中心議題：

• 通信電源係統簡介
• 開關電源技術的現狀與發展趨勢
• 通信電源設計中的最新技術和注意事項

解決方案：

• 使用軟開關技術減少開關損耗，提高效率，為進一步提高變換頻率提供依據，並減少電磁幹擾
• 通過無源功率因數校正和有源功率因數校正降低電力電子設備諧波損耗、提高功率因數
• 在電路設計時使用計算機仿真技術是通信電源電路設計更高效
• 重視EMC、電路保護設計
  、重視結構造型和係統可維護性，發展智能監控功能

通信電源是通信係統必不可少的重要組成部分，其設計目標是安全、可靠
、高效
、穩定、不間斷地向通信設備提供能源。通信電源必須具備智能集散監控
、無人值守和電池自動管理等功能，從而滿足網絡時代的需求。

開關電源的發展曆程
開關電源的發展經曆了從線性電源
、相控電源到開關電源的發展曆程，由於開關電源具有功率轉換效率高、穩壓範圍寬、功率密度比大
、重量輕等優點，從而取代了相控電源
，成為通信電源的主體，並向著高頻小型化

、高效率、高可靠性的方向發展。計算機控製、計ji算suan機ji通tong信xin和he計ji算suan機ji網wang絡luo技ji術shu的de快kuai速su發fa展zhan，為wei通tong信xin電dian源yuan監jian控kong係xi統tong的de發fa展zhan和he完wan善shan提ti供gong了le外wai部bu條tiao件jian，使shi其qi發fa展zhan逐zhu步bu實shi現xian少shao人ren值zhi守shou，直zhi至zhi無wu人ren值zhi守shou。

通信電源係統簡介
通信電源係統按照容量可以劃分為：

• 中小容量電源係統：輸出容量在300A以下，適用於模塊交換局、移動基站
  、接入網等；
• 中大容量電源係統：輸出容量為300~600A，適用於中小交換局、移動基站、衛星通信站；
• 大容量電源係統：輸出容量在600A以上
  ，適用於大交換局
  、彙接局、長途局和關口局等。　

根據用戶實際需求，電源係統必須可以平滑擴容
，通信電源係統可以做到20~6000A的平滑擴容。通信電源係統由交流配電、整流櫃、直流配電和監控模塊組成。集散式監控係統可將交流配電櫃、直(zhi)流(liu)配(pei)電(dian)櫃(gui)和(he)整(zheng)流(liu)櫃(gui)放(fang)在(zai)不(bu)同(tong)樓(lou)層(ceng)，實(shi)現(xian)分(fen)散(san)供(gong)電(dian)，進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)。交(jiao)流(liu)配(pei)電(dian)櫃(gui)主(zhu)要(yao)完(wan)成(cheng)市(shi)電(dian)輸(shu)入(ru)或(huo)油(you)機(ji)輸(shu)入(ru)切(qie)換(huan)和(he)交(jiao)流(liu)輸(shu)出(chu)分(fen)配(pei)功(gong)能(neng)，要(yao)求(qiu)采(cai)取(qu)必(bi)要(yao)的(de)防(fang)護(hu)措(cuo)施(shi)
，交(jiao)流(liu)配(pei)電(dian)櫃(gui)一(yi)般(ban)具(ju)有(you)三(san)級(ji)防(fang)雷(lei)措(cuo)施(shi)、單麵操作維護、實時狀態顯示和告警等功能
；直流配電櫃主要完成直流輸出路數分配、電dian池chi接jie入ru和he負fu載zai邊bian接jie等deng功gong能neng
，一yi般ban要yao求qiu可ke自zi由you出chu線xian
，可ke出chu麵mian操cao作zuo維wei護hu，可ke實shi現xian櫃gui內nei並bing機ji和he櫃gui外wai並bing機ji，具ju有you狀zhuang態tai顯xian示shi和he告gao警jing功gong能neng，能neng檢jian測ce每mei一yi路lu熔rong斷duan器qi的de通tong斷duan狀zhuang態tai
；整zheng流liu櫃gui的de主zhu要yao功gong能neng是shi將jiang輸shu入ru交jiao流liu電dian轉zhuan換huan輸shu出chu為wei滿man足zu通tong信xin要yao求qiu的de直zhi流liu電dian源yuan，它ta一yi般ban由you多duo台tai整zheng流liu模mo塊kuai並bing聯lian組zu成cheng，共gong同tong分fen擔dan負fu載zai，並bing能neng良liang好hao地di均jun分fen負fu載zai，單dan模mo塊kuai故gu障zhang不bu應ying影ying響xiang係xi統tong工gong作zuo。電dian源yuan模mo塊kuai采cai用yong低di壓ya差cha自zi入ru均jun流liu技ji術shu
，使shi模mo塊kuai間jian的de電dian流liu不bu均jun衡heng度du小xiao於yu3％，並具有輸出短路故障自動恢複功能。

