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浅谈通信设备电源新技术及其应用

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摘要:目前,我国电信事业在飞速发展,促进了通信电源设备的更新换代。文章主要从改进通信设备电源技术方面来阐述如何提高通信系统的效率。首先详细介绍了几种通信设备电源新技术,然后提出了通信电源设备在实际的应用中应该具备哪些要求,最后作了简要总结。

关键字:通信设备;电源新技术;应用;要求

1.引言

通信系统中通信电源是系统的核心部分之一,通信设备电源在整个通信行业中虽然占有很小的比例,但它是通信系统的关键基础设施,对通信质量有着重要的影响。如果通信电源发生了故障,会造成大面积的通信瘫痪,从而对国民经济带来巨大的损失。近几年来,随着科学技术的日新月异,迅速发展的电信事业带动了通信设备电源的更新换代,促进了通信设备电源系统的优化、健全,使得新业务、新设备以及新产品层出不穷。特别是新型电磁材料的更新,功率的变化以及控制方法的改进等技术相互融合,使得通信电源系统的可靠性增强,稳定性提高,供电质量得到改善,系统的各种配置更加合理;特别是电能的利用率有了较大提高、磨损消耗明显降低,较好地改善了通信系统的动态性。

2.通信设备电源新技术

(1)开关器件的改进

在通信电源系统中,开关整流器是比较重要的组成部分,对系统的可靠性,技术含量以及技术更新方面都有着重要的影响。早期传统的开关整流器现在已经被高频的整流器所代替。早期的整流器所使用的开关器件是可控硅,工作频率较低,且有较严重的污染,体积庞大笨重。现在一般都是采用MOSFET和IGBT等新一代开关器件, MOSFET开关器件的工作频率一般是几百千赫,有时可达上兆赫, IGBT开关器件采用了软件开发技术,其工作频率可达上百千赫。这两种开关器件为整流器器件的高频和高功率密度提供了较好的基础。

(2) 防雷网络技术

雷电的出现时短暂的,对于那些没有安装保护设施的设备来说,它们会受到雷电呈现的瞬间高压,便造成了极大的危害。一般雷击分为两种,分别是直击雷和感应雷。前者是危害性最大的雷击,直击雷一但击中线路后就会沿着电缆流过大量的雷击电流,这一电流会持续若干微妙,从而导致较大的危害。感应雷是借助于雷云之间的放电或者是雷云对地放电,感应电压会产生于附近的电缆或用电设施等导体上,设备的安全会受到这一感应电压危害。由于雷击带来的危害不计其数,迫使通信设备电源的防雷技术成为研究的热点,促使通信系统更加畅通。目前广泛采用的防雷技术主要有3道防线:一道是将部分雷击电流引入到其他的地方进行泄散,一道是对保护物上的雷电电压值进行限制,最后一道是阻塞进入波沿引入线进入设备的雷电过电压。这一防雷技术不仅高效地防止了雷击,还更好地防止了电网中的电压浪涌。

(3) 免维护蓄电池技术

早起的开口电池,由于在平时使用的过程中要受到水的蒸发以及充电终期的分解,对此要经常补充蒸馏水。再者由于该类型的电池中含有硫酸,在充电的过程中可能会带来酸雾,对环境造成了污染。这样会给电池的维护人员带来很多的工作。而现在的免维护性蓄电池具有较好的密封性,水分很难蒸发,加之该电池采用阴极吸收法可以阻止气体的产生,这使得该电池在使用的过程中不需要添加蒸馏水。由于免维修型蓄电池具有如此的优点,大大减少了电池维护人员的工作量,因此在通信系统中被大量采用。

(4) 电源集中组网监控技术

在通信系统中,对通信设备电源的监控一般采用先进的、集中的、自动化的方式进行管理通行电源和通信设备。通信系统中,采用集中监控的方式,其目的是对分布式的通信电源设备以及其他的遥控、遥测、实时监视设备的运行状态、记录并处理相关的数据,及时查找故障并对其维护,从而提高供电系统的可靠性。目前我国通信部门正努力组建动力和环境智能监控网络,这一技术不仅可以提高供电的可靠性,还可以达到无人维护管理的效果。

(5)功率因数校正

开关整流器内部所采用的变换形式有两种,一种是通过AC-DC整流和滤波电路把交流电转化为直流电,然后在经过DC-DC环节进行转化为所需的直流电。在这一过程中,电网供电往往会发生严重的畸变,基波频率不在是单一的正弦波,这样造成谐波污染,使得变压器和配电系统的损耗增加,还会干扰各种无线电通信的正常工作。为了解决上述的问题,提出了两类解决方案,无源滤波器和有源功率因数校正器。前者的优点主要是简单,成本低,且电磁干扰较小。后者可以获得较高的功率因数,工作环境的电压范围和频带较宽;而且体积小、质量轻,电压输出稳定性强。

3. 通信设备电源实际应用中的要求

3.1.要具有较强的可靠性

为了保证通信系统能畅通无阻,在提高通信设备的可靠性的同时还必须加强电源系统的可靠性,对于电源的间断时间不能大于1毫秒。一般来说,绝大部分的通信设备的用电均来自于电源系统,因此如果电源系统发生了故障,那么通信的质量会受到很大的影响。为了保障供电可靠,工作人员往往在直流供电系统中将整流器与电池并联浮充的方式进行供电。同时在开关整流器中采用整流模块并联的工作方式,这样当一个模块发生故障了,系统不会受到影响,仍可以正常用电。

3.2.稳定性

通信设备的正常工作需要有正常稳定的电源电压,因此电源电压值要控制在某一规定的范围之内。如果电源电压过高,会损害通信系统设备中的电子元件,反之,电源电压过低,不能带动通信系统正常的工作。此外,还要控制直流电源电压的脉动杂音值,该值越小越好,不会影响到通信的质量。

3.3.通信电源要小型化

目前集成电路正朝着小型化、集成化方向发展,为了适应通信设备这一发展趋势,通信电源设备也要实现小型化和集成化。另外,各种移动通信设备、航天、航空通信设备也要求电源装置的体积小且质量轻。为了达到这一目的,通信事业在广泛使用的电源开关均装有各种集成稳压器和无功频率变压器。近几年来,通信设备中大量使用的开关电源是工作频率高达几百kHz,且体积小,质量轻的谐振型开关。

3.4.通信电源的频率要高

在科技水平如此高的今天,通信设备的各种性能也有了较大的改进,现在通信设备的容量也越来越大,电源系统的负荷量也日趋增加,为了尽可能减少电能的浪费,必须要想法设法来改进电源装置,从而能够提高电源系统的效率。节能的核心措施就是采用的通信电源设备具有较高的效率,在以往使用的通信设备所配备的电源装置多采用相控型整流器,该装置的效率低,且变压器有较大的损耗,工作效率较低,而现在广泛使用的高频率开关电源的效率可以高达90%以上,因此能够减少大量的能源。

4.总结

当今社会的电力系统通信事业不断地发展,通信设备中的通信电源系统也随着得到了快速发展。供电电源技术也在不断的创新,有利于电源技术的迅速发展。如果工作人员能够全面、及时、准确地了解并掌握通信设备电源的状态和运行状况,就可以很好地保证电源处于安全的状态,确保通信畅通无阻。根据当前通信事业的发展状态,通信产品的功率密度不断提高,可靠性大大加强,使用成本也有较大的减少,还出现了智能化的网络管理等,从这些可以断定通信设备电源技术也即将踏入一个更加成熟的发展阶段。

参考文献

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