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定制電源之中國通信電源產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

  • 上傳時間: 2019-12-25

       隨著電子電路的技術(shù)發(fā)展和直流48V通信電源的廣泛應(yīng)用,從而帶動了通信電源行業(yè)的蓬勃發(fā)展。以電力電子學(xué)為核心技術(shù)的通信電源產(chǎn)業(yè),從20世紀(jì)60年代中期開始形成。形成初期通信電源在通信行業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用不是很大,雖然通信電源是整個通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,但是通信電源在整個通信行業(yè)中占的比例相應(yīng)還是很小。電信運營商在電源產(chǎn)品上的采購主要是每年的設(shè)備維護和系統(tǒng)設(shè),其中電源設(shè)備的維護通常占采購量的比重更高。電信運營商每年用于電源系統(tǒng)的建設(shè)上的費用相對較少,除非電信系統(tǒng)需要大規(guī)模的升級或者擴建,運營商才會增加電源設(shè)備的采購量。 對于通信電源而言,買家并不僅限于電信運營商,還有電信設(shè)備制造商這個龐大的市場。動力無論是對提供電信服務(wù)的運營商,還是對設(shè)備研究開發(fā)、加工裝配的制造企業(yè)都是不可忽視的。中國是世界有名的制造基地,這也客觀上為電源產(chǎn)品造就了強大的市場支柱,這些將無疑幫助通信電源產(chǎn)業(yè)順利度過市場的冬天。 
       以整流技術(shù)(AC/DC)為主的各種電源裝置,如電解、電鍍和中小容量的AD/DC 變換器的出現(xiàn)是這個時期的主要標(biāo)志。經(jīng)過近十年的努力,我國電力半導(dǎo)體器件的研制和生產(chǎn)有了長足的發(fā)展。1970年在北京召開全國第一次"可控硅研制成果會議"。會議上的成果表明,我國的可控硅的電壓和電流容量、性能以及產(chǎn)品的穩(wěn)定性有了很大的提高,同時也出現(xiàn)了可控硅派生器件,如雙向可控硅和GTO等。這時期由當(dāng)時吉林炭素廠自行研制的硅整流電源的單機容量達到 125kA/165V;據(jù)說北京市某研究所也研究出100A/48V開關(guān)電源科研樣機。 
  進入20世紀(jì)八十年代,國際上開關(guān)電源開始實用化,PWM高頻調(diào)制技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)、處理網(wǎng)側(cè)諧波電流和提高網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的PFC技術(shù)的研究以及柔性交流輸電系統(tǒng)概念的提出引起學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的廣泛和濃厚興趣。它吹響了電力電子技術(shù)的應(yīng)用步入高效、高性能、高功率因數(shù)和低污染新階段的號角。受改革開放浪潮的激勵和發(fā)展電力電子技術(shù)的需要,我國于1980年在長春市召開中國電工技術(shù)學(xué)會屬下的電力電子學(xué)會籌備會,1981年7月在大連召開第一屆"全國電力電子學(xué)術(shù)年會"。學(xué)術(shù)年會的召開標(biāo)志著我國電力電子的學(xué)術(shù)交流從個別走向系統(tǒng)、全面和深入,從而加速了我國電力電子技術(shù)的發(fā)展,密切了學(xué)術(shù)界與企業(yè)的聯(lián)系,而有助于產(chǎn)業(yè)規(guī)模的形成。1983年,以從事直流和交流電源的民間人士為主,發(fā)起組建了"中國電源學(xué)會",經(jīng)過不懈的努力,2000年"中國電源學(xué)會"被中國科協(xié)接受為正式成員。應(yīng)該說,中國電源學(xué)會在推動開關(guān)電源和軟開關(guān)技術(shù)的研究上發(fā)揮了重要的作用。在這期間,我國電力電子業(yè)界掀起三大研究和開發(fā)熱潮:高頻電子鎮(zhèn)流器、高頻逆變-整流式弧焊電源和交流電機變頻調(diào)速。值得一提的是,20世紀(jì)70年代國際上革除工頻變壓器的"20千周革命 ",在這時期得到積極的響應(yīng),一些民營高科技公司,如北京的迪賽公司等開始了開關(guān)電源的量產(chǎn)化工作。同時,國內(nèi)少數(shù)單位也開展了DC/DC軟開關(guān)、DC/AC諧振環(huán)、雙PWM變頻調(diào)速和單相PFC等的基礎(chǔ)研究。此外,國內(nèi)還研制了SCR中頻臭氧電源和基于單片機控制的SCR中頻X射線機電源。 
  20世紀(jì)九十年代以來是我國電力電子技術(shù)和電源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的時期。據(jù)統(tǒng)計,九十年代初期我國器件和裝置的年產(chǎn)值也不過20億元左右。然而, 2001年基于場控器件的開關(guān)電源產(chǎn)品的年產(chǎn)值,僅原華為電氣一個公司就達到26億元,其他超億元年產(chǎn)值的公司有,武漢洲際、北京動力源、北京通力環(huán)、煙臺東方玉麟電子有限公司等等……。PC機開關(guān)電源、UPS和逆變焊機的公司也有年產(chǎn)值達億元以上的。通用變頻器的年產(chǎn)值接近1億元。這些情況僅限于個人了解的。由于統(tǒng)計是零散和局部的,缺乏全面的統(tǒng)計和權(quán)威統(tǒng)計機構(gòu)的工作,大量信息無法反映上來。盡管如此,上述情況也已說明近十年電源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展在加快。20世紀(jì)90年代國際上進行的電能變換裝置從使用電流控制型器件向使用電壓控制型器件轉(zhuǎn)變也在我國通信電源產(chǎn)品中得到充分體現(xiàn)。 
