一、 電源技術(shù)發(fā)展方向
通信電源在整個(gè)通信行業(yè)中雖然占的比例比較小,但它是整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,是通信網(wǎng)絡(luò)上一個(gè)完整而又不可替代的獨(dú)立專(zhuān)業(yè)。對(duì)于電源產(chǎn)品來(lái)說(shuō)也是最基礎(chǔ)的,產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展和變化速度也不同于其他通信產(chǎn)品,電源產(chǎn)品的種類(lèi)繁多,包括高頻開(kāi)關(guān)電源設(shè)備、半導(dǎo)體整流設(shè)備、直流-直流模塊電源、直流-直流變換設(shè)備、逆變電源設(shè)備、交、直流配電設(shè)備、交流穩(wěn)壓器、交流不間斷電源(UPS)、鉛酸蓄電池、移動(dòng)通信手持機(jī)電池、發(fā)電機(jī)組、集中監(jiān)控系統(tǒng)等,主要?dú)w納為以下三方面并重點(diǎn)介紹這幾方面產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及標(biāo)準(zhǔn)研究方向:
1、電力電子設(shè)備
目前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在通信行業(yè)中的快速發(fā)展,支持通信互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的電源設(shè)備也正朝著高效率拓展、網(wǎng)絡(luò)化管理、全數(shù)字化控制、低電流諧波處理技術(shù)(綠色電源)的方向發(fā)展。
?。?)高效率的拓展
新型高性能器件的不斷研發(fā)、涌現(xiàn)與應(yīng)用,促進(jìn)了電源產(chǎn)品的升級(jí)換代,使得電源的開(kāi)關(guān)頻率高達(dá)300~400kHz,小功率電源已實(shí)現(xiàn)1MHz的開(kāi)關(guān)頻率,提高了電源功率密度 ,對(duì)電源技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展起著重要的支撐作用。
例如:絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、智能IGBT功率模塊(IPM)、MOS柵控晶閘管(MCT)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)、超過(guò)恢復(fù)二極管、無(wú)感電容器、無(wú)感電阻器、新型磁材料和變壓器、EMI濾波器等。
軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、準(zhǔn)諧振技術(shù)的研究趨于成熟穩(wěn)定,具有代表性的是諧振變換、移相諧振、零開(kāi)關(guān)PWM、零過(guò)渡PWM等電路拓?fù)湫吕碚摚匦木褪菧p少了過(guò)去硬開(kāi)關(guān)模式下,電源設(shè)備開(kāi)通時(shí),開(kāi)關(guān)器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓上升/下降和電流上升/下降波形交疊產(chǎn)生的損耗和噪聲,實(shí)現(xiàn)了零電壓/零電流開(kāi)關(guān),降低損耗,提高電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。
(2)網(wǎng)絡(luò)化管理
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用日益普及和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展,通信系統(tǒng)從以前的單機(jī)或小局域系統(tǒng)發(fā)展至大局域網(wǎng)系統(tǒng)、廣域網(wǎng)系統(tǒng),則支持保護(hù)通信互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的電子開(kāi)關(guān)方面的電源設(shè)備必須具備數(shù)據(jù)處理和通信能力,并要通過(guò)RS232接口實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化通信就必須能完成以下功能:
*具有智慧型人機(jī)界面,使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可以隨時(shí)監(jiān)視電源設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各項(xiàng)技術(shù)參數(shù);
*具有各種保護(hù)、告警和數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)、處理、打印等功能;
*具有遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)機(jī)功能,使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可定時(shí)開(kāi)關(guān)交流或備用電源。
?。?)全數(shù)字化控制
通信設(shè)施所處環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜,人煙稀少、交通不便都增大了維護(hù)的難度,數(shù)字化技術(shù)表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì),對(duì)通信電源內(nèi)所有控制技術(shù),如AC/DC整流穩(wěn)壓、DC/AC逆變、SPWM、同步鎖相、蓄電池的管理等等。將隨著微處理器和監(jiān)控軟件的引入,電源的自我監(jiān)控能力普遍增強(qiáng),可以實(shí)時(shí)地監(jiān)控設(shè)備本身的各種運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài),預(yù)警功能和故障診斷功能,有效地實(shí)現(xiàn)了通信動(dòng)力設(shè)備的無(wú)人職守與遠(yuǎn)程監(jiān)控,維護(hù)人員可遠(yuǎn)程觀察電源設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài),當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),可將故障信息及時(shí)上報(bào),并可利用電話、傳真、尋呼等通信手段通知值班人員,加快故障排除的效率。
