能源是發(fā)展國民經(jīng)濟和進步人民生活水平的緊張物質(zhì)基礎(chǔ)；節(jié)約能源是合理有用地行使能源、緩解能源緊缺狀態(tài)、進步企業(yè)經(jīng)濟效益和珍愛環(huán)境的緊張措施。在通訊行業(yè)中，人們通常把電源比喻為通訊體系的“心臟”。 隨著我通訊產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,通訊電源和空調(diào)設(shè)備的規(guī)模將越來越大,消費的電能也是一個重大的數(shù)目.通訊電源作為電信運營商運行維護的"心臟",在節(jié)能降耗方面具有很大的潛力.電費作為最后一項未被控制的成本,在節(jié)能方面更具有緊迫性。

 

    隨著通訊由語音為主的通訊時代轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)通訊為主的時代,人們對通訊體系的穩(wěn)固性提出了越來越高的要求.響應(yīng)的,對通訊直流電源設(shè)備而言,其各方面的性能要求也越來越高,否則無法知足通訊網(wǎng)絡(luò)的高性能要求.同時,隨著人們對于環(huán)境珍愛意識的賡續(xù)加強,以及能源價格的賡續(xù)上漲,對通訊直流電源產(chǎn)品在環(huán)境珍愛和節(jié)能方面提出了更高的要求。從宏觀、全局和經(jīng)營效益的角度來看，通訊電源好像顯得并不十分搶眼，但從微觀和電源專業(yè)自己來看，從確保通訊質(zhì)量、生產(chǎn)安全和財產(chǎn)安全的角度提出高度正視通訊電源的運行管理與應(yīng)用研究，頗有肯定道理。

 

    消費能源偉大，設(shè)備資源雄厚，必要精心管理通訊生產(chǎn)用電和確保通訊機房環(huán)境溫度等用電，所消費的電能源是偉大的。而且通訊電源設(shè)備的種類多、數(shù)量多，通訊電源、空調(diào)設(shè)備資產(chǎn)大約占總資產(chǎn)的3％～5％，在一個擁有豐富資產(chǎn)的壯大通訊企業(yè)——中國網(wǎng)通集團公司，通訊電源、空調(diào)設(shè)備的資產(chǎn)所占通訊設(shè)備資產(chǎn)比例是特別很是高的，因此增強管理，進步使用服從，降低成本，意義龐大。

 

    而在通訊機房中，除了雜項用電外，空調(diào)用電與通訊用電各占一半。

 

    因此說，節(jié)能降耗的能效有多大，很大程度上取決于對機房空調(diào)和通訊電源設(shè)備的節(jié)能降耗改革的成果。

 

    在本文中，我們一路探究兩種途徑來實現(xiàn)通訊電源設(shè)備的節(jié)能降耗。

 

 

    開關(guān)電源被譽為高效、節(jié)能電源，它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向。采用開關(guān)電源可有用減小功率損耗，通過外部電路還可進一步進步電源的工作服從。

 

    通訊電源，尤其是通訊直流電源技術(shù)發(fā)展很快，但它的發(fā)展有以下幾個特性，以及開關(guān)電源技術(shù)有四大趨勢。這些新的技術(shù)和趨勢是實現(xiàn)通訊電源節(jié)能降耗的緊張途徑。

 

（一）通訊直流電源技術(shù)發(fā)展的4個特性：

 

    1．通訊直流電源產(chǎn)品內(nèi)部各部分技術(shù)的發(fā)展存在不均衡性 

 

    通訊直流電源產(chǎn)品一樣平常由交、直流配電單元、整流器單元、監(jiān)控單元、蓄電池體系等幾部分構(gòu)成,但這幾部分的技術(shù)發(fā)展是不均衡的.其中發(fā)展最快的是整流器技術(shù),而配電技術(shù)則相對發(fā)展緩慢.如許導(dǎo)致了整個通訊直流電源體系內(nèi)部各部分的不均衡發(fā)展。 

 

    2．新型器件和材料得到賡續(xù)應(yīng)用

 

    新型器件和材料的賡續(xù)涌現(xiàn)并被應(yīng)用到通訊直流電源產(chǎn)品中。例如碳化硅(SiC)器件和新型磁性材料(如非晶材料)漸漸開始應(yīng)用到通訊用整流器中,DSP芯片也開始在整流器中得到規(guī)模應(yīng)用.更高性能的單片機體系在監(jiān)控單元中賡續(xù)得到應(yīng)用,膠體電池得到大量應(yīng)用等。 

 

    3．功率變換技術(shù)賡續(xù)發(fā)展 

 

    作為通訊直流電源的核心部件---整流器在技術(shù)上發(fā)展最為敏捷,各種新型線路技術(shù)、開關(guān)變換器技術(shù)、諧振開關(guān)技術(shù)、新型軟開關(guān)技術(shù)、功率因數(shù)校正技術(shù)、環(huán)路控制技術(shù)、均流技術(shù)都在賡續(xù)敏捷發(fā)展并在產(chǎn)品中得到商用。

