中國(guó)通信電源產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

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(dòng)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(kāi)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(gè)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(gè)通信行業(yè)中占的比例相應(yīng)還是很小。電信運(yùn)營(yíng)商在電源產(chǎn)品上的采購(gòu)主要是每年的設(shè)備維護(hù)和系統(tǒng)設(shè)，其中電源設(shè)備的維護(hù)通常占采購(gòu)量的比重更高。電信運(yùn)營(yíng)商每年用于電源系統(tǒng)的建設(shè)上的費(fèi)用相對(duì)較少，除非電信系統(tǒng)需要大規(guī)模的升級(jí)或者擴(kuò)建，運(yùn)營(yíng)商才會(huì)增加電源設(shè)備的采購(gòu)量?！?duì)于通信電源而言，買(mǎi)家并不僅限于電信運(yùn)營(yíng)商，還有電信設(shè)備制造商這個(gè)龐大的市場(chǎng)。動(dòng)力無(wú)論是對(duì)提供電信服務(wù)的運(yùn)營(yíng)商，還是對(duì)設(shè)備研究開(kāi)發(fā)、加工裝配的制造企業(yè)都是不可忽視的。中國(guó)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(qiáng)大的市場(chǎng)支柱，這些將無(wú)疑幫助通信電源產(chǎn)業(yè)順利度過(guò)市場(chǎng)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(gè)時(shí)期的主要標(biāo)志。經(jīng)過(guò)近十年的努力，我國(guó)電力半導(dǎo)體器件的研制和生產(chǎn)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。1970年在北京召開(kāi)全國(guó)第一次"可控硅研制成果會(huì)議"。會(huì)議上的成果表明，我國(guó)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(shí)也出現(xiàn)了可控硅派生器件，如雙向可控硅和GTO等。這時(shí)期由當(dāng)時(shí)吉林炭素廠自行研制的硅整流電源的單機(jī)容量達(dá)到 125kA/165V；據(jù)說(shuō)北京市某研究所也研究出100A/48V開(kāi)關(guān)電源科研樣機(jī)。

　　進(jìn)入20世紀(jì)八十年代，國(guó)際上開(kāi)關(guān)電源開(kāi)始實(shí)用化，PWM高頻調(diào)制技術(shù)、軟開(kāi)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(hào)角。受改革開(kāi)放浪潮的激勵(lì)和發(fā)展電力電子技術(shù)的需要，我國(guó)于1980年在長(zhǎng)春市召開(kāi)中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)屬下的電力電子學(xué)會(huì)籌備會(huì)，1981年7月在大連召開(kāi)第一屆"全國(guó)電力電子學(xué)術(shù)年會(huì)"。學(xué)術(shù)年會(huì)的召開(kāi)標(biāo)志著我國(guó)電力電子的學(xué)術(shù)交流從個(gè)別走向系統(tǒng)、全面和深入，從而加速了我國(guó)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(guó)電源學(xué)會(huì)"，經(jīng)過(guò)不懈的努力，2000年"中國(guó)電源學(xué)會(huì)"被中國(guó)科協(xié)接受為正式成員。應(yīng)該說(shuō)，中國(guó)電源學(xué)會(huì)在推動(dòng)開(kāi)關(guān)電源和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的研究上發(fā)揮了重要的作用。在這期間，我國(guó)電力電子業(yè)界掀起三大研究和開(kāi)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(jī)變頻調(diào)速。值得一提的是，20世紀(jì)70年代國(guó)際上革除工頻變壓器的"20千周革命 "，在這時(shí)期得到積極的響應(yīng)，一些民營(yíng)高科技公司，如北京的迪賽公司等開(kāi)始了開(kāi)關(guān)電源的量產(chǎn)化工作。同時(shí)，國(guó)內(nèi)少數(shù)單位也開(kāi)展了DC/DC軟開(kāi)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(guó)內(nèi)還研制了SCR中頻臭氧電源和基于單片機(jī)控制的SCR中頻X射線(xiàn)機(jī)電源。

