通信电源现状及发展趋势

摘　要：

摘　要：在社会经济突飞猛进的发展势态之下，我国的通信事业高速发展。在电信网系统中，通信电源是极其重要的一部分。通信电源的发展可以进一步提升通信网络的可靠性、稳定性以及安全性。本文首先分析了通信电源的发展现状，进而对通信电源发展趋势进行了探究，以期为我国通信事业的发展奠定坚实的基础。

关键词：

关键词：通信电源　现状　发展趋势

     近年来，随着我国通信事业的高速发展，一方面通信网络覆盖面不断加大；另一方面，基于通信电信网络的各方面功能也日益完善。在移动电话及固定电话的数量日益剧增的情况下，通信电信网络已然成为了人类生活当中不可或缺的重要部分。

　　基于电信网系统中的通信电源的主要功能是向通信设备提供交流电与直流电，以此为通信电信网的能量提供有效保障[1]。由此可见，在整个电信网系统当中，通信电源式极其重要的一部分。当通信电源在出现故障的情况下，便会对整个电信网系统造成尤为严重的影响，使电信网系统的可靠性、稳定性及安全性大大降低。因此，对通信电源制定充分有效的保护措施便显得尤为重要。鉴于通信电源的重要性，笔者主要对通信电源的现状及其发展趋势进行了探究。

1　通信电源发展现状

　　通信电源作为通信系统中极其重要的一部分，随在整个通信行业占非常小的比例，但是对于通信电信网络却起到了至关重要的作用。在科学技术高速发展之下，出现了多种新型电磁材料，并且相关的功率变换与控制技术也得到了快速发展与改善，进而使通信电源的可靠性与稳定性得到了较大程度上的提升。下面笔者便从供电系统的发展、通信电源设备的更新等方面对通信电源发展现状进行分析。

1.1　供电系统的发展

　　在通信系统中，通信电源是其能源的重要保障。通信电源的功能及目标是向通信设备提供可靠、稳定、安全且高效的能源，进一步使得整体通信系统的正常运行得到有效保证。在供电系统当中，其开关电源的发展历程是从线性电源到相控电源再到开关电源的过程。高频开关整流电源能够把市电进行直接整流，以高频开关功率的转换为有效途径，进而获取高频交流电，再通过整流滤波获得48V输出的直流电[2]。此种变换视为一次电源。其中，无市电50HZ的工频变压器，得以取代的是通过高频功率变换之后的高频变压器，且此高频变压器无论是体积，还是重量均得到了减小。纹波频率高，在滤波环节对体积及重量降低，能够让电性能获得提升。因为开关电源拥有功率转换效率较高、稳压范畴广、功率密度较大体积质量较轻等优势，所以将相控电源所取代，变成了通信电源的主体，并且开关电源在未来中能够朝着高频小型化、高效率、可靠性强等方向发展。

　　通信电源当中的二次电源为通信设备内部集成电路芯片等所需要的直流电源。其要求主要有：体积小、电压输出多样化，且一般在4V到5V之间。二次电源最主要的特点是体积小，且工作频率普遍在100KHZ以上。

　　不管是一次电源还是二次电源，通信电源所追求的目标均为可靠、安全、稳定且不间断工作。当然，对于电能利用率的提升、损耗的降低以及系统动态性能的提升均为未来的发展目标。21世纪是网络时代，通信电源具备了智能监控与电池自动管理等功能，这些功能均得到了完善。

1.2　通信电源设备的更新

　　近年来，在新型电磁材料不断涌现及功率控制的方法、功率变化技术逐步进步的过程中，通信电源设备的更新速度与换代速度也渐渐提升，并且基于通信电源设备当中的各方面性能也逐步完善。例如：通信电源的稳定性、可靠性以及电磁兼容性等[3]。又如：电能的利用效率得到进一步的提升与系统损耗逐渐降低等。

1.3　通信电源电路模型与控制技术的应用

　　目前，通信电源变化电路拓扑结构的最主要方式是双单端电路。无论是半桥电路还是全桥电路，均有自身的优势与缺陷。使用在中功率场合与小功率场合的为半桥电路与双单端电路，而全桥变换电路则在功率比较大的场合下适用。

