第一篇:全球通信電源技術(shù)呈現(xiàn)出幾大未來發(fā)展趨勢(shì)
【報(bào)告名稱】: 全球通信電源技術(shù)呈現(xiàn)出幾大未來發(fā)展趨勢(shì)
【關(guān) 鍵 字】: 通信 電源 技術(shù) 未來 發(fā)展趨勢(shì)
【報(bào)告來源】: 中新浙江網(wǎng)
〖 報(bào)告內(nèi)容 〗
隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展和用戶對(duì)多種業(yè)務(wù)需求的與日俱增,使原來獨(dú)立設(shè)計(jì)運(yùn)營的傳統(tǒng)的電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)正在走向融合,“三網(wǎng)融合”已成為社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要大趨勢(shì)。這些變化的特征使原來業(yè)務(wù)獨(dú)立的運(yùn)營商逐步改變,對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提出了新的需求。
信息業(yè)的巨大發(fā)展,給電源市場帶來了巨大的市場機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn),同時(shí)對(duì)電源提出了一些新的需求。例如:多種物理設(shè)備放在一起,有電磁兼容的需求和機(jī)房面積和承重的要求;網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類變多使電源的負(fù)載變大,負(fù)載種類變多,對(duì)電源效率和種類有要求;機(jī)房和基站數(shù)目增多,對(duì)電源的可靠性和易維護(hù)性提出更高的要求,以滿足無人值守需要。電源工作環(huán)境的差異對(duì)電源的應(yīng)用環(huán)境也提出了新的需求,如更強(qiáng)電網(wǎng)適應(yīng)能力、環(huán)境適應(yīng)能力等,戶外電源就是這一需求的典型代表。電源是整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力心臟,新的網(wǎng)絡(luò)需要更可靠的電源。另外,隨著運(yùn)營商的全球化的趨勢(shì),電源設(shè)備也需要滿足全球不同市場對(duì)產(chǎn)品的特殊要求。
全球通信電源技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下幾大趨勢(shì):
(1)高效率,高功率密度,寬的使用環(huán)境溫度
隨著運(yùn)營商的設(shè)備的不斷增多,用電量加劇,機(jī)房面積緊張等客觀因素的存在,對(duì)電源產(chǎn)品提出了高效率,高功率密度,寬的使用環(huán)境溫度的要求。
新型高性能器件的不斷研發(fā)、涌現(xiàn)與應(yīng)用,例如:絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、智能IGBT功率模塊(IpM)、MOS柵控晶閘管(MCT)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)、超過恢復(fù)二極管、無感電容器、無感電阻器、新型磁材料和變壓器、EMI濾波器等。這些新型器件的應(yīng)用可以提高通信電源的開關(guān)頻率,減少電源外型尺寸,提高電源的功率密度。
在通信電源中,開關(guān)技術(shù)是提高電源效率的一個(gè)重要技術(shù)。軟開關(guān)技術(shù)、準(zhǔn)諧振技術(shù)中的具有代表性的是諧振變換、移相諧振、零開關(guān)pWM、零過渡pWM等電路拓?fù)?。隨著軟開關(guān)拓?fù)淅碚撗芯康纳钊胍约皯?yīng)用的普及,大大減少了硬開關(guān)模式下電源中功率器件在開通、關(guān)斷過程中電壓下降/上升和電流上升/下降波形交疊產(chǎn)生的損耗和噪聲,實(shí)現(xiàn)了零電壓/零電流開關(guān),降低損耗,提高電源系統(tǒng)的效率。
為了更好適應(yīng)環(huán)境,提高產(chǎn)品可靠性,220Vac工作的通信電源一般能夠工作在120-290Vac,環(huán)境適應(yīng)能力也由傳統(tǒng)的45°C提高到60°C,甚至75°C。
(2)網(wǎng)絡(luò)化智能化的監(jiān)控管理
隨著網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展,巨大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要的大量人力、物力投在設(shè)備的管理和維護(hù)工作,如:通信設(shè)施所處環(huán)境越來越復(fù)雜,人煙稀少、交通不便都增大了維護(hù)的難度。這對(duì)電源設(shè)備的監(jiān)控管理提出了新的需求。
通信電源系統(tǒng)的集中分散式監(jiān)控系統(tǒng)需要對(duì)系統(tǒng)中狀態(tài)量和控制量進(jìn)行監(jiān)控,還可對(duì)電池進(jìn)行全自動(dòng)管理;可以直接利用Internet上傳輸控制數(shù)據(jù),使維護(hù)人員通過Internet進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、控制等維護(hù)工作。利用友好的人機(jī)界面,使維護(hù)人員能夠方便地得到需要的信息。如各種保護(hù)、告警和數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)、處理、打印等功能;維護(hù)計(jì)劃,資產(chǎn)管理等工作。
(3)全數(shù)字化控制
數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展逐步表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì),如:采用全數(shù)字化控制技術(shù),有效地縮小電源體積降低了成本,大大提高了設(shè)備的可靠性和對(duì)用戶的適應(yīng)性。整個(gè)電源的信號(hào)采樣、處理、控制(包括電壓電流環(huán)等)、通信等均采用DSp技術(shù),可以獲得優(yōu)化的一致的穩(wěn)定的控制參數(shù)。可以采用更加靈活的控制方式,在各種電壓、溫度下優(yōu)化電源的輸出,如降額保護(hù)、pFC數(shù)字控制諧波。利用DSp技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更簡單穩(wěn)定的通信和均流,可以獲得良好的EMC指標(biāo)。智能化程度更高,如靈活的LED報(bào)警指示組合,無監(jiān)控的情況下可以通信。減少器件數(shù)目、提高模塊指標(biāo)、提高功率密度。消除模擬控制技術(shù)的器件離散性和溫漂,保證每個(gè)模塊均達(dá)到最優(yōu)指標(biāo),提高電源可靠性。模塊智能化程度更高,易于使用維護(hù)。
(4)安全、防護(hù)、EMC
考慮到設(shè)備復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境,電源設(shè)備需滿足相關(guān)的安全、防護(hù)、防雷標(biāo)準(zhǔn),才能保證電源的可靠運(yùn)行。
安全性是電源設(shè)備最重要的指標(biāo);商用設(shè)備需要通過相關(guān)的安全認(rèn)證,如UL、CSA、VDE,CCC等。防雷設(shè)計(jì)是保證通信電源系統(tǒng)可靠運(yùn)行的必不可少的環(huán)節(jié),對(duì)于通信設(shè)備而言,雷電過電壓來源主要包括感應(yīng)過電壓、雷電侵入波和反擊過電壓。在一般情況下,通信電源必須采取系統(tǒng)防護(hù)、概率防護(hù)和多級(jí)防護(hù)的防雷原則。通信電源系統(tǒng)一般需要采用三級(jí)防雷體系。
防潮、防鹽霧和防霉菌設(shè)計(jì)稱為三防設(shè)計(jì)。工程上通常選用耐蝕材料,通過鍍、涂或化學(xué)處理方法對(duì)電子設(shè)備的表面覆蓋一層金屬或非金屬保護(hù)膜,使之與周圍介質(zhì)隔離,從而達(dá)到防護(hù)的目的,一般在印制板涂三防漆;在結(jié)構(gòu)上采用密封或半密封形式隔絕外部環(huán)境。良好的EMC指標(biāo)使不同的電子設(shè)備能工作在一起;同時(shí)使使用者的電磁環(huán)境更加潔凈,避免電磁環(huán)境對(duì)使用者的傷害。一般滿足的標(biāo)準(zhǔn)有:EN55022,EN 300 386:2001,;CFR 47 part 15;Telcordia GR-1089 [NA requirement].(5)環(huán)保
環(huán)保的一方面的指標(biāo)是,通信電源的電流諧波符合要求。降低電源的輸入諧波,不但可以改善電源對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載特性,減小給電網(wǎng)帶來嚴(yán)重的污染,也可減少對(duì)其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的諧波干擾。另一個(gè)重要方面是,材料可循環(huán)利用和對(duì)環(huán)境無污染。這方面需要產(chǎn)品滿足WEEE/ROHS指令。
WEEE/ROHS指令包括兩部分的內(nèi)容,即涉及循環(huán)再利用WEEE和限制使用有害物質(zhì)的ROHS。
實(shí)施WEEE指令案的目的,最主要的就是防治電子電氣廢棄物(WEEE),此外是實(shí)現(xiàn)這些廢棄物的再利用、再循環(huán)使用和其它形式的回收,以減少廢棄物的處理。同時(shí)也努力改進(jìn)涉及電子電氣設(shè)備生命周期的所有操作人員,如生產(chǎn)者、銷售商、消費(fèi)者,特別是直接涉及報(bào)廢電子電器設(shè)備處理人員的環(huán)保行為。
實(shí)施ROHS指令案的目標(biāo)是使各成員國關(guān)于在電子電氣設(shè)備中限制使用有害物質(zhì)的法律趨于一致,有助于保護(hù)人類健康的和報(bào)廢電子電氣設(shè)備合乎環(huán)境要求的回收和處理。
