直流屏架增加了清晰辨別的難度，不利于日常管理。蓄電池在均衡充電時，直流系統(tǒng)的負荷增長較大會加劇電力損耗，母線會因電流過大而加速升溫，長此以往影響母線的工作壽命。采用每個直流配電屏單獨配置兩組蓄電池的創(chuàng)新設計，不同母線中的電流始終處于均勻分布的狀態(tài)，對控制母線升溫和提高工作壽命具有顯著效果。此外，采用相互分開的創(chuàng)新設計為電源布線提供了便利，使得通信電源的系統(tǒng)線路布設更為簡單[3]。

4.4 使用并聯(lián)式開關

傳統(tǒng)的通信電源基本以UPS供電為主，需要為供電系統(tǒng)中每一臺UPS配備單獨的蓄電池組。這種模式使得各個供電UPS都獨立存在，若是其中任一臺UPS出現(xiàn)故障，那么該UPS對應的蓄電池將無法正常工作。采用并聯(lián)開關進行創(chuàng)新性替代后，故障UPS對應的蓄電池仍能與系統(tǒng)建立連接，使相應蓄電池可以繼續(xù)供電，提升了蓄電池的利用效率，同時有利于增加蓄電池容量，具有較好的科學性和經(jīng)濟性。

4.5 蓄電池改進

傳統(tǒng)的通信電源會為每個直流系統(tǒng)配備兩組蓄電池。兩組蓄電池的正、負極會采用獨立電纜與直流配電屏相連，這會對電源的工作帶來一些不利因素。創(chuàng)新改進后的兩組蓄電池直接連在一起，然后用共同的電纜與直流配電屏相連，可以使蓄電池容量得到更好和更充分的利用，在提升蓄電池性能的同時降低能源損耗。

5 結(jié) 論

現(xiàn)代生產(chǎn)和生活的方方面面都離不開通信系統(tǒng)。通信電源作為通信系統(tǒng)的基礎設施，保證其安全可靠運行對維系通信業(yè)務的正常開展具有極其重要的現(xiàn)實意義。因此，從設計電源的視角切入，探討創(chuàng)新意識在其中的應用，以全面提升通信電源的設計質(zhì)量。