2　通信电源发展趋势

    为通信系统提供稳定、高效且安全的能源是通信电能源的设计目标。由此可见，通信电源技术的方面方向较为广阔。例如：对安全性、稳定性进行提升；对供电性能进行提升；对电磁干扰进行降低或消除等均为未来通信电源技术的发展领域。进入21世纪以来，随着互联网的逐步普及，计算机技术得到了迅猛发展，其中网络化管理与数字化控制便成为了通信电源发展的主要趋势之一。例如：远程开关功能、基于通信电源的全数字化控制等。另外，为了通信电源的发展能够与友好型资源与节约型社会构建的需求相适应，在未来中，通信电源便会朝着环保方面进行发展[4]。例如：国内高效能电池的开发与利用、新型材料及燃料电池等的研发及运用等。下面笔者主要从开关器件、通信用蓄电池、通信电源市场以及通信电源产品四大方面对其发展趋势进行分析与探究。

2.1关于开关元器件的发展趋势分析

　　在电源技术中，电能变换是其关键技术之一。电能变换是指利用电能变化技术，把一系列电源，如电池与市电等，进而转化成各项用电对象均能适应的新型电源。在电源技术当中，开关电源是拥有很高的地位的，其发展经历了一系列的过程，例如从10kHz到高稳定度，从高稳度到大容量、小体积等方向发展，现如今发展成兆赫兹级[5]。开关电源的发展可为高频变化提供充足的硬件条件，使现代电源技术得到了稳健发展。未来高效率、高频化、无污染以及模块化为高频开关的发展方向。

　　2.1.1　高效率

　　通过效率高或者低，能够对电源的性能作出有效判断。要想实现高功率密度，开关元件便需要有着很高的效率、很低的损耗及优化的散热性能等。

　　2.1.2　高频化

　　高频开关的高频化得以实现能够使电源的体积与重量变小，能够使电源功率密度得到提升。另外，高频化还能够对电源动态质量提供保证。例如：具有小功率特征的DC/CD直流二次电源的开关频率便可达一兆赫，或者高于一兆赫，且其功率密度也可由原先的50W/in3升高到100W/in3，甚至更高。

　　2.1.3　无污染

　　随着电力电子装置的不断增多及电源的大范围使用，让基于输入电流当中的谐波逐渐增多，其功率因素便得到明显下降，这一系列原因给供电网带来了极大的污染。为使这些污染能够减小，国际上对一些行业标准进行了制定。例如：基于大功率电器设备当中的IEC1000-3-2与基于小功率电器设备当中的IEC555-2等[6]。未来领域，开关元器件必定朝向无污染的方向进一步发展。

　　2.1.4　模块化

　　因为电源开关的功率不高，其供电方式常为单一集中化。但在功率逐步提升的基础上，并且为了能和分布式供电系统的需求相适应，让模块化的电源开关成为电源开关发展的必然趋势。另外，分布式供电有着极其优越的性能，如不但经济、高效、节能，而且可靠性还很高。在基于超高速集成电路的低电压电源中，分布式供电还能为其提供充足的供电需要。并且，对于大功率开关元件的开发压力，利用分布式供电能够将其大大降低。鉴于此，在未来通信电源中，分布式供电与基于模块化的高频开关是其发展的必然趋势。