從2006年7月1日起,投放于市場的新電子和電氣設(shè)備不包含鉛,汞,鎘,六價(jià)鉻,聚溴二苯醚(pBDE)或聚溴聯(lián)苯(pBB)。
艾默生網(wǎng)絡(luò)能源在2005年面向全球推出了一款2900W的全數(shù)字化AC/DC模塊。其工作電壓范圍為80~300V,額定效率達(dá)到92%以上,模塊采用先進(jìn)的電磁兼容設(shè)計(jì),同時(shí)滿足CE、NEBS、YD/T983等國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)要求。模塊功率密度:0.9677W/cm3。工作溫度-25°C~ 65°C,在海拔4000米高度仍能滿載工作。由于采用數(shù)字控制技術(shù),該模塊智能化程度很高,甚至連模塊的啟動(dòng)時(shí)間都可以設(shè)置,非常適合無人值守站使用。
第二篇:全球通信電源技術(shù)呈現(xiàn)出幾大未來發(fā)展趨勢(shì)
【報(bào)告名稱】:全球通信電源技術(shù)呈現(xiàn)出幾大未來發(fā)展趨勢(shì)
【關(guān)鍵字】:通信電源技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì)
【報(bào)告來源】:中新浙江網(wǎng)
〖報(bào)告內(nèi)容〗
隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展和用戶對(duì)多種業(yè)務(wù)需求的與日俱增,使原來獨(dú)立設(shè)計(jì)運(yùn)營的傳統(tǒng)的電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)正在走向融合,“三網(wǎng)融合”已成為社會(huì)發(fā)
展的一個(gè)重要大趨勢(shì)。這些變化的特征使原來業(yè)務(wù)獨(dú)立的運(yùn)營商逐步改變,對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提出了新的需求。
信息業(yè)的巨大發(fā)展,給電源市場帶來了巨大的市場機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn),同時(shí)對(duì)電源提出了一些新的需求。例如:多種物理設(shè)備放在一起,有電磁兼容的需求和機(jī)房面積和承重的要求;網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類變多使電源的負(fù)載變大,負(fù)載種類變多,對(duì)電源效率和種類有要求;機(jī)房和基站數(shù)目增多,對(duì)電源的可靠性和易維護(hù)性提出更高的要求,以滿足無人值守需要。電源工作環(huán)境的差異對(duì)電源的應(yīng)用環(huán)境也提出了新的需求,如更強(qiáng)電網(wǎng)適應(yīng)能力、環(huán)境適應(yīng)能力等,戶外電源就是這一需求的典型代表。電源是整個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力心臟,新的網(wǎng)絡(luò)需要更可靠的電源。另外,隨著運(yùn)營商的全球化的趨勢(shì),電源設(shè)備也需要滿足全球不同市場對(duì)產(chǎn)品的特殊要求。
全球通信電源技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下幾大趨勢(shì):
(1)高效率,高功率密度,寬的使用環(huán)境溫度
隨著運(yùn)營商的設(shè)備的不斷增多,用電量加劇,機(jī)房面積緊張等客觀因素的存在,對(duì)電源產(chǎn)品提出了高效率,高功率密度,寬的使用環(huán)境溫度的要求。
新型高性能器件的不斷研發(fā)、涌現(xiàn)與應(yīng)用,例如:絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)、智能IGBT功率模塊(IPM)、MOS柵控晶閘管(MCT)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)、超過恢復(fù)二極管、無感電容器、無感電阻器、新型磁材料和變壓器、EMI濾波器等。這些新型器件的應(yīng)用可以提高通信電源的開關(guān)頻率,減少電源外型尺寸,提高電源的功率密度。
在通信電源中,開關(guān)技術(shù)是提高電源效率的一個(gè)重要技術(shù)。軟開關(guān)技術(shù)、準(zhǔn)諧振技術(shù)中的具有代表性的是諧振變換、移相諧振、零開關(guān)PWM、零過渡PWM等電路拓?fù)?。隨著軟開關(guān)拓?fù)淅碚撗芯康纳钊胍约皯?yīng)用的普及,大大減少了硬開關(guān)模式下電源中功率器件在開通、關(guān)斷過程中電壓下降/上升和電流上升/下降波形交疊產(chǎn)生的損耗和噪聲,實(shí)現(xiàn)了零電壓/零電流開關(guān),降低損耗,提高電源系統(tǒng)的效率。
為了更好適應(yīng)環(huán)境,提高產(chǎn)品可靠性,220Vac工作的通信電源一般能夠工作在120-290Vac,環(huán)境適應(yīng)能力也由傳統(tǒng)的45°C提高到60°C,甚至75°C。
(2)網(wǎng)絡(luò)化智能化的監(jiān)控管理
隨著網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展,巨大網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要的大量人力、物力投在設(shè)備的管理和維護(hù)工作,如:通信設(shè)施所處環(huán)境越來越復(fù)雜,人煙稀少、交通不便都增大了維護(hù)的難度。這對(duì)電源設(shè)備的監(jiān)控管理提出了新的需求。
通信電源系統(tǒng)的集中分散式監(jiān)控系統(tǒng)需要對(duì)系統(tǒng)中狀態(tài)量和控制量進(jìn)行監(jiān)控,還可對(duì)電池進(jìn)行全自動(dòng)管理;可以直接利用Internet上傳輸控制數(shù)據(jù),使維護(hù)人員通過Internet進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、控制等維護(hù)工作。利用友好的人機(jī)界面,使維護(hù)人員能夠方便地得到需要的信息。如各種保護(hù)、告警和數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)、處理、打印等功能;維護(hù)計(jì)劃,資產(chǎn)管理等工作。
(3)全數(shù)字化控制
數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展逐步表現(xiàn)出了傳統(tǒng)模擬技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì),如:采用全數(shù)字化控制技術(shù),有效地縮小電源體積降低了成本,大大提高了設(shè)備的可靠性和對(duì)用戶的適應(yīng)性。整個(gè)電源的信號(hào)采樣、處理、控制(包括電壓電流環(huán)等)、通信等均采用D技術(shù),可以獲得優(yōu)化的一致的穩(wěn)定的控制參數(shù)??梢圆捎酶屿`活的控制方式,在各種電壓、溫度下優(yōu)化電源的輸出,如降額保護(hù)、PFC數(shù)字控制諧波。利用D技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更簡單穩(wěn)定的通信和均流,可以獲得良好的EMC指標(biāo)。智能化程度更高,如靈活的LED報(bào)警指示組合,無監(jiān)控的情況下可以通信。減少器件數(shù)目、提高模塊指標(biāo)、提高功率密度。消除模擬控制技術(shù)的器件離散性和溫漂,保證每個(gè)模塊均達(dá)到最優(yōu)指標(biāo),提高電源可靠性。模塊智能化程度更高,易于使用維護(hù)。
(4)安全、防護(hù)、EMC
考慮到設(shè)備復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境,電源設(shè)備需滿足相關(guān)的安全、防護(hù)、防雷標(biāo)準(zhǔn),才能保證電源的可靠運(yùn)行。
安全性是電源設(shè)備最重要的指標(biāo);商用設(shè)備需要通過相關(guān)的安全認(rèn)證,如UL、CSA、VDE,CCC等。防雷設(shè)計(jì)是保證通信電源系統(tǒng)可靠運(yùn)行的必不可少的環(huán)節(jié),對(duì)于通信設(shè)備而言,雷電過電壓來源主要包括感應(yīng)過電壓、雷電侵入波和反擊過電壓。在一般情況下,通信電源必須采取系統(tǒng)防護(hù)、概率防護(hù)和多級(jí)防護(hù)的防雷原則。通信電源系統(tǒng)一般需要采用三級(jí)防雷體系。
防潮、防鹽霧和防霉菌設(shè)計(jì)稱為三防設(shè)計(jì)。工程上通常選用耐蝕材料,通過鍍、涂或化學(xué)處理方法
對(duì)電子設(shè)備的表面覆蓋一層金屬或非金屬保護(hù)膜,使之與周圍介質(zhì)隔離,從而達(dá)到防護(hù)的目的,一般在印制板涂三防漆;在結(jié)構(gòu)上采用密封或半密封形式隔絕外部環(huán)境。良好的EMC指標(biāo)使不同的電子設(shè)備能工作在一起;同時(shí)使使用者的電磁環(huán)境更加潔凈,避免電磁環(huán)境對(duì)使用者的傷害。一般滿足的標(biāo)準(zhǔn)有:EN55022,EN300386:2001,;CFR47Part15;
TelcordiaGR-1089[NArequirement].(5)環(huán)保
環(huán)保的一方面的指標(biāo)是,通信電源的電流諧波符合要求。降低電源的輸入諧波,不但可以改善電源對(duì)電網(wǎng)的負(fù)載特性,減小給電網(wǎng)帶來嚴(yán)重的污染,也可減少對(duì)其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的諧波干擾。另一個(gè)重要方面是,材料可循環(huán)利用和對(duì)環(huán)境無污染。這方面需要產(chǎn)品滿足WEEE/ROHS指令。