監控模塊主要實現交流配電櫃、直流配電櫃和模塊監控，此外還要進行電池自動管理功能。

通信電源係統作為通信網絡的能源供給者
，除了必須具備可靠、穩定等基礎特性外
，其電磁兼容設計

、防護設計、可操作性和可維護性也是非常關鍵的因素。

開關電源技術的現狀與發展趨勢
開關電源的基本電路可分為主電路、控製電路、監控電路和輔助保護電路等。主電路由電網濾波、整流橋
、PFC電路、DC/DC電路
、輸出濾波電路組成；控製電路主要包括PWM脈衝信號或SPWN脈衝信號；監控電路一般包括CPU電路、通信接口、顯示電路等；輔助保護電路一般包括控製電路等供電輔助電源、輸入過／欠壓保護

、輸出過／欠壓保護
、過流保護、防雷保護和短路保護等。

軟開關技術
軟ruan開kai關guan技ji術shu的de最zui大da優you點dian在zai於yu減jian少shao開kai關guan損sun耗hao
，提ti高gao效xiao率lv，為wei進jin一yi步bu提ti高gao變bian換huan頻pin率lv提ti供gong依yi據ju
，還hai能neng大da大da減jian少shao電dian磁ci幹gan擾rao。該gai技ji術shu常chang見jian的de實shi現xian方fang法fa包bao括kuo：緩衝電路、諧振環路和諧振開關等，其基本思路是利用電感或電容等儲能元件
，在開關管開通和關斷時將電壓／電流轉移或諧振到零
，從而實現零電壓或零電流開關。

軟開關技術已有成熟產品在應用，如零電壓零電流（ZVZCS）全橋移相變換器已應用於通信模塊電源，效率高達93％；邊緣諧振全橋變換電路也已應用於通信電源模塊。

PFC電路
傳統的電力電子設備（包括電源）
，會hui對dui周zhou圍wei的de電dian子zi設she備bei產chan生sheng危wei害hai
，並bing對dui電dian網wang產chan生sheng諧xie波bo汙wu染ran。一yi方fang麵mian，它ta們men會hui產chan生sheng二er次ci效xiao應ying，當dang電dian流liu渡du過guo線xian路lu阻zu抗kang時shi
，造zao成cheng諧xie波bo電dian壓ya降jiang，使shi電dian網wang電dian壓ya產chan生sheng畸ji變bian；另一方麵，它們還會造成電路故障，損壞變電設備，如變壓器過熱、LC振蕩、高次諧波電流渡過電容，誘使其過熱爆炸。為此，降低電力電子設備諧波損耗（THD），提高功率因數（PF），已成為學術界研究的熱點，生產廠家也不斷推出相關產品。

降低電力電子設備諧波損耗
、提高功率因數的方法主要包括無源功率因數校正和有源功率因數校正。單相APFC技術已相當成熟。三相有源PC技術複雜，成本較高，現基本還處於研究推廣階段。三相PFC與單相PFC的基點相同，通過電流跟蹤電壓變化，提高功率因數，減小諧波損耗。

在通信電源中
，當輸出功率在3kW以下時，一般采用單相輸入；當功率在3kW以上時
，一般采用三相輸入。目前的研究重點集中在三相PFC技術
，涉及到電路拓撲、控製技術
、軟開關技術、單級變換技術
、建模與仿真等技術。

