开关电源节能的冷关断技术解决方案
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节能减排是全人类的共同责任, 电信企业作为节能减排的践行者, 减排新技术、新项目的研究, 多措并举全力推进节能减排工作的科学、高效开展。 动力运维人员根据在网运行年限较长开关电源工作效率较低的现状, 提出采用冷关断技术实现开关电源工作效率提升的思路, 由相关公司开发控制器并实际应用, 取得较好的实际效果。 1 前言 通信电源的发展经历了从相控电源到高频开关电源的转变, 系统已实现高可靠性、可维护性、高功率密度及高智能化, “如何降低运营成本”成为当前运维关注重点。 随着国家对节能减排要求提升及运营商运营成本压力, 近年大规模推广开关电源模块软休眠技术, 该方案通过关闭部分模块输出来实现电源效率的提高从而降低系统损耗。依据这几年实际运行数据, 采用模块软休眠技术之后, 每基站开关电源年节电普遍在1000度以上, 企业取得经济效益显著。软休眠方案存在一定局限性, 要求开关电源需具备相关功能, 适用于近年生产的较新开关电源, 而对于在网运行的大量无休眠功能的开关电源, 整流模块采用N 1备份方式, 基本上负载率在20~30%, 模块的空载损耗和低负载率时系统带载损耗较大。 良好的经济效益促使运营商和设备厂家对技术革新, 通过与电源厂家的技术交流共同确认技术细节, 定制通用型节能控制器, 可实现对所有在网老开关电源的节能改造, 节能效果显著、系统可靠性进一步提高。该方案解决了模块软休眠技术运用局限性的问题, 适用所有开关电源、各厂家、各种型号的通信电源产品。 2 解决方案 冷关断技术是整流模块软休眠技术的扩大和补充, 是对不具备休眠功能的开关电源实施节能的一种解决方案, 对模块没有任何要求, 适用于所有厂家的在网中小容量开关电源系统, 有广范的应用前景。 开关电源模块冷关断方案对开关电源本身不进行改造, 只是增加了自动控制部分, 通过控制开关电源整流模块的输入交流电源的通断来控制开关电源模块工作与关闭。即通过外挂硬件控制器的方式, 强制关闭冗余模块来实现节能, 模块仅作为被控制对象。 工作原理如图1，节能控制器利用交流互感器测得整流模块电流和电压值, 通过相关计算间接判断电源负载率, 控制整流模块交流输入通断, 达到关闭冗余模块的目的, 从而提高其它整流模块带载率, 使系统效率得到提升。图2为正在使用的开关电源冷关断控制器。 图1 冷关断控制器原理示意图 图2 冷关断控制器 几种状态的控制过程: 2.1 整流模块关闭 当整流模块负载率低于60% (可设置) 时, 冷关断控制系统向整流模块的交流输入控制继电器发出控制信号, 使继电器动作断开模块交流输入电源, 从而关闭整流模块。 2.2 整流模块开启 根据负荷情况, 冷关断控制器将主用整流模块的控制继电器处于断电常闭状态, 使主用模块开启;当主用开关电源模块负载率大于80% (可设置) 时, 冷关断控制系统给冗余整流模块的交流输入控制继电器发出控制信号, 使继电器释放接通模块交流输入电源, 从而开启冗余开关电源模块。 2.3 冷关断控制退出 |