WEEE/ROHS指令包括兩部分的內(nèi)容,即涉及循環(huán)再利用WEEE和限制使用有害物質(zhì)的ROHS。
實(shí)施WEEE指令案的目的,最主要的就是防治電子電氣廢棄物(WEEE),此外是實(shí)現(xiàn)這些廢棄物的再利用、再循環(huán)使用和其它形式的回收,以減少廢棄物的處理。同時(shí)也努力改進(jìn)涉及電子電氣設(shè)備生命周期的所有操作人員,如生產(chǎn)者、銷售商、消費(fèi)者,特別是直接涉及報(bào)廢電子電器設(shè)備處理人員的環(huán)保行為。
實(shí)施ROHS指令案的目標(biāo)是使各成員國關(guān)于在電子電氣設(shè)備中限制使用有害物質(zhì)的法律趨于一致,有助于保護(hù)人類健康的和報(bào)廢電子電氣設(shè)備合乎環(huán)境要求的回收和處理。
從2006年7月1日起,投放于市場的新電子和電氣設(shè)備不包含鉛,汞,鎘,六價(jià)鉻,聚溴二苯醚(DE)或聚溴聯(lián)苯()。
艾默生網(wǎng)絡(luò)能源在2005年面向全球推出了一款2900W的全數(shù)字化AC/DC模塊。其工作電壓范圍為80~300V,額定效率達(dá)到92以上,模塊采用先進(jìn)的電磁兼容設(shè)計(jì),同時(shí)滿足CE、NE、YD/T983等國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)要求。模塊功率密度:0.9677W/cm3。工作溫度-25°C~65°C,在海拔4000米高度仍能滿載工作。由于采用數(shù)字控制技術(shù),該模塊智能化程度很高,甚至連模塊的啟動(dòng)時(shí)間都可以設(shè)置,非常適合無人值守站使用。
第三篇:淺談電源產(chǎn)業(yè)及電源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
淺談電源產(chǎn)業(yè)及電源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
電力電子技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了電源技術(shù)的發(fā)展,而電源技術(shù)的發(fā)展有效地促進(jìn)了電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。迄今為止電源制造業(yè)已成為非常重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),并廣泛應(yīng)用于各個(gè)部門,其發(fā)展趨勢(shì)為:繼續(xù)朝高頻、高效、高密度化、低壓、大電流化和多元化發(fā)展。而封裝結(jié)構(gòu)、外形尺寸日趨國際標(biāo)準(zhǔn)化,以適應(yīng)全球一體化市場的要求,進(jìn)而使電源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入國際市場。電力電子技術(shù)已發(fā)展成為一門完整的、自成體系的高科技科學(xué),而電源技術(shù)又屬于電力電子技術(shù)的范疇。電源技術(shù)的主要用途之一是為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)。信息技術(shù)(IT)的發(fā)展對(duì)電源技術(shù)又提出了更高的要求,從而促進(jìn)了電源技術(shù)的發(fā)展,兩者相輔相成才有了現(xiàn)今蓬勃發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè)和電源產(chǎn)業(yè)。從日常生活到最尖端的科學(xué)都離不開電源技術(shù)的參與和支持,而電源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)對(duì)提高一個(gè)國家勞動(dòng)生產(chǎn)率的水平,即提高一個(gè)國家單位能耗的產(chǎn)出水平,具有舉足輕重的作用。而在這個(gè)方面我國與世界先進(jìn)國家的差距很大,作為一個(gè)電源工作者,應(yīng)該不僅只局限于完成當(dāng)前的本職工作,還必須通過各種信息渠道及時(shí)搜索和掌握電源技術(shù)最新發(fā)展方向與電源相關(guān)的元器件、原材料的最新發(fā)展動(dòng)態(tài),及時(shí)吸取國內(nèi)外先進(jìn)的薄膜工藝、厚膜工藝、集成化工藝等等,只有這樣才能設(shè)計(jì)出世界上一流的電源產(chǎn)品。
一、急速向多元化技術(shù)發(fā)展
電源是實(shí)現(xiàn)電能變換和功率傳遞的主要設(shè)備,是一種技術(shù)含量高、知識(shí)面寬,更新?lián)Q代快的產(chǎn)品。此產(chǎn)品現(xiàn)今已廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、能源、交通、運(yùn)輸、信息、航空、航天、航運(yùn)、國防、教育、文化等領(lǐng)域。在當(dāng)前信息時(shí)代,上述各行各業(yè)都在迅猛異常地發(fā)展,發(fā)展的同時(shí)又對(duì)電源產(chǎn)業(yè)提出了更多更高的要求。如節(jié)能、節(jié)電、節(jié)材、縮體、減重、防止污染、改善環(huán)境、可靠、安全等。這就迫使電源工作者在電源研發(fā)過程中不斷探索,尋求各種相關(guān)技術(shù),做出合格電源產(chǎn)品,以滿足各行各業(yè)的要求,從而又無形地帶動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的高速發(fā)展。而正由于這些技術(shù)的高速發(fā)展又推動(dòng)了電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前電源產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)地位的產(chǎn)品門類有:各種線性類穩(wěn)壓電源;通信用AC-DC開關(guān)電源;DC-DC開關(guān)電源;交流變頻調(diào)速電源;電解電鍍電源;高頻逆變式整流焊接電源;中頻感應(yīng)加熱電源;電力操作電源;正弦波逆變電源;大功率高頻高壓直流穩(wěn)壓電源;綠色照明電源;化學(xué)電源;UPS電源;可靠高效低污染的光伏逆變電源;風(fēng)光互補(bǔ)型電源等。而與電源相關(guān)的技術(shù)有:高頻變換技術(shù);功率轉(zhuǎn)換技術(shù);數(shù)字化控制技術(shù);全諧振高頻軟開關(guān)變換技術(shù);同步整流技術(shù);高度智能化技術(shù);諸多的電磁兼容相關(guān)技術(shù);各種形式的功率因數(shù)校正技術(shù);各種保護(hù)技術(shù);并聯(lián)均流控制技術(shù);脈寬調(diào)制技術(shù);各種變頻調(diào)速技術(shù);各種智能監(jiān)測技術(shù);各種智能化充電技術(shù);微機(jī)控制技術(shù);各種集成化技術(shù);網(wǎng)絡(luò)技術(shù);各種形式的驅(qū)動(dòng)技術(shù)和先進(jìn)的工藝技術(shù)。
二、性能價(jià)格比是贏得市場占有率的永恒主題
產(chǎn)品價(jià)格、各種性能指標(biāo)、品牌效應(yīng)及使用壽命一直是廣大用戶最關(guān)心的問題。縱觀國內(nèi)外幾家知名電源廠商及世界頂級(jí)電源供應(yīng)商都面對(duì)同樣的壓力,價(jià)格之爭、性能比拼、產(chǎn)品的精益求精以至藝術(shù)化、人性化都在時(shí)時(shí)地競爭著,特別是在當(dāng)前信息時(shí)代,由于信息網(wǎng)絡(luò)給客戶帶來網(wǎng)上定貨采購的可能,使產(chǎn)品價(jià)格變得日趨公開,迫使每個(gè)電源供應(yīng)商都在力求降低成本的一系列措施,盡量提高性價(jià)比,盡最大努力贏得市場占有率。
(一)用戶最關(guān)注的性能指標(biāo)
1.電氣性能指標(biāo)
除特種電源外,一般線性類和開關(guān)類電源均有數(shù)十項(xiàng)指標(biāo),但常提及的指標(biāo)有:輸出電壓精度、電網(wǎng)調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、溫度系數(shù)、輸出紋波及噪聲、輸入反射紋波電流、輸入
共模噪聲電流、保護(hù)性能及效率等。上述指標(biāo)必須用合格的測試設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的測試方法。
2.可靠性、安全性與質(zhì)量
質(zhì)量是企業(yè)的生命線,縱觀改革開放以來,我國企業(yè)的發(fā)展史,無不說明質(zhì)量在企業(yè)的興衰中起著舉足輕重的作用,尤其在我國進(jìn)入WTO后,電源設(shè)備必將進(jìn)入國際市場,而這個(gè)市場已經(jīng)是超越區(qū)域融貫全球的一體化市場,大家必須遵從國際貿(mào)易協(xié)定的共同準(zhǔn)則,必須加快融入全球一體化的步伐。企業(yè)必須接受安全、質(zhì)量體系等種種標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范的論證。當(dāng)今的電源企業(yè)決不能把質(zhì)量狹義地理解為企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量,而應(yīng)廣義地理解為企業(yè)的全面質(zhì)量。因此企業(yè)應(yīng)做到按照ISO9000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)證,明確自己企業(yè)的質(zhì)量目標(biāo)和質(zhì)量方針,對(duì)全員進(jìn)行質(zhì)量教育,把產(chǎn)品質(zhì)量貫穿于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的全過程。生產(chǎn)出技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量保證的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,供應(yīng)國內(nèi)外市場。切記,一定要做好產(chǎn)品的售后服務(wù)。另外一定要明確,產(chǎn)品的安全標(biāo)志是中國生產(chǎn)商進(jìn)入國際市場的重要通行證之一,所以加入WTO后,我國的電源生產(chǎn)商必須增加對(duì)國際UL認(rèn)證的了解和認(rèn)識(shí),必須按照程序,按照標(biāo)準(zhǔn),踏踏實(shí)實(shí)地做好這些工作,使自己的產(chǎn)品取得UL認(rèn)證,融入國際市場,目前UL是全球最大的安全認(rèn)定機(jī)構(gòu),按雙方協(xié)議委托中國北京、上海、廣州幾家研究所和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行此項(xiàng)工作。