電路設計
一般情況下，變換器的建模方法分為數字仿真法和解析建模法兩大類。數字仿真法包括分析軟件PSPICE、SABER
，它不需要新建電路模型，隻需建立電路仿真模型或等效電路即可
，分析方法簡單
、直zhi觀guan，應ying用yong廣guang泛fan。解jie析xi建jian模mo法fa通tong過guo解jie析xi表biao達da式shi描miao述shu開kai關guan變bian換huan器qi特te性xing
，建jian模mo直zhi觀guan明ming了le
，物wu理li概gai念nian清qing楚chu，可ke利li用yong線xian性xing電dian路lu和he古gu典dian控kong製zhi理li論lun對dui開kai關guan變bian換huan器qi進jin行xing穩wen態tai和he小xiao信xin號hao分fen析xi，對dui設she計ji提ti供gong指zhi導dao。

計算機仿真技術的應用越來越廣泛
，主要包括以下幾個發展方向：

• 數字電路與模擬電路相結合；
• 控製策略與實際電路相結合，如DSP、PWM
  、SPWM控製策略，空間矢量控製策略等
  
  ；
• 建模方法向硬件描述語言過渡，逐步實現標準化
  ，如MAST語言、Spectre-HDL等
  
  ；
• 多種仿真工具相結合
  ，電路仿真、熱仿真、流體仿真
  、應力仿真相結合，仿真工具包括Saber、Ansys
  、Cadence等
  ；

電磁兼容性設計（EMC）
通信電源設計必須考慮電磁兼容性設計，減少對外部環境的幹擾，消除外部幹擾，為此國際電工委員會（IEC）相繼發布了IEC61000係列電磁兼容標準
，我國國家質量技術監督局決定在國內"等同"采用。通信行業頒布的《通信電源設備電磁兼容性限值及測量方法》對此進行了詳細的規定，包括傳導、輻射、諧波電流

、電壓起伏、閃爍和抗擾性等要求，其中抗擾性又包括輻射電磁場
、射頻連續傳導信號、浪湧
、電快速瞬變脈衝群、電壓跌落和中斷等。

防護技術
fangleishejishibaozhengtongxindianyuanxitongkekaoyunxingdebibukeshaodehuanjie
，leidianduixinxishebeichanshengweihaidegenyuanzaiyuleidiandiancimaichong

，zhezhongleidiandiancimaichongbaokuoleidianliuheleidiandiancichang。leidianliushichanshengzhijileiguodianyadegenyuan，erleidiandiancichangzeshichanshengganyingleiguodianyadegenyuan。duiyutongxinshebeieryan，leidianguodianyalaiyuanzhuyaobaokuoganyingguodianya、雷電侵入波和反擊過電壓。在一般情況下，通信電源必須采取係統防護、概率防護和多級防護的防雷原則

，通信電源係統應采用三級防雷體係。

防潮
、防鹽霧和防黴菌設計稱為三防設計。在潮濕的海洋大氣中，電子設備會吸附一層很薄的濕水層（水膜），當水膜達到20~30分(fen)子(zi)層(ceng)厚(hou)時(shi)會(hui)形(xing)成(cheng)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)的(de)電(dian)解(jie)質(zhi)膜(mo)
，它(ta)對(dui)裸(luo)露(lu)的(de)金(jin)屬(shu)表(biao)麵(mian)具(ju)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)腐(fu)蝕(shi)活(huo)性(xing)。另(ling)外(wai)，溫(wen)度(du)突(tu)變(bian)會(hui)在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)產(chan)生(sheng)露(lu)點(dian)，使(shi)印(yin)製(zhi)線(xian)間(jian)絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻(zu)下(xia)降(jiang)
、元器件發黴，產生銅綠
、引yin腳jiao腐fu蝕shi斷duan裂lie等deng情qing況kuang。濕shi熱re環huan境jing為wei黴mei菌jun的de滋zi生sheng提ti供gong了le有you利li條tiao件jian，黴mei菌jun以yi電dian子zi設she備bei中zhong的de有you機ji物wu為wei養yang料liao，吸xi附fu水shui分fen並bing分fen泌mi有you機ji酸suan，破po壞huai絕jue緣yuan，引yin發fa短duan路lu
，加jia速su金jin屬shu腐fu蝕shi。為wei此ci，工gong程cheng上shang通tong常chang選xuan用yong耐nai蝕shi材cai料liao，通tong過guo鍍du、塗或化學處理方法對電子設備的表麵覆蓋一層金屬或非金屬保護膜，使之與周圍介質隔離
，從而達到防護的目的；在結構上采用密封或半密封形式隔絕外部環境；對印製板及組件表麵塗覆專用三防清漆，避免導線之間的電暈、擊穿，提高電源的可靠性；變壓器必須進行浸漆、端封
，以防潮氣進入引發短路。

