通信(xin)電源系統(tong)作(zuo)為(wei)通信網絡穩(wen)定(ding)運(yun)行的(de)基石，其(qi)輸(shu)出(chu)頻率(lv)的穩(wen)定(ding)性至(zhi)關重(zhong)要。然(ran)而，在(zai)實際運(yun)行中，通(tong)信電源系統(tong)可能(neng)會(hui)出(chu)現(xian)頻率(lv)漂移(yi)現象(xiang)，即(ji)輸出(chu)頻率(lv)偏離額定(ding)值，這(zhe)將(jiang)對(dui)通信設(she)備的正(zheng)常(chang)運(yun)行產(chan)生(sheng)不利影(ying)響。以(yi)下(xia)從電(dian)源設(she)計缺陷(xian)、負(fu)載變(bian)化、環(huan)境(jing)因素、元(yuan)件老(lao)化與故障四個(ge)方(fang)面，詳細(xi)闡述(shu)通信(xin)電源系統(tong)出現(xian)頻率(lv)漂移(yi)的原因。
壹、電(dian)源設(she)計缺陷(xian)
1. 控制電路(lu)設(she)計不合(he)理(li)
PID參數(shu)設(she)置不當(dang)：在(zai)通信(xin)電(dian)源系統(tong)的頻率(lv)控制中，常(chang)采用PID（比例-積(ji)分-微分）控(kong)制算法(fa)來調節(jie)輸(shu)出頻率(lv)。若(ruo)PID參數(shu)（比例系(xi)數(shu)Kp、積(ji)分系數(shu)Ki、微(wei)分系數(shu)Kd）設(she)置不合(he)理(li)，如(ru)Kp過大可(ke)能導(dao)致系(xi)統(tong)超調，Kd過大可(ke)能使系(xi)統(tong)對噪聲(sheng)過於敏(min)感(gan)，從(cong)而引(yin)發頻率(lv)漂移(yi)。例如(ru)，某通信電源系統(tong)在(zai)設(she)計時，PID參數(shu)未(wei)根據(ju)實(shi)際負(fu)載特(te)性進行優化，導(dao)致在(zai)負(fu)載變(bian)化時頻率(lv)波動(dong)超過±0.5Hz。
控制算法(fa)精(jing)度不(bu)足：部分(fen)通(tong)信(xin)電(dian)源系統(tong)采用簡化的控(kong)制算法(fa)，如(ru)開(kai)環(huan)控制或低精(jing)度的(de)閉環(huan)控制，無(wu)法準(zhun)確(que)跟(gen)蹤負(fu)載變(bian)化，導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)不穩(wen)定(ding)。例如(ru)，某早期(qi)通信電源系統(tong)采用開環(huan)控制，當(dang)輸入(ru)電(dian)壓(ya)波(bo)動或負(fu)載突(tu)變時(shi)，輸出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量可(ke)達(da)±1Hz以(yi)上(shang)。
2. 參考(kao)頻率(lv)源不穩(wen)定(ding)
晶振頻率(lv)偏差：通(tong)信電(dian)源系統(tong)通常(chang)采用晶振作(zuo)為(wei)參考(kao)頻率(lv)源，若(ruo)晶(jing)振本(ben)身(shen)存在(zai)頻率(lv)偏差或溫(wen)度特(te)性不(bu)佳(jia)，會(hui)導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)。例如(ru)，某通信電源系統(tong)使用的晶(jing)振在(zai)25℃時頻率(lv)偏差為(wei)±10ppm，但在(zai)高(gao)溫(wen)或低溫(wen)環(huan)境(jing)下(xia)，頻率(lv)偏差可(ke)能擴大至(zhi)±50ppm以(yi)上(shang)，從而引(yin)發輸出(chu)頻率(lv)漂移(yi)。
參考(kao)頻率(lv)源受幹(gan)擾(rao)：參考(kao)頻率(lv)源可能(neng)受到(dao)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)（EMI）、電(dian)源噪聲(sheng)等影(ying)響，導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)波動(dong)。例如(ru)，某通信電源系統(tong)與大功(gong)率(lv)變頻器共用同壹電(dian)源線路(lu)，變(bian)頻器產(chan)生(sheng)的電磁(ci)幹(gan)擾(rao)通(tong)過電源線路(lu)耦(ou)合至(zhi)參考(kao)頻率(lv)源，導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量達(da)±0.3Hz。
二(er)、負(fu)載變(bian)化
1. 負(fu)載突(tu)變
