中國通信電源產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

隨著電子電路的技術發(fā)展和直流48V通信電源的廣泛應用，從而帶動了通信電源行業(yè)的蓬勃發(fā)展。以電力電子學為核心技術的通信電源產(chǎn)業(yè)，從20世紀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)絡中的應用不是很大，雖然通信電源是整個通信網(wǎng)絡的關鍵基礎設施，但是通信電源在整個通信行業(yè)中占的比例相應還是很小。電信運營商在電源產(chǎn)品上的采購主要是每年的設備維護和系統(tǒng)設，其中電源設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備的采購量?！τ谕ㄐ烹娫炊裕I家并不僅限于電信運營商，還有電信設備制造商這個龐大的市場。動力無論是對提供電信服務的運營商，還是對設備研究開發(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(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志。經(jīng)過近十年的努力，我國電力半導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開關電源科研樣機。

　　進入20世紀八十年代，國際上開關電源開始實用化，PWM高頻調制技術、軟開關技術、處理網(wǎng)側諧波電流和提高網(wǎng)側功率因數(shù)的PFC技術的研究以及柔性交流輸電系統(tǒng)概念的提出引起學術界和企業(yè)界的廣泛和濃厚興趣。它吹響了電力電子技術的應用步入高效、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)展電力電子技術的需要，我國于1980年在長春市召開中國電工技術學會屬下的電力電子學會籌備會，1981年7月在大連召開第一屆"全國電力電子學術年會"。學術年會的召開標志著我國電力電子的學術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的發(fā)展，密切了學術界與企業(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"中國電源學會"，經(jīng)過不懈的努力，2000年"中國電源學會"被中國科協(xié)接受為正式成員。應該說，中國電源學會在推動開關電源和軟開關技術的研究上發(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速。值得一提的是，20世紀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，一些民營高科技公司，如北京的迪賽公司等開始了開關電源的量產(chǎn)化工作。同時，國內少數(shù)單位也開展了DC/DC軟開關、DC/AC諧振環(huán)、雙PWM變頻調速和單相PFC等的基礎研究。此外，國內還研制了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世紀九十年代以來是我國電力電子技術和電源產(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)計和權威統(tǒng)計機構的工作，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)。

在國家自然科學基金的資助下或創(chuàng)新意識指導下，我國電力電子技術的研究從吸收消化和一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎創(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；

　　（3）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；

　　（8）交流勵磁發(fā)電的研究取得進展；

　　（9）其他。

　　此外，目前國內還開展了跟蹤國際多方面前沿性課題的研究或基礎創(chuàng)新研究。它包括"電力電子系統(tǒng)的積木式集成技術"、"所謂單級三相PFC"、"2700法拉雙電荷層電容器"、"多電平軟開關技術"、"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"、"電磁干擾的傳播特性"、"直流側諧波抑制的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術水平，提升電源產(chǎn)品的技術含量、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，在應用基礎研究深度方面差距為5-10年；在電源產(chǎn)品的質量、可靠性、開發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平、先進檢測設備、工人素質、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)多頭重復檢測，統(tǒng)計局部而分散，有關電源裝置的展覽會滿天飛，這種混亂局面急需扭轉，以面對入世的挑戰(zhàn)。目前當務之急是，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；

　?。?）學習和熟悉WTO的規(guī)則，防止行業(yè)內部損害；

　?。?）摸清行業(yè)情況；

　?。?）進行協(xié)調和統(tǒng)一工作；

　?。?）制定行業(yè)標準；

　　（6）其他。

　　電力電子學的發(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；

　　（2）避免電力公害:盡量減少網(wǎng)側電流諧波，并使網(wǎng)側功率因數(shù)接近1；

　?。?）提高電源裝置和系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)；

　?。?）降低電噪聲；

　?。?）小型輕量化:通過高頻化、元件小型化和先進工藝加以實施；

　?。?）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、直流側諧波抑制、智能化以及各種性能高指標等。

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)絡的關鍵基礎設施，是通信網(wǎng)絡上一個完整而又不可替代的獨立專業(yè)。對于電源產(chǎn)品來說也是最基礎的，產(chǎn)品技術的發(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，包括高頻開關電源設備、半導體整流設備、直流-直流模塊電源、直流-直流變換設備、逆變電源設備、交、直流配電設備、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?！?/p>

　上述要求表明，用于電力系統(tǒng)的電能變換設備、服務于環(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世紀的主流產(chǎn)品。國際上電力電子技術和產(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。