安全設計
anquanxingshidianyuanshebeizuizhongyaodezhibiao，qibuanquanyinhuanbudanbunengwanchengzhengchangdegongdianyaoqiu
，erqiehaiyoukenengfashengyanzhongdeshigu
，shenzhizaochengjihuirenwangdejudasunshi。weici，bixujiaqianganquanxingshejigongzuo
，baokuofangdianweixian、過熱危險等。商用設備的安全標準包括UL

、CSA、VDE等，容許泄漏電流在0.5～5mA之間
，我國軍用標準 GJB1412規定的泄漏電流小於5mA。通信電源產品應通過中國CCEE安全認證和UL安全認證。

結構造型
現代機械設計的概念比較複雜
，在滿足功能的前提下


，還要滿足情趣、品味
、生產管理
、價jia格ge等deng各ge方fang麵mian的de要yao求qiu。通tong信xin電dian源yuan在zai產chan品pin結jie構gou性xing能neng方fang麵mian朝chao著zhe單dan麵mian操cao作zuo，自zi由you出chu線xian，模mo塊kuai化hua設she計ji，減jian低di成cheng本ben和he小xiao型xing化hua等deng方fang向xiang發fa展zhan。結jie構gou造zao型xing的de發fa展zhan方fang向xiang將jiang嚴yan格ge按anIEC-297標準尺寸設計，與國際行業接軌，實現不同企業產品的可替換件

，滿足安全規範、 EMC測試要求等。

操作與維護
在係統日趨小型化的今天

，操作和維護的方便性顯得非常重要
，它要求係統在設計之初就必須綜合考慮這一因素，如全正麵操作維護、機櫃靠牆安裝、在線維護和熱插拔技術等。電源係統的直流配電采用插箱式結構，滿足用戶的差異需求，安裝、維護方便
；整流模塊采用無損傷熱插拔技術；風冷自然冷兼容性設計；風扇更換時間少於30s，防塵網更換時間少於20s

，方便維護。

智能化監控
現xian代dai通tong信xin電dian源yuan係xi統tong基ji本ben上shang都dou采cai用yong集ji中zhong分fen散san式shi監jian控kong係xi統tong，對dui係xi統tong中zhong狀zhuang態tai量liang和he控kong製zhi量liang進jin行xing監jian控kong，通tong過guo網wang絡luo技ji術shu將jiang信xin息xi送song入ru監jian控kong模mo塊kuai。同tong時shi，監jian控kong模mo塊kuai還hai可ke對dui電dian池chi進jin行xing全quan自zi動dong管guan理li，包bao括kuo電dian池chi在zai線xian管guan理li、均浮充轉換、tingdianhoudelaidianyuxianliukongzhihedianchifangdianceshideng。jiankongmokuaihaikeduizhengliumokuaidianyajinxingtiaojiehewujixianliukongzhi，jiancezhengliumokuaizhuangtai，binggenjuxitongyunxingdeyichangqingkuangjinxingbaohuhegaojing。tongguojiankongmokuaishangwang

，keyizaiInternet上傳輸控製數據，使維護人員通過Internet進行數據查詢等維護工作。具有RS485／422

、RS232、內／外置Modem等多種接口。

結論
電力電子技術是一項非常重要的基礎支撐科技，現代科技領域的7個關鍵環節包括能源、環保、資訊、通信、生命科學
、材料、交通。其中的每一項領域，無一不和電力電子緊密相關
，開關電源作為一個重要方麵，具有美好的發展前景。