曾黎明

（南京貝龍通信科技有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)而言，通信電源是核心設(shè)施，無法被替代。在信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，電信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部構(gòu)造比過去更加復(fù)雜，其對(duì)通信電源所提出的要求與以往不同，通信電源日后的發(fā)展方向以智能高效為主，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行升級(jí)很有必要。

1 通信電源概述

通信電源通常是指為通信設(shè)備提供運(yùn)行所需電能的電力裝置，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用，通信電源的性能、效率以及質(zhì)量均會(huì)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況產(chǎn)生不同程度的影響[1]。作為對(duì)直流供電、交流供電以及保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行融合所得的系統(tǒng)設(shè)備，通信電源具有點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)，任一電源出現(xiàn)運(yùn)行故障，均會(huì)使通信系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性受到影響。因此，圍繞通信電源未來發(fā)展趨勢(shì)展開討論勢(shì)在必行。

2 通信電源的應(yīng)用情況

作為可給通信系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量、安全性及可靠性帶來直接影響的設(shè)備，近年來通信電源逐漸引起了人們的關(guān)注。隨著相關(guān)技術(shù)的升級(jí)，由通信電源所提供電能的質(zhì)量也較之前有所提升。在科技持續(xù)發(fā)展的背景下，逐漸有大量頻率、功率較大的設(shè)備被應(yīng)用于通信行業(yè)，現(xiàn)有信息系統(tǒng)也引入了自動(dòng)控制與功率轉(zhuǎn)換等全新技術(shù)。這一改變所產(chǎn)生的積極影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是加快了有關(guān)人員對(duì)自身理論和技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新的速度，二是使通信電源在兼容性、穩(wěn)定性以及可靠性等方面具有更加突出的表現(xiàn)。

3 通信電源性能優(yōu)化策略

對(duì)通信工程而言，要想使通信電源所具有的作用得到充分發(fā)揮，前提是對(duì)其整體性能進(jìn)行優(yōu)化。

3.1 模塊優(yōu)化

現(xiàn)階段，對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建多采用分立式元件，該方法既能夠降低系統(tǒng)維護(hù)與功能擴(kuò)充的難度，又可以對(duì)各項(xiàng)工作的成本加以控制。要想提升通信電源的整體性能，關(guān)鍵要做到對(duì)整流模塊進(jìn)行優(yōu)化，例如通過設(shè)計(jì)風(fēng)道、調(diào)整距離或主電路拓?fù)?，使模塊能耗得到顯著降低[2]。除此之外，如果條件允許，相關(guān)人員還可以利用低損耗器件對(duì)原有器件進(jìn)行替代，以此來達(dá)到控制損耗的目的。

3.2 合理應(yīng)用高頻變化

對(duì)高頻變化加以合理應(yīng)用，可顯著減小通信電源正常運(yùn)行所耗費(fèi)的資源。通過控制裝置規(guī)格尺寸的方式，確保電源所具有的供電能力達(dá)到理想水平。相關(guān)研究表明，電器重量、體積均與供電頻率成反比，如果將頻率由50 Hz調(diào)整為20 kHz，那么設(shè)備重量、體積通常能夠降低10%左右。基于此，要想顯著提升通信電源效率，對(duì)其進(jìn)行高頻變化處理十分必要。

在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)，相關(guān)人員既要使用諧振變換、零過渡PWM等電路拓?fù)鋫鹘y(tǒng)理論，還要融合高速編程、同步整流等全新理論。通過對(duì)上述理論進(jìn)行合理應(yīng)用，有效解決電源設(shè)備在傳統(tǒng)運(yùn)行模式下所存在的噪聲、能源大量損耗問題，以此來賦予系統(tǒng)整體更加突出的穩(wěn)定性。目前，國內(nèi)針對(duì)軟開關(guān)、準(zhǔn)諧振相關(guān)技術(shù)所展開的研究已取得一定成果，零開關(guān)PWM、移相諧振等技術(shù)均得到了廣泛應(yīng)用。上述技術(shù)有效彌補(bǔ)了硬開關(guān)所存在的不足，即在開通電源設(shè)備的前提下，對(duì)開關(guān)器件狀態(tài)進(jìn)行切換，極易因波形交疊而產(chǎn)生損耗。此外，還可通過校正有源功率因數(shù)的方式大幅提高開關(guān)電源功率，最大程度弱化處于運(yùn)行狀態(tài)的通信系統(tǒng)所產(chǎn)生的諧波給系統(tǒng)自身穩(wěn)定性、可靠性造成的負(fù)面影響。

