通信直流電源產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)簡(jiǎn)析

1. 引言

產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)往往決定于以下兩個(gè)因素：一是產(chǎn)品使用者（用戶）的需要不斷發(fā)展; 二是產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展。通信直流電源產(chǎn)品也基本遵從這樣的規(guī)律，市場(chǎng)需求和產(chǎn)品技術(shù)不斷推動(dòng)和促進(jìn)產(chǎn)品的發(fā)展，也決定了通信直流電源產(chǎn)品的發(fā)展速度和方向。本文將試圖從以上兩個(gè)因素來分析通信直流電源產(chǎn)品的發(fā)展。這里所述的通信直流電源是指將電網(wǎng)的交流電變換為直流48V（或其它電壓，如24V等）的通信用基礎(chǔ)電源系統(tǒng)。

2. 通信直流電源產(chǎn)品的市場(chǎng)需求發(fā)展

通信電源作為通信網(wǎng)絡(luò)中一種重要的基礎(chǔ)設(shè)備，隨著通信網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，也在不斷地發(fā)展與演變。隨著通信業(yè)的更新?lián)Q代，第三代移動(dòng)通訊時(shí)代的來臨，通信直流電源市場(chǎng)需求呈現(xiàn)以下一些特征。

2.1 通信直流電源產(chǎn)品的市場(chǎng)需求數(shù)量穩(wěn)步增長(zhǎng)

隨著通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,現(xiàn)在用通信直流電源供電的通信設(shè)備種類越來越多。從傳統(tǒng)的程控交換機(jī)到第三代移動(dòng)通信的各種移動(dòng)通信設(shè)備等，大都采用通信直流電源作為基礎(chǔ)電源。 雖然有很多數(shù)據(jù)通信設(shè)備采用UPS作為基礎(chǔ)電源,但UPS供電系統(tǒng)從原理上講其供電安全性要低于直流電源(關(guān)于直流電源與UPS供電可靠性的探討在業(yè)界有很多探討,這里不做詳述)。因此,采用直流供電的通信設(shè)備種類仍然保持不斷增多的趨勢(shì)。另外,隨著各國(guó)在通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下,相應(yīng)帶動(dòng)了通信直流電源的數(shù)量穩(wěn)步增長(zhǎng)。

2.2 通信直流電源產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格不斷下滑

雖然人力成本、原材料的價(jià)格,特別是金屬原材料的價(jià)格不斷上漲，一定程度上使得通信電源產(chǎn)品的材料成本上升。但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，通信直流電源設(shè)備的市場(chǎng)價(jià)格卻不斷在下降。市場(chǎng)價(jià)格的下滑一定程度上抵消了數(shù)量增長(zhǎng)帶來的規(guī)模增長(zhǎng)，但銷售金額規(guī)模來看，全球通信直流電源的市場(chǎng)仍然是穩(wěn)步小幅增長(zhǎng)并在未來幾年內(nèi)預(yù)計(jì)仍然保持這種增長(zhǎng)。

2.3 通信直流電源產(chǎn)品的能源使用效率要求越來越高

隨著世界能源價(jià)格的不斷上漲，人們對(duì)通信設(shè)備的節(jié)能越來越重視。相應(yīng)的，需要通信直流電源設(shè)備能夠盡量降低能源損耗，提高對(duì)能源的利用效率，降低能源消耗。

2.4 通信直流電源產(chǎn)品的性能要求越來越高

隨著通信由語音為主的通信時(shí)代轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)通信為主的時(shí)代，人們對(duì)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了越來越高的要求。相應(yīng)的，對(duì)通信直流電源設(shè)備而言，其各方面的性能要求也越來越高，否則無法滿足通信網(wǎng)絡(luò)的高性能要求。同時(shí)，隨著人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)對(duì)通信直流電源產(chǎn)品在環(huán)境保護(hù)方面提出了更高的要求。