　　20世紀(jì)九十年代以來(lái)是我國(guó)電力電子技術(shù)和電源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的時(shí)期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，九十年代初期我國(guó)器件和裝置的年產(chǎn)值也不過(guò)20億元左右。然而， 2001年基于場(chǎng)控器件的開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品的年產(chǎn)值，僅原華為電氣一個(gè)公司就達(dá)到26億元，其他超億元年產(chǎn)值的公司有，武漢洲際、北京動(dòng)力源、北京通力環(huán)、煙臺(tái)東方玉麟電子有限公司等等……。PC機(jī)開(kāi)關(guān)電源、UPS和逆變焊機(jī)的公司也有年產(chǎn)值達(dá)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(gè)人了解的。由于統(tǒng)計(jì)是零散和局部的，缺乏全面的統(tǒng)計(jì)和權(quán)威統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)的工作，大量信息無(wú)法反映上來(lái)。盡管如此，上述情況也已說(shuō)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(guó)際上進(jìn)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(guó)通信電源產(chǎn)品中得到充分體現(xiàn)。

在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下或創(chuàng)新意識(shí)指導(dǎo)下，我國(guó)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(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)的±20MVA靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)工業(yè)試驗(yàn)樣機(jī) 1999年投入現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行；

　　（2）1998年8月在西藏安多縣建成100kW光伏電站；

　　（3）最近北京市零排放鋰電池電動(dòng)公交車(chē)投入考核運(yùn)行；

　　（4）30kVA動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器投入現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，其研究正在深入；

　?。?）磁懸浮概念車(chē)的階段性研究成果幾年前就通過(guò)鑒定；

　?。?）研制出采用壓電陶瓷變壓器的百瓦級(jí)降壓型開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品；

　?。?）波音飛機(jī)上用的電子鎮(zhèn)流器小批產(chǎn)品通過(guò)民航總局認(rèn)可；

　?。?）交流勵(lì)磁發(fā)電的研究取得進(jìn)展；

　?。?）其他。

　　此外，目前國(guó)內(nèi)還開(kāi)展了跟蹤國(guó)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(jí)三相PFC"、"2700法拉雙電荷層電容器"、"多電平軟開(kāi)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(wú)線(xiàn)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(duì)提高我國(guó)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(jìn)水平和增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力具有特別重要的意義。 　但與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)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(kāi)發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平、先進(jìn)檢測(cè)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(shí)力方面差距估計(jì)為10-15年。對(duì)電源產(chǎn)品和裝置性能有極其重要影響的新型場(chǎng)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(gè)系統(tǒng)管轄，入網(wǎng)多頭重復(fù)檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)局部而分散，有關(guān)電源裝置的展覽會(huì)滿(mǎn)天飛，這種混亂局面急需扭轉(zhuǎn)，以面對(duì)入世的挑戰(zhàn)。目前當(dāng)務(wù)之急是，迅速成立全國(guó)性的電源行業(yè)協(xié)會(huì)。眼前要做的工作是：

　?。?）制定行業(yè)規(guī)劃；

　?。?）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(jìn)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(shí)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(jìn)行不懈研究的奮斗史。隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是信息社會(huì)的到來(lái)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(duì)上述方面的要求更加強(qiáng)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(shì)。其具體要求可歸納如下幾點(diǎn):

　　（1）進(jìn)一步提高電能變換效率，降低待機(jī)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)；

　　（4）降低電噪聲；

　?。?）小型輕量化:通過(guò)高頻化、元件小型化和先進(jìn)工藝加以實(shí)施；

　　（6）高性能:隨各種用電器而不同，如帶非線(xiàn)性負(fù)載能力、無(wú)線(xiàn)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(gè)通信行業(yè)中雖然占的比例比較小，但它是整個(gè)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(gè)完整而又不可替代的獨(dú)立專(zhuān)業(yè)。對(duì)于電源產(chǎn)品來(lái)說(shuō)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(lèi)繁多，包括高頻開(kāi)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(dòng)通信手持機(jī)電池、發(fā)電機(jī)組、集中監(jiān)控系統(tǒng)等?！?/p>

　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(lèi)健康的電源裝置、適合信息社會(huì)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(guó)際上電力電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的這種發(fā)展趨勢(shì)值得中國(guó)通信電源行業(yè)認(rèn)真研究。