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基站开关电源模块休眠技术在节能降耗中的应用

作者:李先生 2009-12-06 来源:中国自动化网评论:0条浏览:1029

1 概述a5e451【中国自动化网社区】4ec0f9【http://sns.ca800.com】02
　　在我国，大多数通信设备采用开关电源直流供电方式，出于对通信电源系统的安全、可靠性考虑，开关电源系统容量采取整流模块冗余配置，且预留的蓄电池充电容量在正常工作时并不使用，造成整流模块长期处于低负载率工作，转换效率低下，极大地浪费了能源。目前，各大通信电源供应商都在加强技术研发的力度，加大节能环保的设计投入，通过技术革新，不断提高通信开关电源系统的转换效率，降低开关电源系统自身的功耗。其中，开关电源整流模块休眠技术就是最近发展起来的一项安全可靠、简便易行的节能技术。a7d8855【中国自动化网社区】412e82【http://sns.ca800.com】c8d
2 开关电源休眠节能原理a7d8855【中国自动化网社区】412e82【http://sns.ca800.com】c8d
　　开关电源整流模块的能量消耗包括输出功耗、带载损耗、空载损耗3个部分，其中输出功耗是根据负载电流大小决定的，无法降低能耗；带载损耗取决于整流模块的工作效率，当负载率在合理范围（40％～80％）内时，工作效率较高，可通过提高模块工作效率降低带载损耗；空载损耗是负荷未达额定容量造成的，可通过降低整流模块的工作数量、提高负载率而降低。8621【中国自动化网社区】734e08【http://sns.ca800.com】4d31
　　开关电源整流模块休眠技术就是根据负载电流大小，与系统的实配模块数量和容量相比较，通过智能“软开关”技术，来自动调整工作整流模块的数量，使部分模块处于休眠状态，把整流模块调整到最佳负载率下工作，从而降低系统的带载损耗和空载损耗，实现节能目的，如图1所示。8621【中国自动化网社区】734e08【http://sns.ca800.com】4d31

　　休眠状态的整流模块数量可根据负载的变化而动态调整，当负载增大到一定值时，可自动唤醒休眠模块，保证整体输出容量。同时还可以通过软件设置整流模块的休眠时间和休眠次序，使各整流模块轮换休眠，维持各整流模块工作时长的平均，提高各模块的使用寿命。8621【中国自动化网社区】734e08【http://sns.ca800.com】4d31
　　使用开关电源模块休眠节能技术必须采取必要的安全措施，以保证特殊情况下的系统工作可靠。如系统应至少保证两块整流模块工作，当系统出现整流模块故障、控制器失效、市电异常、电池均充等情况时，系统应自动取消模块休眠功能；当异常情况消失，系统处于浮充状态时，再启动模块休眠功能，从而保证系统的安全稳定运行。7e【中国自动化网社区】529e5c【http://sns.ca800.com】1a
3 节能效果分析7e【中国自动化网社区】529e5c【http://sns.ca800.com】1a
3．1测试案例7e【中国自动化网社区】529e5c【http://sns.ca800.com】1a
　　2008年6月，对巢湖移动清溪和花集两个基站的开关电源进行休眠节能测试，在问等条件下，对比休眠前后消耗的电能。开关电源型号：DUM— 48／50C；整流模块型号为DZY—48150C，其中，清溪基站的负载为15A，后备蓄电池组500AH两组，配置6个整流模块；花集基站的负载为 14A，后备蓄电池组500AH两组．配置6个整流模块。7e【中国自动化网社区】529e5c【http://sns.ca800.com】1a
　　检测中美没有遇到一个整流模块相邻第次的试验中休H民．也没有遇到多个整流模块住i卡H交流电源中的不平衡保打、1在开关电源模块休眠功能的安全保护性能测试中，当模拟交流停电、模块故障、蓄电池充放电等异常情况时，开关电源均可临时关休眠功能，保征系统安全工作在可靠条件下。b4【中国自动化网社区】296c03【http://sns.ca800.com】ca453
3．2节能分析b4【中国自动化网社区】296c03【http://sns.ca800.com】ca453
　　配置容量数定（如6个整流模块）时负载率与节电率父系：开启模块数一定的情况下，随营负载电流的增大，负载率增大，进入休眠的模块数越少，节电量和节电率逐渐降低负载电流一定（1受15A）时，负载率与节点率系：在负载电流一定的情况F，随着开启模块数的增力u，进入休眠的模块数越多，节电量和节电率逐渐增加．但是总输入功率呈卜升趋势，此时节电量的提高是由于系统无效耗能增加弓I起的，因此整流模块数量配置应合理冗余，不能盲目增人配置。b4【中国自动化网社区】296c03【http://sns.ca800.com】ca453
　　休眠前后零线电流对比：休眠后对比显示，当模块休眠后T作模块数为相平街数3个，对应负载电流75A情况）时，零线电流减小，否则零线电流会有一定增大，土要是由于整流模块的单相供电引起三相不平衡而造成的，三市H供电模式的整流模块应不受影响。零线电流增大会有一定负面影响，从测试结果来看，增大值较小，负面影响不大。b4【中国自动化网社区】296c03【http://sns.ca800.com】ca453
4 效益分析b4【中国自动化网社区】296c03【http://sns.ca800.com】ca453
　　据了解，开关电源模块的休眠功能技术改造成本均在1000 元以下，以l00元计算，假定回收期为3年，则节电量应为10000÷3÷365÷24=38W，即休眠前后输入功率降低38W以上即可在3年以内收回成本。当基站负载电流在l00A以上时，节能效果已较差，投资幽收期较长，不宜实行模块休眠节能；如负载电流小于l00A，应采模块休眠功能节能。当模块按标准冗余方案配置时，在各种直流负载情况下，每个基站节电量平均约为70W，则每个基站一年可节电0．07×24×365=6l3．2kW·h，以安徽移动全省1000个基站计算，全省一年可节电6．132×104kW·h，节约电赞约550万元。b4【中国自动化网社区】296c03【http://sns.ca800.com】ca453
　　从另一个角度分析，模块休眠可平均减少各模块的工作时间，降低模块故障率，提高设备使用寿命，lhJ接减少空洲耗能和人工维护成本，提高通信企业的投资效益。如实施开关电源休眠节能措施，每年仅基站开关电源凶自身损耗就可以节电4．38×105kW·h。从全范围来看，目前运行在各电信运营商网络的基站电源有儿十万套，如果都能采取技术措施实施休眠节能，则一年可节省的用电量达到几亿千瓦时，节电量可观。因此，不管是从全球能源面临枯竭的紧张局势，还是从企业运行成本来考虑，推行基站开关电源休眠节能技术部是必要的。

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