3.關(guān)注EMC設(shè)計(jì)水平
電源設(shè)計(jì)人員應(yīng)知道,電磁兼容是專門研究在有限空間、時(shí)間以及頻譜資源條件下,各種電氣、電子設(shè)備可以共存而不引起性能降低的專門學(xué)科。這門科學(xué)是伴隨著無線電電子學(xué)中高頻、特高頻的應(yīng)用的發(fā)展而發(fā)展起來的。電磁兼容其實(shí)質(zhì)含義有:一方面是設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁騷擾,不應(yīng)對(duì)周圍設(shè)備造成不能承受的干擾,也不應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境造成不能承受的“污染”;另一方面是設(shè)備或系統(tǒng)對(duì)來自周圍環(huán)境中的電磁干擾應(yīng)具有足夠的抗御能力。要做到這些,相當(dāng)困難,設(shè)計(jì)者必須通過學(xué)習(xí)和大量的實(shí)踐,深刻認(rèn)識(shí)電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)生干擾的途徑等,采取有效措施,加大EMC設(shè)計(jì)。如:加電網(wǎng)濾波器,采取無源補(bǔ)償新方案,有效地抑制傳導(dǎo)干擾;加各種屏蔽措施,抑制輻射干擾;加RC吸收網(wǎng)絡(luò)在電路的適當(dāng)部位吸收開關(guān)尖峰,利用各種軟開關(guān)技術(shù),切實(shí)保證電源開關(guān)器件零電壓下導(dǎo)通,零電流下關(guān)斷,以減小過高的電流、電壓梯度所帶來的嚴(yán)重電磁干擾。合理設(shè)計(jì)印制板,合理的地線布局等都會(huì)減小電磁干擾,總之,當(dāng)前電磁兼容技術(shù)發(fā)展很快,用戶對(duì)電磁兼容的要求也會(huì)愈來愈高,值得電源供應(yīng)商加倍注意。
4.齊全的保護(hù)功能
目前,電源中所使用的功率器件價(jià)格較貴,其控制電路也比較復(fù)雜,另外電源負(fù)載一般都是大量的集成化程度很高的器件,而這些器件一般耐受電、熱、沖擊能力較差。電源的保護(hù)應(yīng)兼顧本身和負(fù)載的安全。目前保護(hù)的種類很多,如:極性保護(hù)、程序保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過熱保護(hù),這些保護(hù)為一般常用的幾種。由于當(dāng)前電源的種類很多,用途也極為廣泛,所以對(duì)保護(hù)的要求各有側(cè)重,按要求而定。因?yàn)殡娫粗屑恿吮Wo(hù)電路后,勢(shì)必增加器件,反過來又會(huì)影響系統(tǒng)的可靠性,為此要求保護(hù)電路本身的可靠性一定要高,以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性,進(jìn)而提高電源本身的MTBF,這就要求保護(hù)的邏輯嚴(yán)密,電路簡單,元件最少,除此而外還要考慮所保護(hù)的電路本身出現(xiàn)故障的維修度,確保電源的正常工作和高可靠性。
(二)降低成本的主要途徑
1.采用先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理模式,盡力縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。
2.加強(qiáng)全員質(zhì)量意識(shí),把產(chǎn)品質(zhì)量貫穿于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的全過程,力爭產(chǎn)品一次合格率100%,確保合同履行率100%與顧客滿意度100%。
3.電源產(chǎn)品的性能以滿足用戶工作要求為宜,不必過分地追求高指標(biāo)并合理地選擇元器件、原材料,盡可能地降低成本。
4.重視人才資源管理,走以人為本之路。不但要培養(yǎng)、尊重和愛護(hù)人才,還要合理的安排
和使用,有效地發(fā)揮其作用,絕不浪費(fèi)人才資源。
5.以最大的信息量和信譽(yù)度加大市場占有率和資金回收率。
三、高頻、高效、低壓化、標(biāo)準(zhǔn)化是開關(guān)電源主要發(fā)展趨勢(shì)
(一)在封裝結(jié)構(gòu)上正朝著薄型,甚至超薄型方向發(fā)展
以前標(biāo)準(zhǔn)模塊的高度是0.5英寸,最近這個(gè)高度已下降到0.375英寸,一般客戶要求薄型封裝尺寸為7.5mm(0.295英寸)、8.5mm(0.335英寸)和10mm(0.394英寸)。外形尺寸趨于國際標(biāo)準(zhǔn)化尺寸,多為1/
8、1/
4、1/
2、3/4和全磚式結(jié)構(gòu),輸出端子相互兼容的設(shè)計(jì)日趨明顯。模塊內(nèi)部控制電路傾向于采用數(shù)字控制方式,非隔離式DC-DC變換器比隔離式增長速度快,分布式電源比集中式電源發(fā)展快。
(二)低電壓化
半導(dǎo)體工藝等級(jí)在未來十年將從0.18微米向50納米工藝邁進(jìn),芯片所需最低電壓最終將變?yōu)?.6V,但輸出電流將朝著大電流方向發(fā)展。據(jù)市場調(diào)查得知,隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展,未來用戶所需電源電壓有下降的趨勢(shì),估計(jì)不久將來1V及1V以下的電源需求量將有明顯增加,市場占有率會(huì)占一定比率。
(三)高效化
應(yīng)用各種軟開關(guān)技術(shù),包括無源無損軟開關(guān)技術(shù)、有源軟開關(guān)技術(shù),如ZVS/ZCS諧振、準(zhǔn)諧振;恒頻零開關(guān)技術(shù);零電壓、零電流轉(zhuǎn)換技術(shù)及目前同步整流用MOSFET代替整流二極管都能大大地提高模塊在低輸出電壓時(shí)的效率,而效率的提高使得敞開式無散熱器的電源模塊有了實(shí)現(xiàn)的可能。這類模塊是當(dāng)今世界模塊潮流,必將得到廣泛應(yīng)用。隨著器件性能的改變,電源效率即將達(dá)到92%(5V)、90%(3.3V)、87.5%(2V)。
(四)大電流、高密度化
1991年高功率密度定義為每立方英寸輸出功率為25W,以后逐年增加,1994年為每立方英寸36W、1999年為每立方英寸52W、2001年每立方英寸為96W。現(xiàn)在每立方英寸達(dá)數(shù)百瓦的程度。在全球范圍內(nèi),高功率密度直流轉(zhuǎn)換模塊市場以每年16.8%的增長速度向前發(fā)展。輸出電流將增長到半磚80A、1/4磚50A,目前日本TDK公司推出新一代分布式隔離型DC-DC轉(zhuǎn)換器,其參數(shù)為1/4磚:輸入電壓42~58V、輸出電壓12V、輸出電流27A、效率為95%,功率密度已達(dá)每立方英寸236W;1/8磚:輸入電壓42~58V、輸出電壓12V、輸出電流13.5A、效率為95%,功率密度已達(dá)每立方英寸214W。
(五)高頻化
為了縮小開關(guān)電源的體積,提高電源的功率密度并改善其動(dòng)態(tài)響應(yīng),小功率DC-DC變換器的開關(guān)頻率已將現(xiàn)在的200~500kHz提高到1MHz以上,但高頻化又會(huì)產(chǎn)生新的問題,如開關(guān)損耗以及無源元件的損耗增大,高頻寄生參數(shù)以及高頻電磁干擾增大等。
四、一流電源產(chǎn)品離不開先進(jìn)的元器件及先進(jìn)的工藝
(一)功率器件的發(fā)展是電源技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)
功率MOSFET是目前最快速度的功率器件。目前較先進(jìn)的水平為:電壓可達(dá)1200V,電流可達(dá)60A,頻率可達(dá)2M Hz,導(dǎo)通電阻可達(dá)約0.1Ω。提高器件耐壓,同時(shí)減小其導(dǎo)通電阻仍是今后MOSFET的主要研究方向。
絕緣柵雙極型晶體管IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復(fù)合而成的電力電子器件,它的控制極為絕緣柵控場效應(yīng)晶體管,輸出極為PNP雙極功率晶體管,因而具有兩者的優(yōu)點(diǎn),克服了兩者的缺點(diǎn)。目前耐壓可達(dá)6.5kV,電流可達(dá)1.2kA,今后的主攻方向仍是擴(kuò)大
容量,減小內(nèi)阻,以減小導(dǎo)通損耗。這里提及的是,由于IGBT經(jīng)常工作在高頻、高壓、大電流狀態(tài)下,又由于電源作為系統(tǒng)的前級(jí),易受電網(wǎng)波動(dòng)、雷擊影響,容易損壞;,故IGBT的可靠性直接影響電源的可靠性,所以在選擇IGBT時(shí),除作降額考慮外,對(duì)IGBT的保護(hù)設(shè)計(jì)也極為重要。
IGCT是GTO的更新?lián)Q代產(chǎn)品,它主要是通過分布集成門極驅(qū)動(dòng),淺層發(fā)射極等技術(shù)。器件的開關(guān)速度有一定提高,同時(shí)減少了門極驅(qū)動(dòng)的功率,方便了應(yīng)用,而IGCT的發(fā)展趨勢(shì)仍然是高電壓、大容量。
(二)變壓器與磁性元件