在國家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識指導(dǎo)下,我國電力電子技術(shù)的研究從吸收消化和一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎(chǔ)創(chuàng)新。除前述之外,具有代表性的研究成果和產(chǎn)品還有如下: 
 ?。?)獲2002年國家科技進步二等獎的±20MVA靜止無功發(fā)生器(SVG)工業(yè)試驗樣機 1999年投入現(xiàn)場運行; 
 ?。?)1998年8月在西藏安多縣建成100kW光伏電站; 
 ?。?)最近北京市零排放鋰電池電動公交車投入考核運行; 
 ?。?)30kVA動態(tài)電壓恢復(fù)器投入現(xiàn)場運行,其研究正在深入; 
 ?。?)磁懸浮概念車的階段性研究成果幾年前就通過鑒定; 
 ?。?)研制出采用壓電陶瓷變壓器的百瓦級降壓型開關(guān)電源產(chǎn)品; 
 ?。?)波音飛機上用的電子鎮(zhèn)流器小批產(chǎn)品通過民航總局認可; 
 ?。?)交流勵磁發(fā)電的研究取得進展; 
 ?。?)其他。 
  此外,目前國內(nèi)還開展了跟蹤國際多方面前沿性課題的研究或基礎(chǔ)創(chuàng)新研究。它包括"電力電子系統(tǒng)的積木式集成技術(shù)"、"所謂單級三相PFC"、"2700法拉雙電荷層電容器"、"多電平軟開關(guān)技術(shù)"、"鐵道供電系統(tǒng)的電流諧波抑制和功率因數(shù)改?quot;、"逆變器無線均流技術(shù)"、"電磁干擾的傳播特性"、"直流側(cè)諧波抑制的PWM控制策略"等。上述方面的成果和研究對提高我國電力電子的學(xué)術(shù)水平,提升電源產(chǎn)品的技術(shù)含量、趕超世界先進水平和增強國際競爭能力具有特別重要的意義。  但與國際發(fā)達國家相比,在應(yīng)用基礎(chǔ)研究深度方面差距為5-10年;在電源產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、開發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平、先進檢測設(shè)備、工人素質(zhì)、持續(xù)創(chuàng)新能力和公司體制等綜合實力方面差距估計為10-15年。對電源產(chǎn)品和裝置性能有極其重要影響的新型場控器件的芯片制造技術(shù)還處于非常脆弱狀態(tài)。電源產(chǎn)品分屬多個系統(tǒng)管轄,入網(wǎng)多頭重復(fù)檢測,統(tǒng)計局部而分散,有關(guān)電源裝置的展覽會滿天飛,這種混亂局面急需扭轉(zhuǎn),以面對入世的挑戰(zhàn)。目前當(dāng)務(wù)之急是,迅速成立全國性的電源行業(yè)協(xié)會。眼前要做的工作是: 
 ?。?)制定行業(yè)規(guī)劃; 
  (2)學(xué)習(xí)和熟悉WTO的規(guī)則,防止行業(yè)內(nèi)部損害; 
 ?。?)摸清行業(yè)情況; 
 ?。?)進行協(xié)調(diào)和統(tǒng)一工作; 
 ?。?)制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn); 
 ?。?)其他。 
  電力電子學(xué)的發(fā)展史實際上是一部圍繞提高效率、提高性能、小型輕量化、消除電力公害、減少電磁干擾和電噪聲進行不懈研究的奮斗史。隨著社會、經(jīng)濟和電力電子技術(shù)的發(fā)展,特別是信息社會的到來和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略深入人心,21世紀(jì)的通信電源裝置和系統(tǒng)對上述方面的要求更加強烈。這也正是21世紀(jì)電力電子產(chǎn)業(yè)或電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。其具體要求可歸納如下幾點: 
 ?。?)進一步提高電能變換效率,降低待機損耗; 
 ?。?)避免電力公害:盡量減少網(wǎng)側(cè)電流諧波,并使網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1; 
  (3)提高電源裝置和系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC); 
 ?。?)降低電噪聲; 
  (5)小型輕量化:通過高頻化、元件小型化和先進工藝加以實施; 
  (6)高性能:隨各種用電器而不同,如帶非線性負載能力、無線均流、GHZ以上CPU電源的快速電流響應(yīng)、直流側(cè)諧波抑制、智能化以及各種性能高指標(biāo)等。 
通信電源在整個通信行業(yè)中雖然占的比例比較小,但它是整個通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,是通信網(wǎng)絡(luò)上一個完整而又不可替代的獨立專業(yè)。對于電源產(chǎn)品來說也是最基礎(chǔ)的,產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展和變化速度也不同于其他通信產(chǎn)品,電源產(chǎn)品的種類繁多,包括高頻開關(guān)電源設(shè)備、半導(dǎo)體整流設(shè)備、直流-直流模塊電源、直流-直流變換設(shè)備、逆變電源設(shè)備、交、直流配電設(shè)備、交流穩(wěn)壓器、交流不間斷電源(UPS)、鉛酸蓄電池、移動通信手持機電池、發(fā)電機組、集中監(jiān)控系統(tǒng)等。 
  上述要求表明,用于電力系統(tǒng)的電能變換設(shè)備、服務(wù)于環(huán)保和人類健康的電源裝置、適合信息社會需要的電源產(chǎn)品、薄-輕-超小型電源模塊與裝置以及高效節(jié)能低污染的"綠色"電源產(chǎn)品將是21世紀(jì)的主流產(chǎn)品。國際上電力電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的這種發(fā)展趨勢值得中國通信電源行業(yè)認真研究。