淺析全球通信電源技術發展 呈現出幾大趨勢
隨著電子信息技術的飛速發展和用戶對多種業務需求的與日俱增，使原來獨立設計運營的傳統的電信網、互聯網和有線電視網正在走向融合，“三網融合”已成為社會發展的一個重要大趨勢。這些變化的特征使原來業務獨立的運營商逐步改變，對網絡設備提出了新的需求。 信息業的巨大發展，給電源市場帶來了巨大的市場機會和挑戰，同時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；網絡設備種類變多使電源的負載變大，負載種類變多，對電源效率和種類有要求；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，以滿足無人值守需要。電源工作環境的差異對電源的應用環境也提出了新的需求，如更強電網適應能力、環境適應能力等，戶外電源就是這一需求的典型代表。電源是整個信息網絡的動力心臟，新的網絡需要更可靠的電源。另外，隨著運營商的全球化的趨勢，電源設備也需要滿足全球不同市場對產品的特殊要求。 全球通信電源技術發展呈現以下幾大趨勢： （1）高效率 ，高功率密度，寬的使用環境溫度 隨著運營商的設備的不斷增多，用電量加劇，機房面積緊張等客觀因素的存在，對電源產品提出了高效率 ，高功率密度，寬的使用環境溫度的要求。 新型高性能器件的不斷研發、涌現與應用，例如：絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）、功率場效應晶體管（MOSFET）、智能IGBT功率模塊（IPM）、MOS柵控晶閘管（MCT）、靜電感應晶體管（SIT）、超過恢復二極管、無感電容器、無感電阻器、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關頻率，減少電源外型尺寸，提高電源的功率密度。 在通信電源中，開關技術是提高電源效率的一個重要技術。軟開關技術、準諧振技術中的具有代表性的是諧振變換、移相諧振、零開關PWM、零過渡PWM等電路拓撲。隨著軟開關拓撲理論研究的深入以及應用的普及，大大減少了硬開關模式下電源中功率器件在開通、關斷過程中電壓下降/上升和電流上升/下降波形交疊產生的損耗和噪聲，實現了零電壓/零電流開關，降低損耗，提高電源系統的效率。 為了更好適應環境，提高產品可靠性，220Vac工作的通信電源一般能夠工作在120-290Vac，環境適應能力也由傳統的45°C提高到60°C，甚至75°C。 （2）網絡化智能化的監控管理 隨著網絡的日益發展，巨大網絡設備需要的大量人力、物力投在設備的管理和維護工作，如：通信設施所處環境越來越復雜，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量和控制量進行監控，還可對電池進行全自動管理；可以直接利用Internet上傳輸控制數據，使維護人員通過Internet進行數據查詢、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，資產管理等工作。 （3）全數字化控制 數字化技術的發展逐步表現出了傳統模擬技術無法實現的優勢，如：采用全數字化控制技術，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的適應性。整個電源的信號采樣、處理、控制（包括電壓電流環等）、通信等均采用DSP技術，可以獲得優化的一致的穩定的控制參數。可以采用更加靈活的控制方式，在各種電壓、溫度下優化電源的輸出，如降額保護、PFC數字控制諧波。利用DSP技術可以實現更簡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。消除模擬控制技術的器件離散性和溫漂，保證每個模塊均達到最優指標，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境，電源設備需滿足相關的安全、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；商用設備需要通過相關的安全認證，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節，對于通信設備而言，雷電過電壓來源主要包括感應過電壓、雷電侵入波和反擊過電壓。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為三防設計。工程上通常選用耐蝕材料，通過鍍、涂或化學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，使之與周圍介質隔離，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境。良好的EMC指標使不同的電子設備能工作在一起；同時使使用者的電磁環境更加潔凈，避免電磁環境對使用者的傷害。一般滿足的標準有：EN55022，EN 300 386:2001,；CFR 47 Part 15 ；Telcordia GR-1089 [NA requirement]. （5）環保 環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的負載特性，減小給電網帶來嚴重的污染，也可減少對其他網絡設備的諧波干擾。另一個重要方面是，材料可循環利用和對環境無污染。這方面需要產品滿足WEEE/ROHS指令。 WEEE/ROHS指令包括兩部分的內容，即涉及循環再利用WEEE和限制使用有害物質的ROHS。 實施WEEE指令案的目的，最主要的就是防治電子電氣廢棄物(WEEE)，此外是實現這些廢棄物的再利用、再循環使用和其它形式的回收，以減少廢棄物的處理。同時也努力改進涉及電子電氣設備生命周期的所有操作人員，如生產者、銷售商、消費者，特別是直接涉及報廢電子電器設備處理人員的環保行為。 實施ROHS指令案的目標是使各成員國關于在電子電氣設備中限制使用有害物質的法律趨于一致，有助于保護人類健康的和報廢電子電氣設備合乎環境要求的回收和處理。 從2006年7月1日起，投放于市場的新電子和電氣設備不包含鉛，汞，鎘，六價鉻，聚溴二苯醚（PBDE）或聚溴聯苯（PBB）。