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和成熟,人們逐漸認(rèn)識(shí)到磁性元件不僅是電源中的功能元件,同時(shí)其體積、重量、損耗在整機(jī)中也占相當(dāng)比例。據(jù)統(tǒng)計(jì),磁件的重量一般是變換器總重量的30%~40%,體積占總體積的20%~30%,對(duì)于高頻工作,模塊化設(shè)計(jì)的電源,磁件體積、重量所占的比例還會(huì)更高。另外,磁件還是影響電源輸出動(dòng)態(tài)性能和輸出紋波的一個(gè)重要因素。因此,要提高電源的功率密度、效率和輸出品質(zhì),就應(yīng)對(duì)減小磁件體積、重量及損耗的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入研究,并立足于應(yīng)用,以滿足電源發(fā)展的需要。
對(duì)于低、中頻電源,建議采用R型變壓器,其特點(diǎn)是:損耗低、體積小、無噪聲、抗干擾能力強(qiáng)。目前發(fā)展?fàn)顩r是單相功率范圍已擴(kuò)展到1VA~100kVA,三相功率范圍已擴(kuò)展到315kVA。未來主攻的方向是設(shè)法克服應(yīng)用中沖擊電流比較大的缺點(diǎn)(即變壓器次級(jí)開路,初級(jí)加額定電壓時(shí)的瞬間,初級(jí)所形成的沖擊電流)。
對(duì)于高頻變壓器,主要用于各種形式的開關(guān)電源,頻率為20~500kHz,功率可做到數(shù)十千瓦。所用材料主要是非晶、微晶、超微晶、軟磁鐵氧體材料,當(dāng)變壓器工作頻率大于700kHz時(shí),變壓器中的渦流損耗急劇增加,約占總損耗的80%,為減小其損耗,必須在功率鐵氧體材料中加納米添加劑,從而出現(xiàn)了用納米晶軟磁合金和納米晶磁材制成的各種變壓器。當(dāng)前比較好的有日本TDK公司、FDK公司所提供的高頻磁芯和德國VAC公司所推出的超微晶磁材,這種磁材具有非常高的初始導(dǎo)磁率,一般高達(dá)幾萬,而材料所使用的頻率均為300kHz~1MHz,中心頻率為500kHz。目前磁性材料最高工作頻率可達(dá)1.5MHz,這就是我國研制的MnZn鐵氧體TP5A材料。以上這些材料所制成的變壓器有貼片變壓器、印制焊接式變壓器、變壓器模塊、各種形式的分體式變壓器、插入式變壓器,PCB平面變壓器及多層線路板平面變壓器。而平面多層變壓器,目前已能提供功率從5W~25kW,頻率為50kHz到2MHz的一系列PM產(chǎn)品,預(yù)計(jì)最近幾年來電源變壓器需求旺盛,已成為發(fā)展迅速的熱門產(chǎn)品,而電子變壓器未來發(fā)展的目標(biāo)是輕量、高效、高密度化,電源變壓器發(fā)展的目標(biāo)是表面安裝、高功率和高壓化。
(三)磁集成技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用
所謂磁集成技術(shù),就是將變換器中的兩個(gè)或多個(gè)分立磁體繞制在一副磁芯中,從結(jié)構(gòu)上集中在一起。集中后的磁件擬稱為集成磁件,該技術(shù)通過一定的耦合方式,合理的參數(shù)設(shè)計(jì),能有效地減小磁件的體積和損耗。在一定應(yīng)用場合,還可以減小電源輸出紋波,提高電源輸出的動(dòng)態(tài)性能。另外磁集成技術(shù)可以減少連接端,從而有效地減小大電流場合端子的損耗。集成技術(shù)的發(fā)展歷史已有70余年,目前已能實(shí)現(xiàn)電感與電感集成,電感與變壓器集成,并廣泛地應(yīng)用于電壓調(diào)整模塊,功率因數(shù)校正變換,諧振變換器等場合,隨著未來電源的發(fā)展,新型磁性材料和磁芯將不斷涌現(xiàn),勢(shì)必對(duì)磁集成技術(shù)提出更高的要求,所以此技術(shù)今后的主攻方向是進(jìn)一步拓寬磁集成技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,擴(kuò)大應(yīng)用場合,不斷研究適用于新的磁性材料與磁芯結(jié)構(gòu)的磁集成技術(shù),為電源縮體、減重做出貢獻(xiàn)。(美國山特UPS哈辦)
第四篇:當(dāng)今電源產(chǎn)業(yè)及電源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
多學(xué)時(shí)電子技術(shù)專題報(bào)告
時(shí)間:2013春季學(xué)期班級(jí):學(xué)號(hào):姓名: 當(dāng)今電源產(chǎn)業(yè)及電源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
摘要:電力電子技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了電源技術(shù)的發(fā)展,而電源技術(shù)的發(fā)展有效地促進(jìn)了電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。迄今為止電源已成為非常重要的基礎(chǔ)科技和產(chǎn)業(yè),并廣泛應(yīng)用于各行業(yè),其發(fā)展趨勢(shì)為高頻、高效、高密度化、低壓、大電流化和多元化。同時(shí),封裝結(jié)構(gòu)、外形尺寸日趨國際標(biāo)準(zhǔn)化,以適應(yīng)全球一體化市場的要求。
關(guān)鍵詞:發(fā)展趨勢(shì);電源產(chǎn)業(yè);標(biāo)準(zhǔn)化
一、速向多元化技術(shù)發(fā)展
電源設(shè)備用以實(shí)現(xiàn)電能變換和功率傳遞,是一種技術(shù)含量高、知識(shí)面寬、更新?lián)Q代快的產(chǎn)品?,F(xiàn)今已廣泛應(yīng)用到工業(yè)、能源、交通、運(yùn)輸、信息、航空、航天、航運(yùn)、國防、教育、文化等領(lǐng)域。在信息時(shí)代,上述各行各業(yè)都在迅猛地發(fā)展,發(fā)展的同時(shí)又對(duì)電源產(chǎn)業(yè)提出了更多更高的要求。如節(jié)能、節(jié)電、節(jié)材、縮體、減重、防止污染,改善環(huán)境、可靠、安全等。這就迫使電源工作者在電源研發(fā)過程中不斷探索,并利用各種相關(guān)技術(shù),做出合格電源產(chǎn)品,以滿足各行各業(yè)的需求。顯然,電源技術(shù)的發(fā)展將帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,而相關(guān)技術(shù)的發(fā)展反過來又推動(dòng)了電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前在電源產(chǎn)業(yè),占主導(dǎo)地位的產(chǎn)品有各種線性穩(wěn)壓電源、通訊用的AC/DC開關(guān)電源、DC/DC開關(guān)電源、交流變頻調(diào)速電源、電解電鍍電源、高頻逆變式整流焊接電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電力操作電源、正弦波逆變電源、大功率高頻高壓直流穩(wěn)壓電源、綠色照明電源、化學(xué)電源、UPS、可靠高效低污染的光伏逆變電源、風(fēng)光互補(bǔ)型電源等。而與電源相關(guān)的技術(shù)有高頻變換技術(shù)、功率轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)字化控制技術(shù)、全諧振高頻軟開關(guān)變換技術(shù)、同步整流技術(shù)、高度智能化技術(shù)、電磁兼容技術(shù)、功率因數(shù)校正技術(shù)、保護(hù)技術(shù)、并聯(lián)均流控制技術(shù)、脈寬調(diào)制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、智能監(jiān)測技術(shù)、智能化充電技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)、集成化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、各種形式的驅(qū)動(dòng)技術(shù)和先進(jìn)的工藝技術(shù)。
二、價(jià)格比是贏得市場占有率的永恒主題
產(chǎn)品價(jià)格、性能指標(biāo)、品牌效應(yīng)及使用壽命一直是用戶最關(guān)心的問題??v觀國內(nèi)外幾家知名電源廠商及世界頂級(jí)電源供應(yīng)商都面對(duì)同樣的壓力,即價(jià)格之爭、性能拼比、產(chǎn)品的精益求精以至藝術(shù)化競爭,特別是在信息時(shí)代,由于信息網(wǎng)絡(luò)給用戶帶來網(wǎng)上定貨采購的可能,這使產(chǎn)品價(jià)格變得日趨公開,迫使每個(gè)電源供應(yīng)商苦思冥想尋求降低成本的一系列措施,盡量提高性價(jià)比,以贏得市場占有率。
1、用戶最關(guān)注的性能指標(biāo)
電氣性能指標(biāo):除特種電源外,一般線性和開關(guān)電源均有數(shù)十項(xiàng)指標(biāo),但最常提及的指標(biāo)有輸出電壓精度、電網(wǎng)調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率、溫度系數(shù)、輸出紋波及噪聲、輸入反射紋波電流、輸入共模噪聲電流、保護(hù)性能及效率等。上述指標(biāo)必須用合格的測試設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)的測試方法,經(jīng)測試合格后交給用戶。需要指出的是,各項(xiàng)性能指標(biāo)以滿足用戶要求為宜,不必過分追求高指標(biāo)而無形地增大電源的體積、重量和成本。