3.3 提升可靠性

以電力系統(tǒng)為例，一旦系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障，不僅會(huì)使系統(tǒng)運(yùn)行受到影響，而且還會(huì)增加系統(tǒng)癱瘓的可能性?；诖?，通信企業(yè)應(yīng)對(duì)現(xiàn)有通信設(shè)備進(jìn)行細(xì)致且全面的檢查，確保設(shè)備滿足長期穩(wěn)定運(yùn)行的條件。若檢查期間發(fā)現(xiàn)脈沖形式或其他方面存在問題，需盡快加以解決，以免系統(tǒng)可靠性受到不良影響[3]。

4 通信電源未來的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 低電流諧波

對(duì)低電流諧波技術(shù)加以應(yīng)用，可使電源負(fù)載特性得到顯著改善，既能對(duì)其他設(shè)備所造成的諧波干擾進(jìn)行有效控制，還能使電源所具有的節(jié)能效應(yīng)得到大幅提升。對(duì)通信電源進(jìn)行開發(fā)的初期，有關(guān)人員普遍將其輸出特性視為研究重點(diǎn)，而忽略了輸入特性對(duì)電源運(yùn)行造成的影響。以在線式電源為例，該電源的輸入電路通常為橋式濾波電路，輸入電流多呈脈沖狀，波峰因數(shù)較純電阻負(fù)載略大。隨著諧波電流的增加，電網(wǎng)所受污染將變得更為嚴(yán)重，甚至?xí)霈F(xiàn)波形失真的情況，導(dǎo)致負(fù)荷能力大幅降低[4]。三相四線制電網(wǎng)所存在的不足主要是容易因中線電流超出承受范圍而出現(xiàn)安全問題。由此可見，在信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，利用低電流諧波優(yōu)化通信電源是大勢(shì)所趨。

4.2 智能化

對(duì)通信工程而言，蓄電池往往以后備電池的“身份”存在，對(duì)設(shè)備能否長期、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。要想使通信設(shè)備擁有優(yōu)質(zhì)電源，確保通信系統(tǒng)始終處于高效運(yùn)行狀態(tài)，關(guān)鍵是要提升蓄電池綜合性能和整體質(zhì)量。目前面向通信系統(tǒng)所建設(shè)的數(shù)字硬件平臺(tái)已趨于完善，電池組及單個(gè)電池朝著智能化、環(huán)?；约熬芑姆较虬l(fā)展。

現(xiàn)階段，國內(nèi)通信電源系統(tǒng)監(jiān)控模式多為集中分散式，同時(shí)借助信息技術(shù)向監(jiān)控模塊傳遞監(jiān)控信息。由監(jiān)控模塊負(fù)責(zé)管控電池，以在線管理為前提，通過轉(zhuǎn)換均浮充和在停電工況下進(jìn)行限流控制、測(cè)試電池放電等方式，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)管控的目標(biāo)[5]。此外，監(jiān)控模塊還新增了調(diào)控?zé)o極限流及整流電壓的功能。基于監(jiān)控模塊所開展監(jiān)控工作，一方面能夠使整流模塊狀態(tài)得到全面且精確的檢測(cè)，另一方面可通過對(duì)異常運(yùn)行工況進(jìn)行分析并發(fā)布告警的方式將運(yùn)行故障所造成的影響降至最低。借助監(jiān)控模塊完成數(shù)據(jù)傳遞、查詢等操作，為日后維護(hù)工作的高效開展提供支持。

