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)品的使用者(用戶(hù))的需要的不斷發(fā)展; 二是產(chǎn)品的技術(shù)的發(fā)展.前者是外因,后者是內(nèi)因.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(lái)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,其隨著通信網(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(lái)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(lèi)越來(lái)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)從原理上而言其供電安全性要低于直流電源,因此,采用直流供電的通信設(shè)備種類(lèi)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(lái)的規(guī)模增長(zhǎng),但銷(xiāo)售金額規(guī)模來(lái)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(lái)幾年內(nèi)保持這種增長(zhǎng).

    2.3 通信直流電源產(chǎn)品的性能要求越來(lái)越高

    隨著通信由語(yǔ)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(lái)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(lái)越高,否則無(wú)法滿(mǎn)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),以及能源價(jià)格的不斷上漲,對(duì)通信直流電源產(chǎn)品在環(huán)境保護(hù)和節(jié)能方面提出了更高的要求.

    2.4 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)展和對(duì)覆蓋范圍的要求,以及出于建設(shè)成本考慮,用戶(hù)要求能提供滿(mǎn)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.

    2.5 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(hù)在設(shè)備建設(shè)初期需要支付采購(gòu)費(fèi)用,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.通信直流電源產(chǎn)品的用戶(hù)現(xiàn)在越來(lái)越關(guān)心產(chǎn)品整個(gè)生命周期成本和費(fèi)用,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)品的技術(shù)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),其涉及到多個(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),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.例如碳化硅(SiC)器件和新型磁性材料(如非晶材料)逐步開(kāi)始應(yīng)用到通信用整流器中,DSP芯片也開(kāi)始在整流器中得到規(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(xiàn)路技術(shù)、開(kāi)關(guān)變換器技術(shù)、諧振開(kāi)關(guān)技術(shù)、新型軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、功率因數(shù)校正技術(shù)、環(huán)路控制技術(shù)、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(xiàn)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(kāi)關(guān)模式,暫時(shí)不會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似從線(xiàn)性電源到開(kāi)關(guān)電源的階躍性的變化.

    4.2 功率密度不斷提高

    通信一次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.

    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 低成本

    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(guò)低的成本也會(huì)帶來(lái)一定的負(fù)面影響,一定程度上制約了性能的不斷提高.

    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.轉(zhuǎn)換效率越來(lái)越高,特別是實(shí)際工作情況下的轉(zhuǎn)換效率.2.要滿(mǎn)足更多的新標(biāo)準(zhǔn),如EMC、安全、環(huán)保等標(biāo)準(zhǔn).3.完善的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能不斷降低維護(hù)成本.4.更高的穩(wěn)定性滿(mǎn)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.

    5. 通信直流電源未來(lái)展望

    按照TRIZ理論(“創(chuàng)造性解決問(wèn)題的理論”的俄語(yǔ)縮略語(yǔ))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(kāi)關(guān)電源技術(shù)基本上開(kāi)始步入成熟期:效率的提升變得緩慢和困難、而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(lái)幾年甚至十幾年內(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(kāi)關(guān)穩(wěn)壓技術(shù)替代線(xiàn)性穩(wěn)壓技術(shù),給電源帶來(lái)了革命性的變化.