可靠性、安全性與質(zhì)量:質(zhì)量是企業(yè)的生命線,縱觀改革開放以來,我國企業(yè)的發(fā)展史,無不說明質(zhì)量在企業(yè)的興衰中起著舉足輕重的作用,尤其在我國加入WTO后,電源設(shè)備必將進(jìn)入國際市場,大家必須遵從國際貿(mào)易協(xié)定的共同準(zhǔn)則,必須加快融入全球一體化的步伐。企業(yè)必須接受安全、質(zhì)量體系等種種標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范的認(rèn)證。當(dāng)今的電源企業(yè)決不能把質(zhì)量狹義地理解為企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量,而應(yīng)廣義地理解為企業(yè)的全面質(zhì)量。因此,企業(yè)應(yīng)按ISO9000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)證,明確自己企業(yè)的質(zhì)量目標(biāo)和質(zhì)量方針,對(duì)全員進(jìn)行質(zhì)量教育,把產(chǎn)品質(zhì)量貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和用戶服務(wù)的全過程,生產(chǎn)出技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量保證的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,供應(yīng)國內(nèi)外市場。
關(guān)注EMC設(shè)計(jì)水平:電磁兼容是研究在有限空間、時(shí)間以及頻譜資源條件下,各種電氣、電子設(shè)備可以共存,并不引起性能降低的專門學(xué)科。它是伴隨著無線電電子學(xué)中高頻、特高頻應(yīng)用的發(fā)展而發(fā)展起來的。電磁兼容其實(shí)質(zhì)含義是,一方面設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁騷擾,不應(yīng)對(duì)周圍設(shè)備造成不能承受的干擾,也不應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境造成不能承受的污染;另一方面設(shè)備或系統(tǒng)對(duì)來自周圍環(huán)境中的電磁干擾應(yīng)具有足夠的抗御能力。要做到這些,相當(dāng)困難,設(shè)計(jì)者必須通過學(xué)習(xí)和大量的實(shí)踐,深刻認(rèn)識(shí)電磁兼容的真正含義和產(chǎn)生干擾的途徑,采取有效措施進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)。如:加電網(wǎng)濾波器,采取無源補(bǔ)償方案,以有效地抑制傳導(dǎo)干擾;加各種屏蔽措施,以抑制輻射干擾;加RC吸收網(wǎng)絡(luò)于電路的適當(dāng)部位以吸收開關(guān)尖峰;利用各種軟開關(guān)技術(shù),保證開關(guān)器件在零電壓下導(dǎo)通,零電流下關(guān)斷,以減小過高的電流、電壓梯度所帶來的嚴(yán)重電磁干擾;合理設(shè)計(jì)印制板,合理的地線布局等都會(huì)減小電磁干擾??傊?,電磁兼容技術(shù)發(fā)展很快,用戶對(duì)電磁兼容的要求也會(huì)愈來愈高,值得電源供應(yīng)商倍加注意。
齊全的保護(hù)功能:目前,電源中所使用的功率器件價(jià)格較貴,其控制電路也比較復(fù)雜,另外,電源的負(fù)載中一般都含有大量的集成化程度很高的器件,這些器件一般耐受電、熱、沖擊能力都較差,因此,電源的保護(hù)應(yīng)兼顧本身和負(fù)載的安全。目前保護(hù)的種類很多,如:極性保護(hù)、程序保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過熱保護(hù)等。由于電源的種類很多,用途各異,所以,對(duì)保護(hù)的要求也各有側(cè)重,具體保護(hù)的設(shè)置應(yīng)按具體要求而定。電源中加了保護(hù)電路后,勢(shì)必增加元器件,反過來又會(huì)影響系統(tǒng)的可靠性,為此要求保護(hù)電路本身的可靠性一定要高,以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性,進(jìn)而提高電源本身的MTBF,這就要求保護(hù)的邏輯嚴(yán)密,電路簡單,元器件最少,除此而外還要考慮所保護(hù)電路本身出現(xiàn)故障的維修度,確保電源的正常工作和高可靠性。
2、降低成本的主要途徑
降低成本的主要途徑如下:采用先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理模式,盡力縮短產(chǎn)品研發(fā)周期;
加強(qiáng)全員質(zhì)量意識(shí),把產(chǎn)品質(zhì)量貫穿于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的全過程,力爭產(chǎn)品一次合格率100%,確保合同履行率100%與顧客滿意度100%;電源產(chǎn)品的性能以滿足用戶為宜,不須過分地追求高指標(biāo)并合理地選擇元器件、原材料,盡可能地降低成本;重視人才資源管理,走以人為本的路子,不但要培養(yǎng)、尊重和愛護(hù)人才,還要合理地安排和使用,有效地發(fā)揮其作用,絕不浪費(fèi)人才資源;以最大的信息量和信譽(yù)度加大市場占有率和資金回收率。
三、高頻、高效、低壓大電流化、標(biāo)準(zhǔn)化是開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)
1、封裝結(jié)構(gòu)上正朝著薄型和超薄型方向發(fā)展
以前標(biāo)準(zhǔn)??斓母叨仁?2.7mm(0.5英寸),最近已下降到9.53mm(0.375英寸),一般客戶要求薄型封裝尺寸為7.5mm(0.295英寸),8.5mm(0.335英寸),10mm(0.394英寸)。外形尺寸趨于國際標(biāo)準(zhǔn)化尺寸,多為1/
8、1/
4、1/
2、3/4和全磚式結(jié)構(gòu),輸出端子相互兼容的設(shè)計(jì)日趨明顯。模塊內(nèi)部控制電路傾向于采用數(shù)字控制方式,非隔離式DC/DC變換器比隔離式增長速度快,分布式電源比集中式電源發(fā)展快。
2、低電壓大電流化
隨著半導(dǎo)體工藝等級(jí)未來十年將從0.18μm向50nm邁進(jìn),芯片所需最低電壓最終將變?yōu)?.6V,但輸出電流將朝著大電流方向發(fā)展。
3、高效化
應(yīng)用各種軟開關(guān)技術(shù),包括無源無損軟開關(guān)技術(shù)、有源軟開關(guān)技術(shù)(如ZVS/ZCS諧振、準(zhǔn)諧振)、恒頻零開關(guān)技術(shù)、零電壓、零電流轉(zhuǎn)換技術(shù)及目前同步整流用MOSFET代替整流二極管都能大大地提高模塊在低輸出電壓時(shí)的效率,而效率的提高使得敞開式無散熱器的電源模塊有了實(shí)現(xiàn)的可能。這類模塊是當(dāng)今世界模塊發(fā)展的潮流,必將得到廣泛應(yīng)用。隨著器件性能的改變,電源效率即將達(dá)到92%(5V)、90%(3.3V)、87.5%(2V)。
4、電流和高密度化
1991年高功率密度定義為每立方英寸輸出功率25W,以后逐年增加,1994年為每立方英寸36W,1999年為每立方英寸52W,到2001年為每立方英寸96W,現(xiàn)在每立方英寸達(dá)數(shù)百W。在全球范圍內(nèi)高功率密度直流轉(zhuǎn)換模塊市場以每年16.8%的增長速度向前發(fā)展。輸出電流將增長到半磚80A、1/4磚50A。目前,日本TDK公司推出新一代分布式隔離型DC/DC轉(zhuǎn)換器,其參數(shù)為1/4磚輸入電壓42V~58V、輸出電壓12V、輸出電流27A、效率為95%,功率密度已達(dá)每立方英寸236W;1/8磚輸入電壓42V~58V、輸出電壓12V、輸出電流13.5A、效率為95%,功率密度已達(dá)每立方英寸214W。
5、頻化
為了縮小開關(guān)電源的體積,提高電源的功率密度并改善動(dòng)態(tài)響應(yīng),小功率DC/DC變換器的開關(guān)頻率已由現(xiàn)在的200kHz~500kHz提高到1MHz以上,但高頻化又會(huì)產(chǎn)生新的問題,如開關(guān)損耗以及無源元件的損耗增大,高頻寄生參數(shù)的影響以及高頻電磁干擾增大等。
四、流電源產(chǎn)品離不開先進(jìn)的元器件及先進(jìn)的工藝
1、器件的發(fā)展是電源技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)
功率MOSFET是目前最快速度的功率器件。目前較先進(jìn)的水平電壓可達(dá)1200V,電流可達(dá)60A,頻率可達(dá)2MHz,導(dǎo)通電阻可達(dá)0.1Ω左右。提高器件耐壓,同時(shí)減小其導(dǎo)通電阻仍是今后MOSFET的主要研究方向。
絕緣柵雙極型晶體管IGBT是由MOSFET和雙極型晶體管復(fù)合而成的電力電子器件,它的控制極為絕緣柵控場效應(yīng)晶體管,輸出極為PNP雙極功率晶體管,因而具有兩者的優(yōu)點(diǎn),而克服了兩者的缺點(diǎn)。目前耐壓可達(dá)6.5kV,電流可達(dá)1.2kA,今后的主攻方向仍是擴(kuò)大容量,減小內(nèi)阻,以減小導(dǎo)通損耗。由于IGBT經(jīng)常工作在高頻、高壓、大電流狀態(tài)下,又由于電源作為系統(tǒng)的前級(jí),易受電網(wǎng)波動(dòng)、雷擊影響,容易損壞,故IGBT的可靠性直接影響電源可靠性,所以,在選擇IGBT時(shí),除作降額考慮外,對(duì)IGBT的保護(hù)設(shè)計(jì)也極為重要。
IGCT是GTO的更新?lián)Q代產(chǎn)品,它應(yīng)用了分布集成門極驅(qū)動(dòng),淺層發(fā)射極等技術(shù)。器件的開關(guān)速度有一定提高,同時(shí)減少了門極驅(qū)動(dòng)的功率,應(yīng)用方便,IGCT的出路仍然是高電壓、大容量。
2、器與磁性元件
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和成熟,人們逐漸認(rèn)識(shí)到磁性元件不僅是電源中的功能元件,同時(shí)其體積、重量、損耗在整機(jī)中也占相當(dāng)比例。據(jù)統(tǒng)計(jì),磁性元件的重量一般是變換器總重量的30%~40%,體積占總體積的20%~30%,對(duì)于模塊化設(shè)計(jì)的高頻電源,磁性元件的體積、重量所占的比例還會(huì)更高。另外,磁性元件還是影響電源輸出動(dòng)態(tài)性能和輸出紋波的一個(gè)重要因素。因此,要提高電源的功率
密度、效率和輸出品質(zhì),就應(yīng)對(duì)減小磁性元件的體積、重量及損耗的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入研究,以滿足電源發(fā)展的需要。
