通信电源休眠节能技术应用

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1、3G基站通信电源休眠节能技术应用作者:金立标来源:《通信技术与标准》2009年电源专刊发布时间:2009-11-26  摘要：本文针对基站内设备的耗能情况，提出了基站通信电源节电工作的必要性，介绍了通信电源休眠节能技术原理。在此基础上，结合通信电源休眠节能技术在实验室的检测数据以及在3G基站进行的实际应用结果，验证了通信电源休眠节能模式对基站节能的有效性和可操作性。同时也提出了电源休眠节能技术在实际应用中的注意事项及相关建议。关键词：基站能耗电源节能休眠安全一、概述电信运营企业中节能减排的工作重点主要是减少电力消耗。通信行业通过近年来开展的大量节能降耗的试验和推广工作，已基本明确

2、了通信机房的节能工作重点，主要是空调节电、通信设备节电和机房环境通风隔热等节电措施。根据通信基站的设备配置和实际运行状况统计，基站内的能耗分配基本如下。通信主设备耗电约占43%，空调用电约占46%，通信电源设备耗电约占8%，机房配电照明约占3%。对通信基站的节能减排工作最核心的部分虽然是通信主设备和机房空调的节电工作，但通信电源的节电同样会进一步降低前级交流配电和机房空调的能耗，因此通信电源的节电也是基站降耗不可忽略的一个部分。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

3、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。本文重点结合基站开关电源的智能休眠节能试验及在3G基站的实际应用，对通信电源的节能效果进行探讨。二、通信电源的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1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。在通信基站的电源配置中，一般都是按系统的最大负载和蓄电池充电电流及N+1备份等因素考虑配置的。实际运行中，蓄电池的充电时间对整个电源系统来讲时间是很少的。因此，大部分时间内电源系统工作在50%以下负载率较

4、低的区间，在基站话务较低的情况下，电源系统的负载率会进一步降低。因此，电源系统的整流模块大部分时间负载率很低，没有工作在最佳效率区间。通过以上分析，对照电源系统的效率曲线可以看出，通过改进电源系统监控模块的管理功能，实现整流模块的智能休眠，使开关电源系统工作在最佳效率区间，可以提高电源系统效率，从而达到节能的目的。原理介绍：如图1所示，整流模块的负载率在A以下时，此段整流模块的效率比较低；整流模块的负载率在A、B之间时，整流模块的工作效率最高；整流模块的负载率在B以上时，整流模块的效率也有所降低。整流模块的负载率在A以下时，开关电源可通过监控单元关闭部分整流模块，使其处于待机热备

5、份状态，此时其功耗很小，从而使系统中工作的电源模块的负载率保持在A点之上；如果整流模块的负载率大于B时，若有整流模块因效能管理已处于休眠关闭状态，则监控单元会自动打开关闭的模块，以保证系统整流模块的负载率保持在A、B之间，保持电源系统的高效率运行。采用智能休眠功能的电源系统，在停电恢复、模块故障等负载率明显增加的情况下，监控单元应能够在保证系统冗余安全的条件下，有选择地及时打开休眠待机的整流模块，使整个系统始终处于安全可靠的工作状态。同时，为使各整流模块的工作情况相同，避免工作模块长期较高负荷运行造成易损坏的影响，监控单元可对工作整流器、休眠整流器实行定期开关转换，保证各模块的工

6、作时间和待机时间基本一致，以保证所有模块均匀老化，具有相同的工作寿命。另外，休眠节能技术不同于以往的遥控关机技术。如图2所示，虚线内为模块的休眠部分，其输入输出部分全部关闭，只有控制部分在工作。而遥控关机功能只是关闭图中的“DC/DC”部分，即模块的输出部分。因此遥控关机状态下模块仍有较多的损耗。三、通信电源休眠节能技术的试验及应用对于新入网的通信电源，目前各电信运营企业基本都已明确提出了具有模块智能休眠功能的要求，这也是当前节能降耗工作的策略之一。对早期在网运行的开关电源大部分都不具备整流模块智能休眠的节能管理功能，但可以通过更换、升级监控单元的控制芯片，实现休眠管理功能。20

7、08年上半年江苏联通对两家主流通信电源厂家的基站开关电源进行了休眠节能的升级改造试验，并在2009年的3G基站中进行了大范围实际应用。下面结合基站使用情况及实测数据进行分析。试验分别在两个地市分公司基站选择两种在网运行的电源进行。对同一种电源分别选择三个不同负载率的基站，通过更换监控单元控制芯片实现对整流模块的智能休眠节电功能。试验中在各开关电源输入端安装电表，分别计量节能改造前后各15天时间电源的实际耗电量。试验前须核查开关电源内未连接其他交流用电设备。另外，为了保证现场测试的