2.2　关于通信用蓄电池的发展趋势

　　通信蓄电池是通信系统当中的后备能源，在这几年，关于通信蓄电池的研究及应用得到了业内人士的广泛重视。现状之下，阀控电池代替了防酸隔爆电池，并展现出了多方面的优化性能，但还是存在一些明显的缺陷。比如：关于环境温度，阀控电池是极为敏感的，电池寿命在很大程度上受到温度升高的影响。又如：阀控电池作为封闭电池，是没有办法对其内部状况进行观察与检测的，这便使得电池的维护工序极为不便。目前，普遍存在因为电池维护工序不便，让维护人员将其放弃维护的状况，这便大大降低了阀控电池的使用年限。另外，钒电池当中的电解质是能够流动的。因此，现状之下对其进行了研发及生产工序。基于化学电池当中的燃料电池是一种全新的发电装置，它的研究及改进也具有极为重要的意义。比如：氢氧燃料电池，便只要在外部供氧与供氢，进一步在内部进行催化与电解，便可以产生0.9V的直流电。在科学技术逐步发展与通信电源技术逐步创新的基础上，未来的新型蓄电池将能够在多方面中展现出优越性能，例如：材料方面、技术方面、性能方面以及结构方面等。

2.3　关于通信电源市场发展趋势

　　在电源需求的逐步加大之下，其市场必定相应地不断扩大化。并且，在电信技术高速发展之下，电信网络将变得越来越复杂，各行各业对电信服务将会有更高的要求。鉴于此，通信电源市场作为整个通信系统的重要支柱，其发展前景必定可观、明朗且顺应新时代的发展潮流。

2.4　关于通信电源产品发展趋势

　　通信电源产品的发展势态在很大程度上受到需求和技术的共同催动，具体情况如下所示。其一，体系架构还能够在很长一段时间维持稳定。很长一段时间之内可使通信电源保持稳定，并且对于目前拥有的交流电源、基于整流器的模块、直流配电以及监控单元等重要部分所组成的架构均能够保持稳定；功率变换模式将保持目前拥有的高频开关模式，在很长一段时间中，是不会朝向开关电源的跳跃性方向发展的。其二，随着功率密度的逐步提升及通信以此电源的核心部件整流器的功率密度逐步提升，通信直流电源整机的功率密度将会得到相应的提升。其三，可靠性将变得更高。在器件技术与通信电源技术的不断进步之下，结合通信直流电源设备厂家对可靠性的高要求，厂家必定会对其可靠性加大投入力度，进而使得通信电源产品的可靠性变得越来越高。其四，成本实现有效控制。在市场价格的不断下降的催动之下，生产厂家的产品成本将逐步降低，最终使其成本实现有效控制。其五，性能实现进一步优化。在转换效率逐步提升的条件下，对新的标准有着更高的要求，远程监控功能逐步使维护成本降低，提升稳定性使数据通信的要求得到满足。其六，应用变得更加灵敏。先进拥有的独立标准机架式和嵌入式将能够得到进一步的发展，并且保持长期的稳定。另外融入多元化的应用方式，能够将其得到充分支持。其七，，网络化条件下的智能管理。在多层次的远程控制系统得到稳健发展的条件下，基于设备的网络化管理在未来领域中，必定能够成为重要的管理手段之一。

3　结语

　　通过本课题的分析与研究，充分认识到通信电源的发展现状主要体现在供电系统的发展、通信电源设备的更新以及通信电源电路模型与控制技术的应用三大方面。而通信电源的未来发展趋势主要体现在开关器件、通信用蓄电池、通信电源市场以及通信电源产品四大方面。其中，基于开关器件中的高频开关将朝向高效率、高频化、无污染以及模块化等方向进行发展；未来的通信用蓄电池将能够在多方面展现出其优越的性能，例如：材料、技术、性能以及结构等方面；作为整个通信系统的支撑，通信电源市场的发展前景不但明朗、可观，而且还极为顺应时代发展潮流；而通信电源产品的未来发展趋势必定是可靠性变得更高、成本得到有效控制、性能更加优越以及应用将更加灵敏，并且在管理上还能实现网络化的智能管理。

　　综上所述，在通信产业与通信技术的逐步发展之下，通信电源行业将面临着巨大的挑战，并且未来发展领域表现的尤为广阔。在巨大的挑战与广阔的发展前景面前，实现技术创新与作出适当的改革是非常有必要的。因此，对于通信电源，充分掌握它的现状、有效预测它的发展趋势，并结合通信市场的需求，能够让通信电源行业更加全面地发展起来，进一步使通信企业的市场竞争力得到强化，并为企业的稳健发展奠定坚实的基础。