通信开关电源休眠节能技术应用.doc

龙源期刊网 通信开关电源休眠节能技术应用作者：李建良来源：《中小企业管理与科技·下旬》2010年第12期        摘要：整流模块效率与输出电流大小存在直接相关性，存在一个负载电流与工作效率的二维曲线采用合理的模块配置，配置具有节能管理设计的监控模块，提升单个整流模块输出电流，可以提升开关电源实际工作效率，降低损耗经过应用测试，采用休眠技术使负载率由40%以下提高到70%左右时平均每套开关电源能耗降低了7.46%，具有一定的节能减排成效        关键词：基站 开关电源 负载率 休眠技术                1 概述        在我国通信电源的应用中，电源的容量都大于实际负载的容量，这一方面为了保证有足够的容量用于电池充电另一方面也是考虑扩容的需要，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，这样往往电源系统由于带载率低而低于最佳效率点运行，极大地浪费了能源目前，对开关电源的节能措施，除了通过技术改进提高不同负载率时整流模块的整体效率特性、降低模块功耗等措施，还可以通过对开关电源的能效管理来实现节能通过对电源模块的休眠管理，提高运行模块的负载率，可以更加合理地利用开关电源的功率曲线，可以实现很好的节能效果。

        2 开关电源休眠节能原理        通信电源节能的关键是要提高系统的整体效率，图中是典型的通信电源设备在不同负载率下的效率曲线从图示效率曲线可以看出，通信电源设备的效率随着负载率的增加整体呈上升趋势        当负载率在40%-80%时，整流模块工作效率较高，同时可降低整流模块工作数量，提高负载率，降低空载损耗实现节能        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，实现节能目的休眠节能模式不同于模块的冷备份模式休眠节能模式下，模块的主电路完全停止工作，控制电路仍在工作，整个系统处于待机状态一旦有告警等异常情况，休眠模块可以立即进入工作状态这与模块的冷备份是完全不同的休眠节能技术也不同于传统的遥控关机技术，传统的遥控关机功能只关闭模块的输出部分，模块输入及其它辅助电路仍处于工作状态因此，模块在遥控关机状态下仍有一定的损耗在模块休眠模式下，模块的输入输出完全处于关闭状态，整个模块的待机损耗明显降低。

        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        3 休眠技术方案        由两部分组成，整流模块硬件白设计和监控模块控制逻辑（模块冗余和循环开关机控制）        3.1 整流模块硬件设计：通过整流模块内增设直流侧辅助电源，使整流模块在休眠时完全关闭主电路，保留控制电路工作，使整个模块处于休眠待机状态，而达到最佳的节能状态        3.2 监控模块控制逻辑：模块冗余控制就是通过关闭部份整流模块，使电源系统工作在整流模块最佳效率点，从而达到节能；循环关机就是周期打开，关闭某个模块使所有整流模块同步地老化，从而达到延长模块和系统寿命的目的        4 节能测试效果分析        近期，对某运营商的基站开关电源进行了休眠技术应用试点，试点选取了2家开关电源主流厂商共4种型号设备、6个基站进行了试点；试点周期为2周，休眠技术开启前后各占一周；对开关电源输入功耗进行按日统计。

得出以下结论：        4.1 采用前后耗能数据对比法得出：6处基站使用休眠技术可以使开关电源整体功耗节能效果的平均水平达到7.46%        4.2 试点站节电率的高低与试点站的负载率和单模块容量成比：原因是单模块容量较大时功耗也较大        4.3 在休眠改造后模块负载率达到60%以上时，休眠技术节能功能效率高，在70%以上，节能效果很好        4.4 根据对开关电源厂家50A模块的调查统计，开关电源的每个整流模块空载损耗为60W左右（而休眠时功耗为6W左右）        5 经济社会效益分析        目前，全国共有移动通信基站60万个左右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=613.2kW·h，全国一年可节电613.2×600000=367920000kW·h        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，减少人工维护成本，提高通信企业的投资效益如实施开关电源休眠节能措施，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几十万套，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        6 总结        6.1 通信电源设备由于配置和工作特性，大部分时间整流模块没有工作在设备的最佳效率点        6.2 通信电源的休眠节能技术可以保证电源系统正常工作的条件下使系统工作在最佳效率区间，最大程度降低了设备能耗        6.3 通信设备休眠节能技术对降低设备能耗有明显效果，易推广        6.4 休眠节能技术对系统负荷较小，负载较低的开关电源系统节能效果明显，对负载率较大的系统效果不明显        参考文献：        [1]刘剑刚.中兴电源系统节能休眠技术简介，中兴通讯通信电源节能技术.        [2]康明.基站高频开关电源休眠技术与节能减排效果分析，现代通信技术.2009，12.        [3]易序香.基站降耗通信电源休眠节能技术，通电信技术，2008，11.        [4]王超.艾默生电源系统节能休眠技术简介.艾默生能源有限公司.2009，11.。