 

    4．新的監(jiān)控技術(shù)賡續(xù)應(yīng)用 

 

    伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,一些新型技術(shù)也賡續(xù)在通訊直流電源產(chǎn)品中得到應(yīng)用,如CAN總線技術(shù)、IP通訊技術(shù)、USB技術(shù)、基于英特網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)等。這些技術(shù)的應(yīng)用推動了通訊直流的智能化發(fā)展。

 

（二）通訊開關(guān)電源的4種發(fā)展趨勢：

 

    1、同步整流技術(shù)實現(xiàn)高效 

 

    從上世紀90年代末期同步整流技術(shù)誕生以來，開關(guān)電源技術(shù)得到了極大的發(fā)展，采用IC控制技術(shù)的同步整流方案已經(jīng)為研發(fā)工程師普遍接受，如今的同步整流技術(shù)都在努力實現(xiàn)ZVS、ZCS體例的同步整流。

 

    從2002年美國銀河公司發(fā)表了ZVS同步整流技術(shù)之后，如今已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。這種體例的同步整流系巧妙地將二次側(cè)驅(qū)動同步整流的脈沖旌旗燈號調(diào)為比一次側(cè)的PWM脈沖旌旗燈號的上升沿超前，降落沿滯后的方法實現(xiàn)了同步整流MOS的ZVS體例工作。最新問世的雙輸出式PWM控制IC幾乎都在控制邏輯內(nèi)增長了對二次側(cè)實現(xiàn)ZVS同步整流的控制端子。例如：Linear公司的LTC3722、LTC3723，INTERSIL公司的ISL6752等。這些IC不僅努力解決好初級側(cè)功率MOSFET的軟開關(guān)，而且著力解決好二次側(cè)的ZVS體例的同步整流，轉(zhuǎn)換服從可達94%以上。

 

    2、開關(guān)電源吹響數(shù)字化號角 

 

    目前在整個的電子模仿電路體系中，電視、音響設(shè)備、照片處理、通信、網(wǎng)絡(luò)等都漸漸實現(xiàn)了數(shù)字化，而最后一個沒稀有字化的堡壘就是電源領(lǐng)域了。近年來，數(shù)字電源的研究勢頭不減，成果也越來越多。在電源數(shù)字化方面走在前面的公司有TI和Microchip。TI公司既有DSP方面的上風(fēng)，又兼并了PWMIC專業(yè)制造商UNITRODE公司，該公司已經(jīng)用TMS320C28F10制成了通信用的48V輸出大功率電源模塊，其中PFC和PWM部分完全為數(shù)字式控制。如今，TI公司已經(jīng)研發(fā)出了多款數(shù)字式PWM控制芯片。目前重要是UCD7000系列、UCD8000系列和UCD9000系列，它們將成為下一代數(shù)字電源的探路者。它們總體上既包括硬件部分，還要做軟件編程。硬件部分包括PWM的邏輯部分、時鐘、放大器環(huán)路的模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換以及數(shù)字處理、驅(qū)動，同步整流的檢測和處理等。 

 

    目前在電源領(lǐng)域里的競爭重要照舊性能價格的競爭，所以數(shù)字電源還有很長的路要走，然而電源領(lǐng)域的數(shù)字化的號角已經(jīng)吹響了。

 

    3、非隔離DC/DC技術(shù)敏捷發(fā)展

 

    近年來，非隔離DC/DC技術(shù)發(fā)展敏捷。目前一套電子設(shè)備或電子體系因為負載不同，會要求電源體系提供多個電壓擋級。小到臺式PC機就要求有+12V、+5V、+3.3V、-12V四種電壓以及待機的+5V電壓，主機板上則必要2.5V、1.8V、1.5V甚至1V等。一套AC/DC中不可能給出如許多的電壓輸出，而大多數(shù)低壓供電電流都很大，因此開發(fā)了許多非隔離的DC/DC，它們基本上可以分成兩大類。一類在內(nèi)部含有功率開關(guān)元件，稱DC/DC轉(zhuǎn)換器。另一類不含功率開關(guān)，必要外接功率MOSFET，稱DC/DC控制器。按照電路功能劃分，有降壓的STEP-DOWN、升壓的BOOST，還有能升降壓的BUCK-BOOST或SEPIC等，以及正壓轉(zhuǎn)成負壓的INVERTOR等。其中品種最多，發(fā)展最快的照舊降壓的STEP-DOWN。根據(jù)輸出電流的大小，分為單相、兩相及多相。控制體例上以PWM為主，少部分為PFM。 

 

      在非隔離的DC/DC轉(zhuǎn)換技術(shù)中，TI公司的預(yù)檢測柵驅(qū)動技術(shù)采用數(shù)字技術(shù)控制同步BUCK，采用這種技術(shù)的DC/DC轉(zhuǎn)換服從最高可以達到97%，其中TPS40071等是其代表產(chǎn)品。BOOST升壓體例也出現(xiàn)了采用MOSFET代替二極管的同步BOOST的產(chǎn)品。在低壓領(lǐng)域，增長服從的幅度很大，而且正在設(shè)法進一步消弭MOSFET的體二極管的導(dǎo)通及反向恢復(fù)題目。

