通信电源设计中的创新思维应用实践探讨

2020-06-09滕远林

江苏通信 2020年2期

滕远林

中通服节能技术服务有限公司

0 引言

通信电源是通信系统中的重要组成部分，通信电源设计为通信系统正常运营提供了保障。但是科技日新月异，技术不断优化革新，当前的通信电源设计已经不能很好地满足现代通信网络发展的实际需求。通信电源设计必须要进行创新改革，与时俱进，紧跟网络信息发展的速度，同步创新迭代，实时研发设计，携手共同发展。确保通信电源生产企业的生命力长远，提升经济效益与社会效益，促进企业健康可持续发展。

1 通信电源的作用

随着全球信息化时代的到来，现代通信行业越来越重要。在通信系统中，通信电源发挥着非常关键的作用。通信系统能够维持正常运行，为人们提供服务，依靠的就是通信电源提供的电力能源。通信电源提供的电能的稳定性关系到通信系统能否正常运行，关系到安全性和可靠性。如果通信电源设计存在缺陷，不能与实际需要匹配，或者存在质量方面的隐患，一旦发生故障，就会导致电力能源输送和供应停止，通信设备无法运行，通信网络瘫痪。在通信网络系统中，任何一个环节的故障，都会造成重大的经济损失，并且在系统故障排除和维修护理方面都需要付出大量的人力物力成本。因此，通信电源生产企业要强化源头质量管理，积极探索设计方案的优化措施，针对通信网络系统的实际需要，调整设计思路，创新设计思维，使通信电源的设计能够适应实际需求，与时俱进，更好地为社会提供优质服务。同时，也为企业更快更好地发展，提高企业核心竞争力奠定基础，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

2 通信电源技术的发展

2.1 高效率节能技术

在通信电源技术中，将电池或一次电源通过电能转换技术将其变成二次电源，利用二次电源可以供应各种设备对电力能源的需求，这是通信电源技术的核心内容。在一次电源转换为二次电源的过程中，开关电源通过高频的变化为能量转换奠定了硬件基础，也是通信电源技术不断优化升级和创新发展的基础条件之一。在现代通用的高频变化技术中，发展比较成熟的还有软开关技术、准谐振技术等，这些技术在未来的通信电源发展中，也会得到相应的运用。

2.2 全数字化控制

通信网络技术涉及到的行业范围越来越广泛，当前在通信网络运行和应用中，对模拟控制的系统、设备维护的要求越来越高。随着数字化控制设备的不断发展和实践应用，现代通信网络数字化控制系统的应用逐步普及，对通信电源的控制开始大范围的升级优化，由过去的模拟控制迈向全新数字化控制模式。全数字化控制与模拟信号相比较可以产生更小的量，精确度更高，芯片价格更低廉；在进行电流以及故障检测时，能够更加准确地得出数字，方便校正，有效提高设备的可靠性和安全性，同时，操作简便，客户容易学习，并能够很快适应通信电源设备。

2.3 网络化管理

随着互联网、物联网、云计算的发展以及现代信息处理技术的广泛应用，通信系统发展成为大局域网络系统。通信电源技术需要能够适应当前乃至未来网络信息技术的发展，能够满足数据处理、网络通信的各项技术指标要求；通信电源技术要具备保护数据安全的功能，要具备信息的处理、存储、打印的功能；通信电源技术要实现“智能型的人机友好界面”，方便技术人员对电源设备的技术参数、运行状态进行实时监视和控制；通信电源技术还要具备远程控制功能和安全保护功能，技术人员可以通过远程解码与之交流控制电源，同时又能防止程序被恶意改动。

2.4 低电流谐波处理技术

随着人类环保意识的提高，安全意识也得到重视。在通信电源技术发展的初期，对电源输入端的关注偏少，忽视了电网污染问题。低谐波输入技术的发展改善了电源输入端对电网的污染，降低了谐波干扰，有效提高了源效应。作为新兴绿色能源，低谐波输入技术前景广阔，必将得到市场的广泛认可和实践应用。环保、智能、安全是当今发展必须关注的大事，微电子技术的发展使得通信电源技术向着环保化、智能化的方向发展，电池与电池组必将逐渐更新换代，以适应通信网络技术的发展要求。

3 通信电源设计中的创新思维应用与实践分析

通信电源是通信系统中的重要部分，它能够确保整个通信系统的安全。随着科技的不断创新，通信电源也一直在创新。通信基站电源主要由交接供电、直流供电、接地以及监控系统组成（见图1）。我们要通过创新不断推出满足人们生活需求的产品。下面是相关技术单位对通信系统中的部分设备进行的应用以及实践分析。

3.1 直流远供技术

直流远供技术指的是通过特殊的高压支流电缆的运输方式给连接网络的另外一端设备进行供电，而实现该项技术的前提是现网点或者站点必须配置基础电源（见图2）。随着通信电源设计中创新思维的不断涌现，对于大部分传统通信设备供电方式而言，直流远供方式已经是大势所趋。从节能角度看，直流远供能控制远端备用电源功率的损耗、电源供电期间出现的电力损耗，实现节能降费；从系统设备方面看，直流远供能最大限度地简化设备，实现优化组合，省去了蓄电池组、开关电源等附属附件，优化基站塔，提升系统效率，保证安全平稳持续运行。在条件允许的场地环境可以采取双回路供电方式进行设计。采用直流远供技术，通信电缆截面积小，输电损耗少，能减少整体的成本投入，降低实际电力消耗。