大(da)功率(lv)負(fu)載啟(qi)動(dong)與停(ting)止：當(dang)通信(xin)電源系統(tong)連接(jie)的大(da)功(gong)率(lv)負(fu)載（如(ru)通(tong)信(xin)基站(zhan)設(she)備、數(shu)據(ju)中心(xin)服務器等）突(tu)然(ran)啟(qi)動(dong)或停(ting)止時(shi)，會(hui)引(yin)起(qi)負(fu)載電(dian)流(liu)的(de)急(ji)劇變化，從而導(dao)致輸(shu)出(chu)電(dian)壓和(he)頻率(lv)波動(dong)。例如(ru)，某通信基站(zhan)電源系統(tong)在(zai)基站(zhan)設(she)備啟(qi)動(dong)時(shi)，負(fu)載電(dian)流(liu)從(cong)0A瞬(shun)間(jian)躍(yue)升至(zhi)50A，導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量達(da)±0.8Hz。
負(fu)載不(bu)平(ping)衡：若(ruo)通(tong)信(xin)電(dian)源系統(tong)的三(san)相負(fu)載不(bu)平(ping)衡，會(hui)導(dao)致三(san)相輸出(chu)電壓和(he)頻率(lv)不壹(yi)致，從(cong)而引(yin)發頻率(lv)漂移(yi)。例如(ru)，某三(san)相通信(xin)電源系統(tong)在(zai)負(fu)載不(bu)平(ping)衡度達(da)到(dao)20%時，輸出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量可(ke)達(da)±0.5Hz。
2. 負(fu)載特(te)性變(bian)化
非線性(xing)負(fu)載：通(tong)信(xin)電(dian)源系統(tong)連接(jie)的負(fu)載可(ke)能(neng)包(bao)含非線性(xing)元(yuan)件（如(ru)整(zheng)流器、開關電(dian)源等），這(zhe)些(xie)負(fu)載會(hui)產(chan)生(sheng)諧波電(dian)流，導(dao)致輸(shu)出(chu)電(dian)壓和(he)頻率(lv)畸變。例如(ru)，某通信電源系統(tong)連接(jie)大量(liang)開(kai)關電(dian)源負(fu)載時(shi)，諧波電(dian)流導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量達(da)±0.3Hz。
動(dong)態負(fu)載：部(bu)分(fen)通(tong)信設(she)備（如移(yi)動通(tong)信基站(zhan)的天線調整(zheng)系統(tong)）的負(fu)載功(gong)率(lv)會(hui)隨(sui)時(shi)間動(dong)態(tai)變化，若(ruo)通(tong)信(xin)電(dian)源系統(tong)的動(dong)態響應能力(li)不足(zu)，會(hui)導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)。例如(ru)，某通信電源系統(tong)在(zai)動態(tai)負(fu)載變(bian)化頻率(lv)為(wei)1Hz時，輸出頻率(lv)漂移(yi)量可(ke)達(da)±0.4Hz。
三(san)、環(huan)境(jing)因素
1. 溫(wen)度變(bian)化
元(yuan)件溫(wen)度系(xi)數(shu)影(ying)響：通信(xin)電源系統(tong)中的(de)電子元(yuan)件（如(ru)晶振、電(dian)容(rong)、電(dian)感等）具有(you)溫(wen)度系(xi)數(shu)，其(qi)參數(shu)會(hui)隨(sui)溫(wen)度變(bian)化而變(bian)化，從而導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)。例如(ru)，某通信電源系統(tong)中的(de)晶振溫(wen)度系(xi)數(shu)為(wei)±30ppm/℃，當(dang)環(huan)境(jing)溫(wen)度從(cong)25℃升高(gao)至(zhi)50℃時(shi)，輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量可(ke)達(da)±0.75Hz。
散(san)熱不良(liang)：若(ruo)通(tong)信(xin)電(dian)源系統(tong)散熱(re)設(she)計不合(he)理(li)或散熱風扇故(gu)障，會(hui)導(dao)致系(xi)統(tong)內部(bu)溫(wen)度升高(gao)，進而引(yin)發頻率(lv)漂移(yi)。例如(ru)，某通信電源系統(tong)因散熱風扇故障，內部(bu)溫(wen)度升高(gao)至(zhi)60℃，導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量達(da)±1Hz。
2. 濕度變(bian)化
元(yuan)件吸(xi)濕性(xing)影(ying)響：部分(fen)電子(zi)元(yuan)件（如(ru)紙介電容(rong)、電(dian)解電容(rong)等）具有(you)吸(xi)濕性(xing)，當(dang)環(huan)境(jing)濕度變(bian)化時，其(qi)參數(shu)會(hui)發生變(bian)化，從而導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)。例如(ru)，某通信電源系統(tong)在(zai)濕度從(cong)40%RH升高(gao)至(zhi)80%RH時(shi)，輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量可(ke)達(da)±0.2Hz。
