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浅谈通信直流电源节能技术
http://www.cww.net.cn   2012年4月28日 11:06    

1 引言

通信用高频开关电源是保证通信设备正常运行必不可少的基础供电电源设备,也是通信设备的主要供电设备。随着国民经济和社会的发展,通信网络建设规模迅猛发展,高额的电费,已成为通信运营商不容忽视的成本支出,节能降耗已成为通信行业的工作重点及专题研究课题。

2 通信用高频开关电源节能原理

通信用高频开关电源为直流供电设备,是通信供电系统的重要组成部分。在不同的供电状态下,高频开关电源系统的输出功率不同,效率也不同。一般来说,高频开关电源的输出功率接近额定功率时,效率最高;输出功率远远小于额定功率时,效率会变得很低。通信基站在电源容量的配置上会考虑以下因素:可靠性、模块化结构、采用N+1冗余;后期设备扩容。因此,在实际运行中,电源设备的输出功率会偏小,效率降低,势必会造成浪费。

就目前的设备使用情况,我们通常采用的节能方法是根据实际负载的大小,通信用高频开关电源系统的控制单元自动开启或关闭部分整流模块,使工作模块的实际输出功率接近额定功率,工作在高效率区段。同时,N+1个模块按照一定的周期轮流进行工作和休息,产品寿命不受影响,此方法称为“轮休技术”。整个过程均能在控制单元的协调下,自动进行,从而提高电源转换工作效率,对系统模块采用自动轮换的工作方式,延长通信高频开关电源设备使用寿命,实现节省电能,降低损耗。同时,控制单元自动检测后备蓄电池组的运行性能质量分析,并自动控制系统节能运行模式安全。

在使用节能技术前的高频开关电源系统并没有采用整流模块轮流工作方式。通信电源系统的交流配电通过输出开关将交流电送入整流模块单元的交流配电部分。整流模块单元的交流分配单元通过空气开关将交流电分成N 路分别送给整流模块。整流模块输出的-48V 直流电压汇流到系统内的正、负母排,整流模块单元与直流配电的正、负母牌通过并机排互连,输入到直流配电部分-48V 直流电,供给负载端与电池端。

在使用节能技术后的高频开关电源系统在负载电流较小时,系统会按控制单元设置好的计算公式来计算应让哪些整流模块工作,哪些整流模块进入休眠状态。当负载增加时,会软开一些整流模块,当负载减小时会软关一些整流模块。在恒定负载的条件下,会让休眠模块进入工作状态,让长时间工作模块进入休眠状态来保证整流模块的轮流工作。

在节能模式下,空载时有些系统只会“开”(即启动)一个整流模块。如果是按N+1 的模式设计的系统,最少启动两个整流模块。当负载电流增加到系统预先设定值时,系统会再开一个整流模块。同理,负载电流增加到系统下一个预设值时,会开下一个整流模块。系统软关整流模块的道理与软开整流模块的道理相似。

在节能模式下,所有的整流模块都处于工作状态开始,减到系统预设的电流值时系统会关掉一个整流模块,继续减负载电流到另一个整流模块关闭值时再关掉一个整流模块,以此类推。例如系统插入3 个整流模块,且假设当负载电流达到已开整流模块的额定电流总和的80%时开另一个整流模块,当负载电流达到已开整流模块的额定电流总和的40%时关一个整流模块。

通信用高频开关电源的效率是电源设备制造商提供的重要参数,它直接取决于整流模块的效率。根据信息产业部颁规范要求,额定输出功率大于1 500 W的整流模块,其效率要求不小于90%。这个效率是指模块处于额定状态的工作效率,该模块满足相关标准要求,最高效率点可以达到92.8%。但当该模块输出电流或功率小于40%时,整流模块的效率较低,甚至低于80%;输出功率超过40%额定功率后,效率基本接近,都在92%以上。采用具有模块休眠管理功能的监控模块,不论配置哪种整流模块,均可以达到较高的效率,实现节能降耗。电源能耗直接表现为热量,电源效率提高后,设备发热量减少,可以降低一定的空调制冷能耗。由于节能功能启动将不必要的模块进入休眠状态,提高了工作模块负载率,休眠模块处于低耗能的待机状态,提高了整体工作效率。系统的负载率越低,节能的效果越明显。根据目前的局站配置来看,系统的负载率基本上都在25%以下;在一些停电频繁或者地位重要的VIP局站,为了保证负载运行的可靠性,负载率低至10%以下。因此,采用节能功能后,可以大大提高系统的效率,实现节能目的。

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来源:通信世界网-电信科学   编 辑:魏慧    联系电话:010-67110006-904
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