中國通信電源產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

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(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)營商在電源產(chǎn)品上的采購主要是每年的設(shè)備維護(hù)和系統(tǒng)設(shè)，其中電源設(shè)備的維護(hù)通常占采購量的比重更高。電信運(yùn)營商每年用于電源系統(tǒng)的建設(shè)上的費(fèi)用相對較少，除非電信系統(tǒng)需要大規(guī)模的升級或者擴(kuò)建，運(yùn)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(yùn)營商，還有電信設(shè)備制造商這個(gè)龐大的市場。動力無論是對提供電信服務(wù)的運(yùn)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(qiáng)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(gè)時(shí)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(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)說北京市某研究所也研究出100A/48V開關(guān)電源科研樣機(jī)。

　　進(jìn)入20世紀(jì)八十年代，國際上開關(guān)電源開始實(shí)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(gè)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(jī)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(shí)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(shí)，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(jī)控制的SCR中頻X射線機(jī)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(shí)期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(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、北京動力源、北京通力環(huán)、煙臺東方玉麟電子有限公司等等……。PC機(jī)開關(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(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(jìn)步二等獎的±20MVA靜止無功發(fā)生器(SVG)工業(yè)試驗(yàn)樣機(jī) 1999年投入現(xiàn)場運(yùn)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(yùn)行；

　　（4）30kVA動態(tài)電壓恢復(fù)器投入現(xiàn)場運(yùn)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(jī)上用的電子鎮(zhèn)流器小批產(chǎn)品通過民航總局認(rèn)可；

　　（8）交流勵磁發(fā)電的研究取得進(jìn)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(jìn)水平和增強(qiáng)國際競爭能力具有特別重要的意義。 　但與國際發(fā)達(dá)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(jìn)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(shí)力方面差距估計(jì)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(gè)系統(tǒng)管轄，入網(wǎng)多頭重復(fù)檢測，統(tǒng)計(jì)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；

　?。?）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)；

　　（6）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、經(jīng)濟(jì)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(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。其具體要求可歸納如下幾點(diǎn):

　?。?）進(jìn)一步提高電能變換效率，降低待機(jī)損耗；

　　（2）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；

　?。?）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(jìn)工藝加以實(shí)施；

　?。?）高性能:隨各種用電器而不同，如帶非線性負(fù)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(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(jī)電池、發(fā)電機(jī)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(rèn)真研究。