采用全數(shù)字化控制技術(shù),有效地縮小電源體積降低了成本,大大提高了設(shè)備的可靠性和對(duì)用戶的適應(yīng)性。
(4)低電流諧波處理技術(shù)
在通信電源開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)早期,人們主要集中研究電源的輸出特性,比較少地考慮電源的輸入特性。例如:傳統(tǒng)的在線式電源輸入AC/DC部分通常采用橋式整流濾波電路,其輸入電流呈脈沖狀,導(dǎo)通角約為π/3,波峰因數(shù)大于純電阻負(fù)載的1.4倍,由于大量使用諧波電流大的電源將給電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重的污染,使電網(wǎng)波形失真、降低實(shí)際負(fù)荷能力,尤其對(duì)于三相四線制將導(dǎo)致過(guò)大中性線電流帶來(lái)不安全隱患。
隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代人們環(huán)保意識(shí)和安全意識(shí)的增強(qiáng),以及電力電子技術(shù)、功率器件的發(fā)展,軟體諧波處理技術(shù)也正在逐漸成熟并推廣應(yīng)用,通信電源中采用有源諧波處理技術(shù)也是勢(shì)在必行,不但可以改善電源對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載特性,減少對(duì)其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的諧波干擾,同時(shí)也大大提高了電源的源效應(yīng),因而網(wǎng)絡(luò)時(shí)代通信電源也必將逐漸是低諧波輸入的新一代綠色電源。
2、電池設(shè)備
電池是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái),在需要時(shí)再將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種儲(chǔ)能裝置。在信息化社會(huì)中,高科技電子電源設(shè)備與人們的生活已息息相關(guān),后備直流電源的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,作為后備直流電源重要組成部分的蓄電池,其質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)保證后備直流電源正常運(yùn)行就顯得尤為重要。因此,通信業(yè)的發(fā)展對(duì)供電系統(tǒng)要求是既合理又要安全、穩(wěn)定、可靠,促進(jìn)了蓄電池的技術(shù)不斷開(kāi)拓更新,制造工藝的提高又保證電池的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、性能的穩(wěn)定可靠,增大了電池的使用壽命。
?。?)新固化和化成技術(shù)
固化是VRLA電池生產(chǎn)的重要工序,對(duì)電池的初期容量、壽命都有較大影響。傳統(tǒng)的固化工藝形成3PbO2 . PbO2 . H2O(3BS),若采用800C下高溫和膏技術(shù)可得到4 PbO2 . PbO2(4BS),4BS制造的電池不僅容量高而且壽命長(zhǎng)?;蛇^(guò)程中采用監(jiān)控軟件,可以提高化成工序的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。采用紅丹可縮短固化與化成時(shí)間,使固化易于控制,提高初期容量和生產(chǎn)效率。
?。?)板柵合金工藝技術(shù)的更新
傳統(tǒng)的耐腐蝕板柵不但構(gòu)造復(fù)雜,而且還易引起早期容量損失、正極膨脹、伸長(zhǎng)和壽命短等問(wèn)題,因?yàn)殂U膏與耐蝕板柵結(jié)合困難。在板柵合金中添加適量的微量元素可大大提高板柵的性能。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,板柵材料及工藝技術(shù)應(yīng)有三個(gè)方向:
*冷卻合金,使得所有元素的均勻混合物,耐蝕性大大提高;
*輕型板柵,用鋁、銅網(wǎng)做基材,表面涂覆鉛,或采用玻璃纖維絲,表面熱擠壓包覆鉛錫合金,成為鉛絲,再編織成鉛布作為板柵;
*網(wǎng)板柵(板柵可減?。捎诓捎美鋽D壓成型,金屬組織比重力澆鑄的要細(xì)密得多,耐蝕性明顯提高,增加了壽命,提高了生產(chǎn)效率。
?。?)催化栓技術(shù)
鉛酸蓄電池在通信行業(yè)中大部分使用在浮充狀態(tài)下,正極電位很高,氧的析出嚴(yán)重,而催化栓放于密封電池內(nèi)部的上端,補(bǔ)充了傳統(tǒng)氧氣再?gòu)?fù)合機(jī)理的負(fù)極作用,即正極析出的氧被直接復(fù)合,這部分氧不必到負(fù)極去復(fù)合,減輕了負(fù)極的去極化負(fù)擔(dān),同時(shí)負(fù)極排放量減少,水損失減小。
隨著電池生產(chǎn)工藝、原材料的不斷改進(jìn)與更新,由于鉛資源豐富、工藝逐步成熟、適用范圍廣、具有良好的可逆性,在本世紀(jì)里仍廣泛使用在各個(gè)領(lǐng)域中。但是高能電池、燃料電池(綠色能源)和自動(dòng)化、智能化技術(shù)以及產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也將在我國(guó)加大了研究的力度。
3、發(fā)電機(jī)組方面
日前國(guó)產(chǎn)化的柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)的發(fā)展與國(guó)外機(jī)組技術(shù)的發(fā)展有一定的差異,從市場(chǎng)的占有率來(lái)看,國(guó)內(nèi)機(jī)組只在30%~40%,進(jìn)口機(jī)組在國(guó)內(nèi)目前市場(chǎng)占有一定的重要地位。但環(huán)保型的發(fā)電機(jī)組-燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組由于體積小、重量輕、機(jī)動(dòng)性好,對(duì)環(huán)境污染也小,我國(guó)已有企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn),目前正在被推廣用于車(chē)載移動(dòng)通信基站,通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也已制訂批準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施,今后將會(huì)在通信領(lǐng)域中得到更大的發(fā)展。