2.5 通信直流電源產(chǎn)品的使用環(huán)境日趨復(fù)雜

早期的通信設(shè)備局站，都是室內(nèi)型設(shè)備，在通信機(jī)房中使用。但隨著移動(dòng)通信的發(fā)展使得通信覆蓋范圍的要求大大擴(kuò)展，只要有人活動(dòng)的地方，就需要通信服務(wù)。出于建設(shè)成本考慮，用戶要求能提供滿足各種應(yīng)用環(huán)境和條件的需求，如要求通信直流電源系統(tǒng)能夠室外使用、壁掛安裝、嵌入到通信主設(shè)備機(jī)柜中、與電池共用機(jī)柜、靠墻安裝等多種應(yīng)用環(huán)境和安裝方式。

2.6 通信直流電源產(chǎn)品的運(yùn)維成本要求更低

通信直流電源產(chǎn)品用戶在設(shè)備建設(shè)初期需要支付采購費(fèi)用（CAPEX），在運(yùn)行期間需要支付機(jī)房使用費(fèi)用、電力費(fèi)用、維護(hù)人員費(fèi)用、維護(hù)材料費(fèi)用等（OPEX）。通信直流電源產(chǎn)品的用戶現(xiàn)在越來越關(guān)心產(chǎn)品整個(gè)生命周期成本和費(fèi)用（TCO），這就希望產(chǎn)品的運(yùn)維各方面具有更低的成本。

3. 通信直流電源產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展

通信直流電源產(chǎn)品技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用性的技術(shù)，涉及到多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)，例如電子器件技術(shù)、電力電子變換技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、工藝制造技術(shù)等。這些領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展推動(dòng)了電源應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。使得通信直流電源技術(shù)發(fā)展近階段體現(xiàn)如下特征。

3.1 通信直流電源產(chǎn)品內(nèi)部各部分技術(shù)的發(fā)展存在不均衡性

通信直流電源產(chǎn)品一般由交、直流配電單元、整流器單元、監(jiān)控單元、蓄電池系統(tǒng)等幾部分構(gòu)成，但這幾部分的技術(shù)發(fā)展是不均衡的。其中發(fā)展最快的是整流器技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)，而配電技術(shù)則相對(duì)發(fā)展緩慢。這樣導(dǎo)致了整個(gè)通信直流電源系統(tǒng)內(nèi)部各部分的不均衡發(fā)展。

3.2 新型器件和材料得到不斷應(yīng)用

新型器件和材料的不斷涌現(xiàn)并被應(yīng)用到通信直流電源產(chǎn)品中。例如CoolMOS、碳化硅（SiC）器件和新型磁性材料（如非晶材料）逐步開始應(yīng)用到通信用整流器中，DSP芯片也在整流器中得到規(guī)模應(yīng)用。更高性能的單片機(jī)系統(tǒng)在監(jiān)控單元中不斷得到應(yīng)用，膠體電池得到大量應(yīng)用，燃料電池應(yīng)用進(jìn)入試用階段，鋰電池也在小功率場(chǎng)合開始應(yīng)用等。

3.3 功率變換技術(shù)不斷發(fā)展

作為通信直流電源的核心部件---整流器在技術(shù)上發(fā)展最為迅速。各種新型線路技術(shù)、開關(guān)變換器技術(shù)、諧振開關(guān)技術(shù)、新型軟開關(guān)技術(shù)、功率因數(shù)校正技術(shù)、環(huán)路控制技術(shù)、同步整流技術(shù)、軟件均流技術(shù)都在不斷迅速發(fā)展并在產(chǎn)品中得到商用。

3.4 新的監(jiān)控技術(shù)不斷應(yīng)用

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一些新型技術(shù)也不斷在通信直流電源產(chǎn)品中得到應(yīng)用，如CAN總線技術(shù)、IP通信技術(shù)、USB技術(shù)、基于英特網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)等。這些技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了通信直流的智能化發(fā)展。

4. 通信直流電源產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)

在需求與技術(shù)的共同推動(dòng)下，通信直流電源產(chǎn)品體現(xiàn)了如下的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