對(duì)于低、中頻電源的變壓器,建議采用R型變壓器,其特點(diǎn)是損耗低,體積小,無噪聲,抗干擾能力強(qiáng)。目前發(fā)展?fàn)顩r是單相功率范圍已擴(kuò)展到1VA~100kVA,三相功率范圍已擴(kuò)展到315kVA。未來主攻的方向是設(shè)法克服應(yīng)用中沖擊電流比較大的缺點(diǎn)。
對(duì)于高頻變壓器,主要用于各種形式的開關(guān)電源,頻率為20kHz~500kHz,功率可做到數(shù)十kW,所用材料主要是非晶、微晶、超微晶、軟磁鐵氧體材料。當(dāng)變壓器工作頻率大于700kHz時(shí),變壓器中的渦流損耗將急劇增加,約占總損耗的80%,為減小其損耗,必須在功率鐵氧體材料中加納米添加劑,從而出現(xiàn)了用納米晶軟磁合金和納米晶磁材制成的各種變壓器。當(dāng)前比較好的有日本TDK公司、FDK公司所提供的高頻磁芯和德國VAC公司所推出的超微晶磁材,這種磁材具有非常高的初始導(dǎo)磁率,一般高達(dá)幾萬,而材料所使用的頻率為300kHz~1MHz,中心頻率為500kHz。
目前,磁性材料最高工作頻率可達(dá)1.5MHz,這就是我國浙江天通公司所研制的MnZn鐵氧體TP5A材料。以上這些材料所制成的變壓器有貼片式變壓器、印制焊接式變壓器、變壓器模塊、各種形式的分體式變壓器、插入式變壓器、PCB平面變壓器及多層線路板平面變壓器。而平面多層變壓器,目前佩頓公司已能提供功率為5~25kW,頻率為50kHz到2MHz的一系列PM產(chǎn)品,預(yù)計(jì)最近幾年電源變壓器需求旺盛,已成為迅速發(fā)展的熱門產(chǎn)品,而電子變壓器未來發(fā)展的目標(biāo)是輕量、高效、高密度化,電源變壓器發(fā)展的目標(biāo)是表面安裝、高功率和高壓化。
3、成技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用
所謂磁集成技術(shù),就是將變換器中的兩個(gè)或多個(gè)分立磁體繞制在一副磁芯中,從結(jié)構(gòu)上集中在一起。集中后的磁件擬稱為集成磁件,通過一定的耦合方式,合理的參數(shù)設(shè)計(jì),能有效地減小磁體的體積和損耗。在一定應(yīng)用場合,還可以減小電源輸出紋波,提高電源輸出的動(dòng)態(tài)性能。另外,磁集成技術(shù)明顯能減小連接端,可有效地減少大電流場合端子的損耗。
集成技術(shù)的發(fā)展歷史已有70余年,目前已能實(shí)現(xiàn)電感與電感集成,電感與變壓器集成,并廣泛地應(yīng)用于電壓調(diào)整模塊、功率因數(shù)校正、諧振變換器等場合,隨著未來電源的發(fā)展,新型磁性材料和磁芯將不斷涌現(xiàn),勢(shì)必對(duì)磁集成技術(shù)提出更高要求,所以,此技術(shù)今后的主攻方向仍然是進(jìn)一步拓寬磁集成技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,擴(kuò)大應(yīng)用場合,不斷研究適用于新的磁性材料與磁芯結(jié)構(gòu)的磁集成技術(shù),為電源縮體,減重做貢獻(xiàn)。
第五篇:現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
通信技術(shù)是信息技術(shù)中極重要的組成部分。從廣義說,各種信息的傳遞均可稱之為通信。但由于現(xiàn)代信息的內(nèi)容極為廣泛,因而人們并不把所有信息傳遞納入通信的范圍。通常只把語音、文字、數(shù)據(jù)、圖像等信息的傳遞和傳播稱為通信。面向公眾的單向通信,如紙、廣播、電視便不包括在內(nèi)。但這種單向傳播方式,由于通信技術(shù)的發(fā)展,也在發(fā)生變化。
縱觀通信的發(fā)展分為以下三個(gè)階段:第一階段是語言和文字通信階段。在這一階段,通信方式簡單,內(nèi)容單一。第二階段是電通信階段。1837年,莫爾斯發(fā)明電報(bào)機(jī),并設(shè)計(jì)莫爾斯電報(bào)碼。1876年,貝爾發(fā)明電話機(jī)。這樣,利用電磁波不僅可以傳輸文字,還可以傳輸語音,由此大大加快了通信的發(fā)展進(jìn)程。1895年,馬可尼發(fā)明無線電設(shè)備,從而開創(chuàng)了無線電通信發(fā)展的道路。第三階段是電子信息通信階段。從總體上看,通信技術(shù)實(shí)際上就是通信系統(tǒng)和通信網(wǎng)的技術(shù)。通信系統(tǒng)是指點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通所需的全部設(shè)施,而通信網(wǎng)是由許多通信系統(tǒng)組成的多點(diǎn)之間能相互通信的全部設(shè)施。而現(xiàn)代的主要通信技術(shù)有數(shù)字通信技術(shù),程控交換技術(shù),信息傳輸技術(shù),通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù),數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)網(wǎng),ISDN與ATM技術(shù),寬帶IP技術(shù),接入網(wǎng)與接入技術(shù)。
現(xiàn)代通信技術(shù)的主要內(nèi)容及發(fā)展方向,是以光纖通信為主體調(diào)衛(wèi)星通信、無線電通信為輔助的寬帶化、綜合化(有的稱數(shù)字化)、個(gè)人化、智能化的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
(1)寬帶化
寬帶化是指通信系統(tǒng)能傳輸?shù)念l率范圍越寬越好,即每單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒃蕉嘣胶谩S捎谕ㄐ鸥删€已經(jīng)或正在向數(shù)字化轉(zhuǎn)變,寬帶化實(shí)際是指通信線路能夠傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)的比特率越高越好(一個(gè)二進(jìn)制位即“0”或“1”信號(hào),稱為1比特。數(shù)字通信中用比特率表示傳送二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的速率。)
而要傳輸極寬頻帶的信號(hào),非光纖莫屬。據(jù)計(jì)算,人類有史以來積累起來的知識(shí),在一條單模光纖里,用3—5分鐘即可傳畢。1966年高錕博士建議用帶色層的玻璃絲,即光纖,作通信傳輸線。這一建議很快得以實(shí)現(xiàn)。20多年來,光纖通信發(fā)展異常迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1991年底為止,全球已鋪設(shè)光纜達(dá)563萬公里,估計(jì)到1995年,鋪設(shè)光纜總長度可達(dá)1100萬公里。
光纖傳輸光信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)是:傳輸頻帶寬,通信容量大:傳輸損耗小,中繼距離長;抗電磁干擾性能好;保密性好,元串音干擾;體積小,重量輕。光纖通信技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)是:不斷提高傳輸速率和增長無中繼距離;從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的光纖通信發(fā)展到光纖網(wǎng);采用新技術(shù),其中最重要的是光纖放大器和光電集成及光集成。
(2)綜合化(或數(shù)字化)
綜合就是把各種業(yè)務(wù)和各種網(wǎng)絡(luò)綜合起來,業(yè)務(wù)種類繁多,有視頻、語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。把這些業(yè)務(wù)數(shù)字化后,通信設(shè)備易于集成化和大規(guī)模生產(chǎn),在技術(shù)上便于與微處理器進(jìn)行處理和用軟件進(jìn)行控制和管理。
1988年,國際上已一致認(rèn)為,未來世界網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng),并且在1990年制定出第一批寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn),預(yù)計(jì)1994年可完成有關(guān)的全部標(biāo)準(zhǔn),而在1995年前達(dá)到實(shí)用化。
(3)個(gè)人化
個(gè)人化即通信可以達(dá)到“每個(gè)人在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)與任何其它人通信”。每個(gè)人將有一個(gè)識(shí)別號(hào),而不是每一個(gè)終端設(shè)備(如現(xiàn)在的電話、傳真機(jī)等)有一個(gè)號(hào)碼?,F(xiàn)在的通信,如撥電話、發(fā)傳真,只是撥向某一設(shè)備(話機(jī)、傳真機(jī)等),而不是撥向某人。如果被叫的人外出或到遠(yuǎn)方去,則不能與該人通話。儷未來的通信只需撥該人的識(shí)別號(hào),不論該人在何處,均可撥至該人并與之通信(使用哪一個(gè)終端決定于他所持有的或歸其暫時(shí)使用的設(shè)備)。要達(dá)到個(gè)人化。需有相應(yīng)終端和高智能化的網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)尚處在初級(jí)研究階段。
(4)智能化
智能化就是要建立先進(jìn)的智能網(wǎng)。一般說來,智能網(wǎng)是能夠靈活方便地開設(shè)和提供新業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。它是隱藏在現(xiàn)存通信網(wǎng)里的一個(gè)網(wǎng),而不是脫離現(xiàn)有的通信網(wǎng)而另建一個(gè)獨(dú)的“智能網(wǎng)”,而只是在已有的通信網(wǎng)中增加一些功能單元。