4.3 高效節(jié)能

在通信電源智能化、高效化發(fā)展期間，為實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新目標(biāo)，重點(diǎn)要對(duì)高頻變化相關(guān)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新[6]。

4.3.1 蓄電池

作為通信網(wǎng)絡(luò)不可缺少的部分，蓄電池始終是人們研究的重點(diǎn)。以往通信網(wǎng)絡(luò)所使用的蓄電池多為閥控鉛酸電池（圖1），在防爆、防酸方面具有突出表現(xiàn)。在供電系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的背景下，該類蓄電池所發(fā)揮的作用逐漸變得十分有限。其不具備對(duì)外界環(huán)境干擾進(jìn)行有效抵抗的能力，同時(shí)無法快速適應(yīng)運(yùn)行環(huán)境的變化，加之該類蓄電池采取封閉式設(shè)計(jì)，維修難度極大。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長，出現(xiàn)安全隱患或事故的概率將大幅提高[7]。目前，鋰電池逐漸取代了閥控鹽酸電池，該類蓄電池主要被用于智能手機(jī)和筆記本電腦。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，電池結(jié)構(gòu)也較之前更加完善，不僅應(yīng)用范圍有所擴(kuò)大，在節(jié)能效益和整體性能方面也得到了提升。

圖1 閥控鉛酸蓄電池

4.3.2 開關(guān)電源

對(duì)通信電源而言，應(yīng)用頻率較高的是開關(guān)電源，如圖2所示。對(duì)開關(guān)技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，可使高頻變化具有更加理想的硬件基礎(chǔ)，確保通信電源發(fā)展速度得到顯著提升。研究表明，基于高效節(jié)能目標(biāo)對(duì)通信電源進(jìn)行升級(jí)，關(guān)鍵在于功能集成。簡單來說，就是通過集成各項(xiàng)功能的方式，在簡化電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下對(duì)其所具有的集成化、模塊化等特征進(jìn)行凸顯[8]。以軟開關(guān)為例，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在可以降低開關(guān)損耗、提升應(yīng)用效率。以電容、電感及其他儲(chǔ)能元件為依托，在啟閉開關(guān)的過程中，視情況對(duì)電流與電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)移，確保開關(guān)能夠以零電流或零電壓開關(guān)的狀態(tài)存在[9]。

圖2 開關(guān)電源

4.4 數(shù)字控制

隨著通信工程的發(fā)展，通信設(shè)施所處的運(yùn)行環(huán)境也變得更加復(fù)雜，可能對(duì)其造成干擾的因素也較之前有所增加。在經(jīng)濟(jì)水平較低的地區(qū)，受交通落后的影響，對(duì)通信設(shè)施進(jìn)行管理與維護(hù)的難度往往極大。要想盡快解決這一問題，關(guān)鍵是要對(duì)傳統(tǒng)管控模式進(jìn)行調(diào)整，通過引入信息技術(shù)的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制[10]。

對(duì)通信系統(tǒng)而言，借助信息技術(shù)對(duì)蓄電池、整流穩(wěn)壓以及同步鎖相進(jìn)行管理通?？扇〉檬掳牍Ρ兜男ЧＭㄟ^監(jiān)控軟件對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行實(shí)時(shí)且全面的采集，分析采集所得信息，判斷是否存在異常信息。根據(jù)異常信息對(duì)通信設(shè)備潛在的問題進(jìn)行挖掘，確保各項(xiàng)問題均能夠被及時(shí)識(shí)別并得到處理，盡快使設(shè)備恢復(fù)正常狀態(tài)。

5 結(jié) 論

在通信行業(yè)持續(xù)發(fā)展的背景下，智能且高效的通信電源不僅彌補(bǔ)了原有技術(shù)所存在不足，還使系統(tǒng)運(yùn)行耗能得到有效控制，確保通信系統(tǒng)始終處于可靠且安全的運(yùn)行狀態(tài)。未來，隨著相關(guān)人員的深入研究，通信電源所具有智能化及現(xiàn)代化水平將得到更進(jìn)一步的提高，相關(guān)技術(shù)也會(huì)朝著更加完善的方向發(fā)展。