高效智能的通信电源技术发展趋势研究

曾黎明

（南京贝龙通信科技有限公司，江苏 南京 210000）

0 引 言

对通信网络而言，通信电源是核心设施，无法被替代。在信息技术持续发展的背景下，电信网络内部构造比过去更加复杂，其对通信电源所提出的要求与以往不同，通信电源日后的发展方向以智能高效为主，对现有技术进行升级很有必要。

1 通信电源概述

通信电源通常是指为通信设备提供运行所需电能的电力装置，对通信网络的持续、稳定运行具有重要作用，通信电源的性能、效率以及质量均会对通信网络运行情况产生不同程度的影响[1]。作为对直流供电、交流供电以及保护系统进行融合所得的系统设备，通信电源具有点多面广的特点，任一电源出现运行故障，均会使通信系统的可靠性与稳定性受到影响。因此，围绕通信电源未来发展趋势展开讨论势在必行。

2 通信电源的应用情况

作为可给通信系统运行质量、安全性及可靠性带来直接影响的设备，近年来通信电源逐渐引起了人们的关注。随着相关技术的升级，由通信电源所提供电能的质量也较之前有所提升。在科技持续发展的背景下，逐渐有大量频率、功率较大的设备被应用于通信行业，现有信息系统也引入了自动控制与功率转换等全新技术。这一改变所产生的积极影响主要体现在两个方面，一是加快了有关人员对自身理论和技术进行创新的速度，二是使通信电源在兼容性、稳定性以及可靠性等方面具有更加突出的表现。

3 通信电源性能优化策略

对通信工程而言，要想使通信电源所具有的作用得到充分发挥，前提是对其整体性能进行优化。

3.1 模块优化

现阶段，对通信系统进行构建多采用分立式元件，该方法既能够降低系统维护与功能扩充的难度，又可以对各项工作的成本加以控制。要想提升通信电源的整体性能，关键要做到对整流模块进行优化，例如通过设计风道、调整距离或主电路拓扑，使模块能耗得到显著降低[2]。除此之外，如果条件允许，相关人员还可以利用低损耗器件对原有器件进行替代，以此来达到控制损耗的目的。

3.2 合理应用高频变化

对高频变化加以合理应用，可显著减小通信电源正常运行所耗费的资源。通过控制装置规格尺寸的方式，确保电源所具有的供电能力达到理想水平。相关研究表明，电器重量、体积均与供电频率成反比，如果将频率由50 Hz调整为20 kHz，那么设备重量、体积通常能够降低10%左右。基于此，要想显著提升通信电源效率，对其进行高频变化处理十分必要。

在实际应用环节，相关人员既要使用谐振变换、零过渡PWM等电路拓扑传统理论，还要融合高速编程、同步整流等全新理论。通过对上述理论进行合理应用，有效解决电源设备在传统运行模式下所存在的噪声、能源大量损耗问题，以此来赋予系统整体更加突出的稳定性。目前，国内针对软开关、准谐振相关技术所展开的研究已取得一定成果，零开关PWM、移相谐振等技术均得到了广泛应用。上述技术有效弥补了硬开关所存在的不足，即在开通电源设备的前提下，对开关器件状态进行切换，极易因波形交叠而产生损耗。此外，还可通过校正有源功率因数的方式大幅提高开关电源功率，最大程度弱化处于运行状态的通信系统所产生的谐波给系统自身稳定性、可靠性造成的负面影响。

3.3 提升可靠性

以电力系统为例，一旦系统设备出现运行故障，不仅会使系统运行受到影响，而且还会增加系统瘫痪的可能性。基于此，通信企业应对现有通信设备进行细致且全面的检查，确保设备满足长期稳定运行的条件。若检查期间发现脉冲形式或其他方面存在问题，需尽快加以解决，以免系统可靠性受到不良影响[3]。

4 通信电源未来的发展趋势

4.1 低电流谐波

对低电流谐波技术加以应用，可使电源负载特性得到显著改善，既能对其他设备所造成的谐波干扰进行有效控制，还能使电源所具有的节能效应得到大幅提升。对通信电源进行开发的初期，有关人员普遍将其输出特性视为研究重点，而忽略了输入特性对电源运行造成的影响。以在线式电源为例，该电源的输入电路通常为桥式滤波电路，输入电流多呈脉冲状，波峰因数较纯电阻负载略大。随着谐波电流的增加，电网所受污染将变得更为严重，甚至会出现波形失真的情况，导致负荷能力大幅降低[4]。三相四线制电网所存在的不足主要是容易因中线电流超出承受范围而出现安全问题。由此可见，在信息技术飞速发展的背景下，利用低电流谐波优化通信电源是大势所趋。

