王劍明
(中國電信股份有限公司 紹興分公司,浙江 紹興 312000)
隨著我國通信技術(shù)的快速發(fā)展,通信電源技術(shù)的智能化、高效化逐漸受到重視。高效智能的通信電源技術(shù)已經(jīng)逐步得到通信行業(yè)的認(rèn)可,為我國的集約型社會(huì)建設(shè)提供了推動(dòng)力,不僅有利于電力電子技術(shù)框架的構(gòu)建,而且還能促使社會(huì)多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)合作和技術(shù)互助。
近年來,我國通信領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展十分迅速,通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)也逐漸增多,其整體結(jié)構(gòu)也變得愈發(fā)復(fù)雜。我國正在不斷建設(shè)與發(fā)展5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),面對覆蓋面廣且龐大的通信網(wǎng)絡(luò),需要大規(guī)模的通信電源為其提供電力輸送?;诖?,隨著通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展與建設(shè),通信電源的市場需求也在急劇上升。若是仍舊通過增加通信電源數(shù)量的方式來滿足該需求,則無法再發(fā)揮較好的效果。因此,為滿足通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展時(shí)代的實(shí)際需求,需將先進(jìn)的功率轉(zhuǎn)換技術(shù)和控制技術(shù)應(yīng)用于通信電源系統(tǒng)建設(shè),打破傳統(tǒng)通信電源技術(shù)中存在的瓶頸,這樣不僅能夠有效提高通信電源供電過程中的運(yùn)行效率,而且還能為電源運(yùn)行的穩(wěn)定可靠提供保障[1]。
通信電源變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有兩種類型,即全橋電路與半橋電路。不同種類的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有其獨(dú)特的優(yōu)勢與缺陷,在具體的應(yīng)用中需要依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。若是通信系統(tǒng)中使用的設(shè)備功率相對較大,則需要選取全橋變換電路;若是通信系統(tǒng)的整體功率較小,則使用半橋電路即可。此外,功率放大器作為通信電源重要的組成部分,其已經(jīng)發(fā)展到了相對較高的水平,能夠有效提升通信電源在運(yùn)行過程中的兼容性,降低設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的損耗,提高設(shè)備運(yùn)行效率[2]。
在通信系統(tǒng)運(yùn)行過程中,通信設(shè)備需要通信電源為其提供充足的運(yùn)行動(dòng)力。若通信電源的可靠性不高,會(huì)導(dǎo)致通信系統(tǒng)故障,通信設(shè)施無法正常工作。在重要的通信領(lǐng)域中,通信電源即便出現(xiàn)極小的故障,也會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的問題。因此,通信電源應(yīng)具有極強(qiáng)的可靠性[3]。
在通信領(lǐng)域內(nèi),要求通信設(shè)備在運(yùn)行時(shí)具有較好的穩(wěn)定性。通信電源作為通信系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力來源也不例外,尤其在一些自動(dòng)化發(fā)展較為成熟的領(lǐng)域,對通信電源的穩(wěn)定性具有更高的要求。
在通信電源研發(fā)、運(yùn)行及維護(hù)的過程中需要極大的成本投入,若通信電源的運(yùn)行效率較低,則會(huì)導(dǎo)致大量的資源浪費(fèi)。同時(shí),通信電源的運(yùn)行也需要消耗大量的能量,若其運(yùn)行效率不高,也會(huì)影響通信系統(tǒng)整體的運(yùn)行效益[4]。
實(shí)現(xiàn)通信電源的模塊化設(shè)計(jì)能提高通信系統(tǒng)的維護(hù)工作效率,擴(kuò)充通信系統(tǒng)功能,還能夠降低通信電源系統(tǒng)的維護(hù)、管理成本。在通信電源運(yùn)行的過程中通過模塊劃分快速定位故障點(diǎn),以確保及時(shí)對故障問題進(jìn)行處理。
在對通信電源技術(shù)不斷優(yōu)化的過程中,為滿足科學(xué)發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新的需求,需要將高效節(jié)能作為未來發(fā)展的主要方向之一。為達(dá)到高效節(jié)能的目的,需要在通信電源技術(shù)的研發(fā)過程中加大高頻變換技術(shù)的研究力度。在通信電源技術(shù)的范圍內(nèi),開關(guān)電源為高頻變換技術(shù)的應(yīng)用提供較為優(yōu)良的硬件基礎(chǔ),以此促進(jìn)通信電源技術(shù)的智能化、現(xiàn)代化發(fā)展[5]。此外,功能集成技術(shù)的運(yùn)用使得通信電源中原有的電源結(jié)構(gòu)變得更加簡單。例如軟開關(guān)技術(shù),該技術(shù)不僅能夠有效降低開關(guān)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的損耗,而且還能促使開關(guān)效率和通信電源變換頻率得到有效提升。軟開關(guān)技術(shù)常用于諧振環(huán)路、緩沖電路以及諧振開關(guān)等,其借助電容或電感等儲(chǔ)能元件在開關(guān)管斷開或開通的同時(shí)將電流、電壓諧振或轉(zhuǎn)移至0,以此達(dá)到零電流開關(guān)或零電壓開關(guān)的目的?,F(xiàn)階段,我國已經(jīng)圍繞軟開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)出較為成熟的相關(guān)產(chǎn)品并投入到實(shí)踐中,如在通信模塊中應(yīng)用的零電流零電壓全橋移相變換器,其運(yùn)行效率可達(dá)到93%。