絕(jue)緣(yuan)性能(neng)下(xia)降(jiang)：高(gao)濕度環(huan)境(jing)可能(neng)導(dao)致通(tong)信(xin)電(dian)源系統(tong)內部(bu)絕(jue)緣(yuan)性能(neng)下(xia)降(jiang)，引(yin)發漏(lou)電流(liu)，從而影(ying)響輸出(chu)頻率(lv)穩(wen)定(ding)性。例如(ru)，某通信電源系統(tong)在(zai)濕度為(wei)90%RH時，因絕(jue)緣(yuan)性能(neng)下(xia)降(jiang)導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量達(da)±0.3Hz。
四(si)、元(yuan)件老(lao)化與故障
1. 元(yuan)件老(lao)化
電容(rong)容(rong)量(liang)衰減：通(tong)信(xin)電源系統(tong)中的(de)電解電(dian)容(rong)隨(sui)使用時間(jian)增(zeng)長，容(rong)量(liang)會(hui)逐漸衰減，導(dao)致濾(lv)波(bo)效(xiao)果(guo)變差(cha)，從而引(yin)發輸出(chu)頻率(lv)漂移(yi)。例如(ru)，某通信電源系統(tong)使用5年後(hou)的(de)電(dian)解電(dian)容(rong)容(rong)量(liang)衰減至(zhi)初(chu)始(shi)值(zhi)的(de)80%，導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量達(da)±0.5Hz。
電(dian)感磁(ci)芯(xin)飽(bao)和(he)：電感(gan)元(yuan)件在(zai)長期(qi)使用後，磁(ci)芯(xin)可能(neng)因磁(ci)通(tong)密度過高(gao)而飽(bao)和(he)，導(dao)致電(dian)感(gan)量(liang)下(xia)降(jiang)，從(cong)而影(ying)響輸出(chu)頻率(lv)穩(wen)定(ding)性。例如(ru)，某通信電源系統(tong)中的(de)電感磁(ci)芯(xin)在(zai)使用3年後(hou)出(chu)現(xian)飽(bao)和(he)現象(xiang)，導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量達(da)±0.4Hz。
2. 元(yuan)件故(gu)障
晶振損(sun)壞(huai)：晶(jing)振作(zuo)為(wei)參考(kao)頻率(lv)源，若(ruo)因振動(dong)、沖(chong)擊或老(lao)化等原因損(sun)壞(huai)，會(hui)導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)壹概失控。例如(ru)，某通信電源系統(tong)因晶振損(sun)壞(huai)，輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量達(da)±10Hz以(yi)上(shang)，導(dao)致通(tong)信(xin)設(she)備無(wu)法正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。
功率(lv)器件損(sun)壞(huai)：通(tong)信(xin)電(dian)源系統(tong)中的(de)功率(lv)器件（如(ru)IGBT、MOSFET等）若(ruo)因過壓、過流或過熱等原因損(sun)壞(huai)，會(hui)導(dao)致輸(shu)出(chu)電(dian)壓和(he)頻率(lv)異常(chang)。例如(ru)，某通信電源系統(tong)中的(de)IGBT因過流損(sun)壞(huai)，導(dao)致輸(shu)出(chu)頻率(lv)漂移(yi)量達(da)±2Hz。
總(zong)結：通信(xin)電(dian)源系統(tong)出現(xian)頻率(lv)漂移(yi)的原因涉(she)及電(dian)源設(she)計、負(fu)載變(bian)化、環(huan)境(jing)因素及元(yuan)件老(lao)化與故障等多(duo)個(ge)方面(mian)。為(wei)減少頻率(lv)漂移(yi)，需(xu)在(zai)電源設(she)計階段優化控制電路(lu)和(he)參考(kao)頻率(lv)源，提高(gao)系(xi)統(tong)抗幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)；在(zai)運(yun)行階段加(jia)強(qiang)負(fu)載管理(li)，避(bi)免負(fu)載突(tu)變和(he)不平(ping)衡；同時，定(ding)期(qi)維護設(she)備，及時(shi)更換(huan)老(lao)化元(yuan)件，確(que)保通(tong)信(xin)電源系統(tong)穩(wen)定(ding)運(yun)行。 http://vrdw.cn//