帮助中心
一、引言
5G 通信技术凭借高传输速率、低延迟和大连接密度等优势,为众多领域带来新机遇,其基站建设也在全面推进。5G 基站对电源稳定性、可靠性要求极高,高压电源作为供电核心,优化其设计,提升功率密度、减小体积重量并增强抗干扰能力,对 5G 基站稳定运行和 5G 技术发展意义重大。
二、5G 通信基站对高压电源的要求
(一)高功率密度需求
5G 基站采用 MIMO 等技术致功耗大增,有限空间下,高压电源需高功率密度,以减少占地、降低成本并提高系统效率。
(二)轻量化和小型化要求
5G 基站建设场景多样,电源设备的体积和重量影响安装维护、运输成本及对基站基础设施要求,轻量化、小型化电源更具适应性。
(三)强抗干扰能力
5G 基站电磁环境复杂,高压电源必须抗干扰,才能稳定提供高质量电能,保障通信正常。
三、提升功率密度的策略
(一)新型功率器件应用
碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等新型功率器件,有高开关频率、低导通电阻、耐高温特点,可提高电源工作频率,减小磁性元件体积重量,降低导通损耗,提升转换效率。如某基于 SiC 的高压电源,功率密度提高 30% 以上,转换效率从 85% 提升到 92%。
(二)拓扑结构优化
交错并联、移相全桥等新型拓扑结构,功率传输能力强、输出纹波低。交错并联拓扑可减小电流纹波,移相全桥拓扑能实现零电压开关,降低损耗,优化拓扑可在不增体积时提高输出功率。
(三)散热技术改进
高功率密度使散热问题突出,液冷、热管等高效散热技术可降低器件温度,提高可靠性和寿命。液冷靠冷却液循环散热,效率远高于风冷;热管利用工质相变传热,改进散热能保障电源正常工作温度。
四、实现轻量化和小型化的策略
(一)集成化设计
将功率变换、控制、保护等电路集成在一个模块,减少连接导线和接口,采用多层 PCB 板合理布局元件,可减小电源体积重量,提高可靠性和紧凑性。
(二)轻质材料选用
用铝合金、碳纤维等轻质高强度材料制作外壳和结构件,选高磁导率、低损耗软磁材料制作磁性元件,可降低电源重量和体积。
(三)磁路设计优化
优化磁路结构,采用平面变压器技术,将绕组和磁芯设计成平面结构,可减小变压器和电感体积;使用纳米晶等新型磁芯材料,也能进一步减小磁性元件体积。
五、增强抗干扰能力的策略
(一)电磁屏蔽设计
用铜、铝、坡莫合金等制作电源外壳屏蔽层,阻挡外部电磁场侵入;对内部敏感电路和元件局部屏蔽,合理设计接地方式,将干扰信号引入大地。
(二)滤波电路设计
在电源输入、输出端分别设计 EMI 滤波器和输出滤波器,滤除电网干扰信号,减小输出纹波,提高电能质量,设计需根据工作频率和干扰特点优化。
(三)软件抗干扰措施
在控制软件中采用数字滤波算法、冗余校验技术、软件陷阱等,提高系统对干扰信号的识别和处理能力,确保程序正常运行。
六、结论与展望
5G 基站建设对高压电源要求高,优化设计需从提升功率密度、实现轻量化小型化、增强抗干扰能力入手。通过采用新型器件、优化拓扑和磁路、改进散热、集成化设计、电磁屏蔽、滤波电路及软件抗干扰等措施可达成目标。随着科技进步,未来会有更多先进技术用于高压电源优化,为 5G 基站建设提供更可靠高效的电源支持,推动 5G 技术发展。
我是爱分享光电知识的——跃迁光电,希望本篇文章能对大家有所帮助。
“跃迁光电”是一站式光电产品网络商城。厂家不但生产高压直流电源,还可以根据客户的需求进行开发设计,量身定制高压直流电源。同时“跃迁光电”的产品还具有体积小、使用简单、功能多、品种齐全、保护完善、控制灵活的优势。
截止到2024年,“跃迁光电”的产品已经扩大到12个品类,产品应用于科学、环保、工业等多个领域。现在“跃迁光电”的总部设在北京,同时在广州、苏州都设有办事处,“跃迁光电”的销售网络已经遍及全国。同时“跃迁光电”的产品也已经销往欧洲、美国、日本等国。“科技打造精品,诚信铸就未来”,跃迁人将为电源行业的发展和应用而不懈努力,——欢迎与我们联系洽谈。