在通信電源技術(shù)發(fā)展的早期階段,研發(fā)重點(diǎn)大多集中于電源輸出優(yōu)化方面,而對電源輸入的相應(yīng)研究則較為欠缺。在傳統(tǒng)通信電源技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展過程中,其存在的局限性導(dǎo)致通信電源在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的電路諧波電流相對較大,不僅會(huì)造成嚴(yán)重的電網(wǎng)污染問題,而且還會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)波失真,進(jìn)而致使整個(gè)通信電力系統(tǒng)面臨著嚴(yán)重的安全隱患。近年來傳統(tǒng)通信電源技術(shù)已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)型,傳統(tǒng)的諧波電流技術(shù)已經(jīng)逐步被現(xiàn)代化的低諧波電流技術(shù)取代,這不僅有效降低了通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行過程中電源對電網(wǎng)的負(fù)載,同時(shí)也有效避免了其他電力設(shè)備在運(yùn)行過程中對諧波造成干擾的問題,具有較為顯著的先進(jìn)性。
蓄電池通常被當(dāng)作后備電源,在通信系統(tǒng)和通信設(shè)備的整個(gè)使用過程中都占據(jù)著十分重要的地位。若是能夠采用先進(jìn)的技術(shù)使蓄電池?fù)碛辛己玫男阅芎唾|(zhì)量,就能夠?yàn)橥ㄐ畔到y(tǒng)和通信設(shè)備的運(yùn)行提供充足且完善的后備直流電源,確保整個(gè)通信系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、高效運(yùn)行。隨著我國微電子技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域的突破和發(fā)展,已經(jīng)能夠在通信系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)逐漸搭構(gòu)出更加完整的數(shù)字化硬件平臺,通信電源的電池組和電池呈現(xiàn)出顯著的智能化、精密化以及環(huán)?;l(fā)展趨勢,已經(jīng)能夠滿足通信領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展與綠色化發(fā)展的實(shí)際需求。
現(xiàn)階段,我國采用的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)通常是集中分散式的監(jiān)控系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對通信電源內(nèi)部系統(tǒng)控制量和狀態(tài)的有效監(jiān)控,并通過與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的結(jié)合將監(jiān)控系統(tǒng)收集到的信息傳遞至整體運(yùn)行系統(tǒng)中的監(jiān)控模塊。監(jiān)控模塊的開發(fā)和應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對通信電源電池的全自動(dòng)化控制與管理,例如對電源電池的均浮充轉(zhuǎn)換、電池放電測試、在線管理以及停電后的來電預(yù)限流控制等。此外,監(jiān)控模塊還能實(shí)現(xiàn)對通信電源進(jìn)行無級限流調(diào)控和整流模塊電壓實(shí)行調(diào)控的工作。在面對異常狀況時(shí),能夠向管理人員發(fā)出警報(bào),以便及時(shí)采取有效的對應(yīng)保護(hù)措施。
通信工程建設(shè)的復(fù)雜程度不斷加深,通信系統(tǒng)在運(yùn)行過程中干擾因素也會(huì)不斷增加。在部分欠發(fā)達(dá)地區(qū),由于通信設(shè)施周圍的交通環(huán)境極其不利,極大地增加了通信電源設(shè)施管理與維護(hù)的難度。為了解決這種維護(hù)管理不便利的問題,需促使傳統(tǒng)的通信電源管理與控制模式發(fā)生改變,借助先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對通信電源運(yùn)行全過程的數(shù)字化控制。
在現(xiàn)階段的通信系統(tǒng)中,DC/AC逆變、蓄電池、AC/DC整流穩(wěn)壓以及SPWM同步鎖相都是其十分重要的組成部分,對這些部分進(jìn)行管理時(shí),相關(guān)工作人員可以充分利用數(shù)字化的控制與管理方式[6]。目前,部分通信建設(shè)工程項(xiàng)目已經(jīng)逐步引入了監(jiān)控軟件、微信處理器,這些軟件與設(shè)備能夠有效實(shí)現(xiàn)通信電源自我診斷、自我修復(fù)以及自我監(jiān)控的作用。在實(shí)際的應(yīng)用過程中,監(jiān)控設(shè)備與監(jiān)控軟件能夠自動(dòng)采集通信電源設(shè)備的全部信息,并對這些信息進(jìn)行全面、詳細(xì)的分析,以達(dá)到及時(shí)識別異常問題的目的。
綜上所述,高效、智能的通信電源技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成為我國民生發(fā)展的重要課題之一?;谖覈咝?、智能通信電源技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展需求,通信企業(yè)需要及時(shí)預(yù)測其發(fā)展趨勢,以確保通信電源能夠持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。