4.1 體系架構(gòu)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定

通信直流電源在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)還是維持現(xiàn)有的交流配電、整流器模塊（并聯(lián)）、直流配電、監(jiān)控單元、蓄電池等為主要組成部分的架構(gòu)，功率變換模式也將維持現(xiàn)有的高頻開關(guān)模式，暫時(shí)不會(huì)出現(xiàn)類似從線性電源到開關(guān)電源的階躍性的變化。以48V、24V為基礎(chǔ)電源的供電標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)維持不變;

4.2 能源使用效率不斷提高

通信直流電源的轉(zhuǎn)換效率不斷提高，不僅僅是滿載情況，全負(fù)載范圍內(nèi)的效率都在不斷提高。另外，通過監(jiān)控技術(shù)使得系統(tǒng)的節(jié)能性能不斷提高，如為適應(yīng)實(shí)際負(fù)載變化情況，整流器的休眠待機(jī)模式、輪換工作等。

4.2 功率密度不斷提高

通信直流電源的核心部件整流器的功率密度不斷提高，推動(dòng)了通信直流電源整機(jī)的功率密度不斷提高。但配電器件、蓄電池等密度基本維持穩(wěn)定，一定程度制約了整機(jī)系統(tǒng)的功率密度的提高比率。功率密度的不斷提高，也能減小占地面積/體積，降低機(jī)房使用費(fèi)用。

4.3 更高的可靠性

高可靠性是通信電源的最基本要求。隨著器件技術(shù)、通信電源技術(shù)的成熟，以及各通信直流電源設(shè)備廠家在可靠性研究上大力投入，通信直流電源產(chǎn)品可靠性呈不斷提高的趨勢(shì)。

4.4  更低的成本更好的維護(hù)性

市場(chǎng)價(jià)格的不斷下滑推動(dòng)生產(chǎn)廠家不斷降低產(chǎn)品的成本。 但過低的成本也會(huì)帶來一定的負(fù)面影響，一定程度上制約了性能的不斷提高。

同時(shí)，通信電源系統(tǒng)的維護(hù)性越來越好，熱插拔、模塊化成為主流，有效降低維護(hù)工作量和成本。

4.5  更高的性能

通信直流電源產(chǎn)品更高的性能體現(xiàn)在以下方面：

（1）要滿足更多的新標(biāo)準(zhǔn)，如EMC、安全、環(huán)保等標(biāo)準(zhǔn)；

（2）完善的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能；

（3）更高的穩(wěn)定性滿足數(shù)據(jù)通信的要求。

4.6  應(yīng)用方式更為靈活多樣

傳統(tǒng)的獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架式和嵌入式得以保持并不斷發(fā)展的同時(shí)，將支持更多的不同應(yīng)用方式，如室外應(yīng)用、室內(nèi)壁掛應(yīng)用等。

4.7  智能化的網(wǎng)絡(luò)管理

多層次的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)將得到大力發(fā)展，設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化管理成為主要的管理手段。有效降低維護(hù)人員成本，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可用性。

5. 通信直流電源未來展望

按照TRIZ理論（“創(chuàng)造性解決問題的理論”的俄語縮略語）描述的技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)化規(guī)律，一般而言，技術(shù)的生命周期包含四個(gè)階段：嬰兒期、成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期。種種跡象表明，通信直流電源的核心技術(shù)--開關(guān)電源技術(shù)基本上開始步入成熟期：效率的提升變得緩慢和困難、電源損耗不能大幅度降低限制了功率密度的進(jìn)一步提高，……。未來幾年甚至幾十年內(nèi)，通信直流電源產(chǎn)品將進(jìn)入一個(gè)緩慢發(fā)展的階段。直至有一天，一種新的電源變換技術(shù)出現(xiàn)，通信直流電源產(chǎn)品就會(huì)再出現(xiàn)一個(gè)階躍性的發(fā)展，就象開關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)替代線性穩(wěn)壓技術(shù)，給電源帶來了革命性的變化。

6. 結(jié)束語

對(duì)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)的分析,是一件見仁見智的事,本文從作者的視角出發(fā)簡(jiǎn)要描述了通信直流電源的發(fā)展現(xiàn)狀，希望能夠拋磚引玉，與通信電源行業(yè)的專家們共同交流。