在沒有智能網(wǎng)時(shí),如果用戶需要增加新的業(yè)務(wù)或改變業(yè)務(wù)種類時(shí),必須告訴電信局,電信局一般都需要改造一些通信設(shè)備,費(fèi)錢費(fèi)時(shí),用戶難以接受。有了智能網(wǎng),這些都很容易辦到,只要在系統(tǒng)中增加一個(gè)或幾個(gè)模塊即可,所花費(fèi)的時(shí)間可能只要幾分鐘。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)提供的某種服務(wù)因故障中斷時(shí),智能網(wǎng)可以自動(dòng)診斷故障和恢復(fù)原來的服務(wù)。
上述四個(gè)方面是互相聯(lián)系的,沒有數(shù)字化,寬帶化、智能化和個(gè)人化都難以實(shí)現(xiàn);沒有寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng),也就很難實(shí)現(xiàn)智能化和個(gè)人化。通信技術(shù)的“四化”實(shí)際上就是彼廣為宣傳的“信息高速公路”的具體技術(shù)內(nèi)容。
現(xiàn)代通信與傳統(tǒng)通信最重要的區(qū)別是:在現(xiàn)代通信中,通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)是緊密結(jié)合的。要實(shí)現(xiàn)上述四化,必須開發(fā)許多領(lǐng)域的技術(shù),如微電子技術(shù)(超大規(guī)模集成電路)、新的電子器件、。高性能的微處理機(jī)、新傳輸媒體(如光纖、更高波段的電磁波)、新交換技術(shù)等。從國外通信技術(shù)的發(fā)展看,大約從70年代開始,通信即進(jìn)入了現(xiàn)代通信的新時(shí)代。目前,各項(xiàng)通信技術(shù)的發(fā)展正處在方興未艾之中。
計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)主要是指信息處理技術(shù)和信息傳輸技術(shù),傳感技術(shù)則是信息獲取技術(shù)。人們一般是通過耳聽目視獲得幾乎全部信息的。因此,擴(kuò)大耳聽目視的自然范圍,克服空間、時(shí)間及人體器官的有限響應(yīng),如波長、靈敏度、信息量的局限等,成為信息獲取技術(shù)的重要發(fā)展方向。為了望遠(yuǎn),人們發(fā)明了光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、射電天文望遠(yuǎn)鏡;為了觀微,人們發(fā)明了光子、電子、離子顯微鏡;為了觀內(nèi),人們發(fā)明了調(diào)光、超聲波、,微波、核磁共振成像技術(shù);為了觀大,人們發(fā)明了飛機(jī)與衛(wèi)星的各種波段的航空航天遙感。這一切都大大擴(kuò)充了視聽的范圍。
現(xiàn)代通信系統(tǒng)主要是朝著寬頻帶、大容量、遠(yuǎn)距離、多用戶、高保密性、高效率、高可靠性、高靈活性的數(shù)字化、智能化、綜合化的方向發(fā)展。具體而言: 1)數(shù)字通信系統(tǒng)是一個(gè)必然趨勢(shì),尤其是大容量的數(shù)字微波中繼通信系統(tǒng)將成為近年來干線通信系統(tǒng)的發(fā)展方向。
2)衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多址通信,它是最理想的通信手段。而數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)將是今后衛(wèi)星通信系統(tǒng)的重要發(fā)展方向,其主要技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方向有: ①衛(wèi)星電視直播成為衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)②衛(wèi)星通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)和陸基電信網(wǎng)的相互融合正在擴(kuò)展衛(wèi)星通信的新領(lǐng)域。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容傳送和寬帶接入服務(wù)等數(shù)據(jù)傳遞業(yè)務(wù)成為推動(dòng)市場繁榮的新動(dòng)力,使衛(wèi)星通信應(yīng)用向綜合化方向發(fā)展。③衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播是即將崛起的新興產(chǎn)業(yè)。④衛(wèi)星寬帶數(shù)據(jù)接入將出現(xiàn)重
大發(fā)展,政府和企業(yè)市場是主體。靜止軌道Ka頻段衛(wèi)星將得到發(fā)展,Ku與Ka混合網(wǎng)絡(luò)是近期成功的關(guān)鍵。⑤全球衛(wèi)星移動(dòng)通信目前正在恢復(fù)活力。
3)由于信息量的不斷膨脹,尤其是信息源的種類不斷增加,這就要求寬頻帶、大容量,而光纖的頻帶極寬,一根頭發(fā)絲那樣細(xì)的光纖可以同時(shí)傳輸十億路電話或1千萬套TV,這決不是只能傳輸幾百路電話而用很粗的電纜所能比擬的,且成本低可以節(jié)省大量寶貴的金屬,因此,光纖通信系統(tǒng)將用于未來的干線通信和多種有線通信這是必然的發(fā)展趨勢(shì)。以高速光傳輸技術(shù)、寬帶光接入技術(shù)、節(jié)點(diǎn)光交換技術(shù)、智能光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心,并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的光波技術(shù)已構(gòu)成了今天的光纖通信研究熱點(diǎn),在未來的一段時(shí)間里,人們將繼續(xù)研究和建設(shè)各種先進(jìn)的光網(wǎng)絡(luò),并在驗(yàn)證有關(guān)新概念和新方案的同時(shí),對(duì)下一代光傳送網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行更全面、更深入地研究。從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)角度來看,WDM技術(shù)將朝著更多的信道數(shù)、更高的信道速率和更密的信道間隔的方向發(fā)展。從應(yīng)用角度看,光網(wǎng)絡(luò)則朝著面向 IP互聯(lián)網(wǎng)、能融入更多業(yè)務(wù)、能進(jìn)行靈活的資源配置和生存性更強(qiáng)的方向發(fā)展,尤其是為了與近期需求相適應(yīng),光通信技術(shù)在基本實(shí)現(xiàn)了超高速、長距離、大容量的傳送功能的基礎(chǔ)上,將朝著智能化的傳送功能發(fā)展。
4)由于移動(dòng)通信具有靈活性、機(jī)動(dòng)性,又可以實(shí)現(xiàn)多址及便于組網(wǎng),故移動(dòng)通信系統(tǒng)尤其是數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng),其主要發(fā)展方向?yàn)椋?/p>
①移動(dòng)網(wǎng)增加數(shù)據(jù)業(yè)務(wù):1xEV-DO、HSDPA(CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)系列中專門提供高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的無線標(biāo)準(zhǔn)通信技術(shù))等技術(shù)的出現(xiàn)使移動(dòng)網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率逐漸增加,在原來的移動(dòng)網(wǎng)上疊加,覆蓋可以連續(xù);另外,WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access全球微波接入互操作)的出現(xiàn)加速了新的3G增強(qiáng)型技術(shù)的發(fā)展;②固定數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增加移動(dòng)性:WLAN等技術(shù)的出現(xiàn)使數(shù)據(jù)速率提高,固網(wǎng)的覆蓋范圍逐漸擴(kuò)大,移動(dòng)性逐漸增加;移動(dòng)通信、寬帶業(yè)務(wù)和WiFi(Wireless Fidelity,無線保真)的成功,促成802.16/WiMAX等多種寬帶無線接入技術(shù)的誕生。
5)為了實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)通信,以數(shù)據(jù)傳輸為主的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng),將成為通信自動(dòng)化的一種重要手段。從而使基于這一重要手段的綜合;業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(N-ISDN或B-ISDN)成為今后新型綜合通信系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。
6)除上述多種現(xiàn)代通信系統(tǒng)之外,還有一種抗干擾能力極強(qiáng),能充分利用有限的無線電頻譜資源,軍用戰(zhàn)術(shù)通信的最主要手段,在民用通信中亦有發(fā)展前途的擴(kuò)頻通信系統(tǒng),也將是今后的重要發(fā)展方向。
7)與擴(kuò)頻通信系統(tǒng)同等重要的,為實(shí)時(shí)和窄帶的數(shù)據(jù)無線提供迅速而可靠的通信手段,非常適于軍事指揮,工業(yè)控制及生產(chǎn)調(diào)度的一種最新型的通信方式——分組無線網(wǎng),也將是今后要著力發(fā)展的重要方向。
8)在上述通信系統(tǒng)或通信方式的基礎(chǔ)上,正在迅速崛起,可以真正實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間、任何空間、任何地點(diǎn)、任何對(duì)象以任何方式進(jìn)行信息交換的個(gè)人通信系統(tǒng),也是現(xiàn)代通信系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。