图1 通信基站电源系统的组成

图2 直流远供技术示意图

在实际应用中，低功耗设备的供电应当优选直流远供技术，供电效果好，而且便于维护，普遍适用于室外的设备，视频监控点、WLAN 以及室外型的基站等都可采用直流远供技术。直流远供技术也能满足高速公路监控监测、地铁沿线覆盖基站系统等相关设备及其设施附件等的供电需要，特别是对无法获取电源的场地、场所的设备设施进行电源供应。直流远供技术不仅供电效果好，而且整体投资成本和费用低。在现代通信系统中，直流远供技术完成电源管理与供应的实践应用强，使用范围广，环境适应性好，在远端设备、低功耗设备、室外设备的电源供应方面效果良好，能够保证设备正常运行，促进整个系统管理质量与效率得到提升，降低投入费用。

直流远供技术不需要修建专用供电线路，日常管理只需对远供电缆实施维护，远供线缆适应性强，安全性高，维护方便。相较于传统的供电线路维护管理，直流远供以及远端开关电源相关设备配件的日常维护管理工作量大幅度降低。在实践中，通信的管线敷设与使用和远供电缆可以同时进行，外界环境一致，故障概率小，维修成本低廉。

3.2 低压供电系统中备用联络柜的科学安装与调整

低压供电系统中不仅设有主变压器，而且还要配备备用变压器，以保证系统供电的安全、平稳和可持续性。整个系统设备的日常工作，由主变压器完成全部的供电工作，备用变压器作为保障性存在，一旦主变压器发生故障无法完成电力供应，立即启动备用变压器接替主变压器完成供电任务，维持整个系统设备的安全稳定运行。万一主变压器与备用变压器全部发生故障，不能工作，就要启动油机，依靠油机转换柜与油机馈电柜对整个系统设备进行供电，这种设备的组合是保障整个系统设备的电力能源供应持续正常稳定的基础配置。假设油机转换柜和油机馈电柜和主变压器、备用变压器同时发生故障，整个系统设备的电源供应中断，系统瘫痪、崩溃。基于以上原理，低压供电系统中的备用联络柜安装与调整要科学合理，适应需要，满足供电要求。油机馈电柜应当安装在油机转换柜与馈电柜二者之间的区域，这样布设以后，当油机馈电柜发生故障无法正常工作时，油机能够依靠相关联的联络柜、馈电柜以及油机转换柜进行二次组合、形成新的供电体系，完成对系统设备的电源供应工作。通过这样的创新设计，传统的三条供电线路经过科学组合、合理安装、有机调整，能优化成为四条供电线路，在不增加设备成本的情况下，提高了电源供应的稳定性和安全性，确保通信系统的持续平稳，不间断运行。

3.3 两个直流屏上分别安装两组蓄电池

在早期的直流系统中，两组蓄电池的开关电源是结合在一起的，在进行管理时会出现混淆的问题。在蓄电池充电过程中，如果电流的电荷超过了蓄电池所能承载的极限，母线的电流也会增大，电流增大，那么蓄电池所受到的损坏也会增大，进而影响母线的使用寿命。两个直流屏上分别安装两组蓄电池，是现代创新科学的具体应用，两组蓄电池的直流配电屏通过中间的电源架交叉进行布设，使得电流在不同的母线中流动都能处于均匀分布状态，保持稳定安全的电力供应，有效地规避母线温度升高现象。通过这样的创新思路进行设计安装，能够有效延长母材的使用寿命，降低投入和维护成本，保障供应的持续平稳安全，同时，电源线的布设更加便利、简单。

3.4 以并联开关代替传统开关

在早期的供电系统中，USP 供电系统被广泛使用，每一个USP 供电系统都是相对独立的，如果某一部分供电系统出现故障，那么相对应的蓄电池也会停止工作。所以，加强系统开关布设的创新设计，应采用更为先进的并联开关代替传统老式开关。随着科技的发展，并联开关得到广泛应用和普及。并联开关的应用为整个通信系统提供了极大的方便。当设备进行维修或者处理各种故障时，将蓄电池的并联开关关闭，设备可以安全进行维修，同时，蓄电池还能与系统连接，进行持续平稳供电。采用并联开关，提高了蓄电池的利用效率，方便了维修和系统维护，设计科学合理，经济实用（见图3）。

图3 创新后的供电系统

3.5 蓄电池的创新设计

蓄电池是通信电源中的重要组成部分，是整个系统的“心脏”，发挥着至关重要的作用。传统的直流系统会对应两组蓄电池，蓄电池的正极和负极是通过独立的电缆与直流配电屏进行连接。随着现代通信电源的发展，传统直流系统中存在的不足也需要加强创新与改进。要按照安全、节能、环保的思路进行研发，在传统蓄电池的基础上，进行创新设计，不断优化升级，使蓄电池的工作性能更加突出，并且在节能降耗、安全环保方面有更好的表现，适合当前和未来发展的实际需求（见图4）。