4.2 智能化

对通信工程而言，蓄电池往往以后备电池的“身份”存在，对设备能否长期、稳定运行具有重要意义。要想使通信设备拥有优质电源，确保通信系统始终处于高效运行状态，关键是要提升蓄电池综合性能和整体质量。目前面向通信系统所建设的数字硬件平台已趋于完善，电池组及单个电池朝着智能化、环保化以及精密化的方向发展。

现阶段，国内通信电源系统监控模式多为集中分散式，同时借助信息技术向监控模块传递监控信息。由监控模块负责管控电池，以在线管理为前提，通过转换均浮充和在停电工况下进行限流控制、测试电池放电等方式，实现全自动管控的目标[5]。此外，监控模块还新增了调控无极限流及整流电压的功能。基于监控模块所开展监控工作，一方面能够使整流模块状态得到全面且精确的检测，另一方面可通过对异常运行工况进行分析并发布告警的方式将运行故障所造成的影响降至最低。借助监控模块完成数据传递、查询等操作，为日后维护工作的高效开展提供支持。

4.3 高效节能

在通信电源智能化、高效化发展期间，为实现科学发展和技术创新目标，重点要对高频变化相关技术进行创新[6]。

4.3.1 蓄电池

作为通信网络不可缺少的部分，蓄电池始终是人们研究的重点。以往通信网络所使用的蓄电池多为阀控铅酸电池（图1），在防爆、防酸方面具有突出表现。在供电系统持续发展的背景下，该类蓄电池所发挥的作用逐渐变得十分有限。其不具备对外界环境干扰进行有效抵抗的能力，同时无法快速适应运行环境的变化，加之该类蓄电池采取封闭式设计，维修难度极大。随着运行时间的延长，出现安全隐患或事故的概率将大幅提高[7]。目前，锂电池逐渐取代了阀控盐酸电池，该类蓄电池主要被用于智能手机和笔记本电脑。随着相关技术的发展，电池结构也较之前更加完善，不仅应用范围有所扩大，在节能效益和整体性能方面也得到了提升。

图1 阀控铅酸蓄电池

4.3.2 开关电源

对通信电源而言，应用频率较高的是开关电源，如图2所示。对开关技术进行升级，可使高频变化具有更加理想的硬件基础，确保通信电源发展速度得到显著提升。研究表明，基于高效节能目标对通信电源进行升级，关键在于功能集成。简单来说，就是通过集成各项功能的方式，在简化电源内部结构的前提下对其所具有的集成化、模块化等特征进行凸显[8]。以软开关为例，该技术的优点主要体现在可以降低开关损耗、提升应用效率。以电容、电感及其他储能元件为依托，在启闭开关的过程中，视情况对电流与电压进行转移，确保开关能够以零电流或零电压开关的状态存在[9]。

图2 开关电源

4.4 数字控制

随着通信工程的发展，通信设施所处的运行环境也变得更加复杂，可能对其造成干扰的因素也较之前有所增加。在经济水平较低的地区，受交通落后的影响，对通信设施进行管理与维护的难度往往极大。要想尽快解决这一问题，关键是要对传统管控模式进行调整，通过引入信息技术的方式实现数字化控制[10]。

对通信系统而言，借助信息技术对蓄电池、整流稳压以及同步锁相进行管理通常可取得事半功倍的效果。通过监控软件对设备信息进行实时且全面的采集，分析采集所得信息，判断是否存在异常信息。根据异常信息对通信设备潜在的问题进行挖掘，确保各项问题均能够被及时识别并得到处理，尽快使设备恢复正常状态。

5 结 论

在通信行业持续发展的背景下，智能且高效的通信电源不仅弥补了原有技术所存在不足，还使系统运行耗能得到有效控制，确保通信系统始终处于可靠且安全的运行状态。未来，随着相关人员的深入研究，通信电源所具有智能化及现代化水平将得到更进一步的提高，相关技术也会朝着更加完善的方向发展。