 

    4、初級PWM控制IC賡續(xù)優(yōu)化

 

    有源箝位技術(shù)歷經(jīng)十余年經(jīng)久不衰，現(xiàn)在已發(fā)展為采用電流型控制體例，綜合了高邊箝位、低邊箝位兩種控制方案，給出了全新的控制技巧。

 

    隨著開關(guān)電源的技術(shù)賡續(xù)革新，功率控制技術(shù)的賡續(xù)純熟，控制電路的賡續(xù)發(fā)展，通訊電源的節(jié)能降耗能效日益凸顯，成為浩繁運營商關(guān)注的緊張元素之一。

 

 

    通訊機房節(jié)約能源的重要途徑：

 

1、行使大天然環(huán)境溫濕度的轉(zhuǎn)變——是節(jié)約能源的途徑之一

 

      大天然的環(huán)境溫濕度，晝夜、季節(jié)、地區(qū)都在轉(zhuǎn)變，而通訊機房發(fā)熱量是不變的，充分行使大天然冷熱對機房熱輻射效應(yīng)的轉(zhuǎn)變，主動改變空調(diào)合理運行所應(yīng)有的溫度和濕度設(shè)置值，削減壓縮機工作時間，控制空調(diào)的總制冷量輸出，做到“按需制冷、供冷”,節(jié)約空調(diào)的耗電量。正確統(tǒng)計數(shù)據(jù)表現(xiàn)，在上海地區(qū)夏日的空調(diào)用電量一樣平常要比冬季高出約40%左右。采用自適應(yīng)節(jié)能技術(shù)，通過正確控制把大天然溫度轉(zhuǎn)變的能量轉(zhuǎn)化為空調(diào)可節(jié)約的電量部分，這是人工控制做不到的。

 

      通訊機房的空調(diào)數(shù)量或者說冷量（大卡）的配置值n臺數(shù)，在機房設(shè)計時就已經(jīng)充分考慮到了。其重要的“冷量峰值”是夏日高溫季節(jié)的最高溫度時段，如午后太陽西曬時，也就是說空調(diào)的制冷大卡量是知足夏日最高溫度時對通訊設(shè)備的冷卻標準。加上 1 臺備用空調(diào)機組（即n+1臺）大部分時間也會投入使用，因此隨著晝夜、季節(jié)、地區(qū)的溫度轉(zhuǎn)變，空調(diào)制冷富余量幾乎永久存在，只是大小差異而已。見如下示意圖；

    根據(jù)大連網(wǎng)通機房近幾年的空調(diào)用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計，1臺3.2萬大卡的空調(diào)，夏日耗電190度/天，冬季耗電133度/天。全年平均耗電153度/天。夏日比冬季耗電量高40%左右。下表數(shù)據(jù)可見，不同季節(jié)的節(jié)電率是不同的，而且節(jié)電度數(shù)的絕對值也是不同的。事實上，白天和晚上的耗電量都是不同的。 

2、跟蹤機房區(qū)域環(huán)境溫濕度，使空調(diào)更“聰明”——是節(jié)約能源的途徑之二 

 

      主動跟蹤機房“各區(qū)域”內(nèi)真實的溫濕度數(shù)據(jù)值，控制空調(diào)的“去濕”、“加濕”等功能，讓空調(diào)始終處于合理的工作狀況，避免做“無勤奮”。詳細的辦法是：

 

      首先將自適應(yīng)節(jié)能監(jiān)控器通過數(shù)據(jù)三通與原空調(diào)監(jiān)控平臺并聯(lián)，不影響原監(jiān)控體系的正常工作。

 

      體系結(jié)構(gòu)如圖： 

     因為建立了這些假造的機房“溫度區(qū)域”，空調(diào)可以對癥下藥，按需供冷，不會發(fā)生因為某一點的偽信息，而讓整臺空調(diào)機組產(chǎn)生誤動作。 

 

     3、在目標溫濕度值控制范圍內(nèi)，讓空調(diào)作節(jié)能控制——是節(jié)約能源的途徑之三 

 

     曩昔專用空調(diào)的控制大部分是在22℃±2℃,50±5%，其實國標控制值是23℃±2℃，40—70%。

 

     下圖是以濕度控制為例，說明專用空調(diào)節(jié)電的方法。 

    改變手動設(shè)置壓縮機頻繁工作的狀態(tài)，讓空調(diào)濕度設(shè)置點，在目標值內(nèi)盡可能與環(huán)境濕度接近，從而大大節(jié)約了空調(diào)用電度數(shù)。

 

    4、“N+1”臺空調(diào)富余量的主動控制，而且主動優(yōu)先排序——是節(jié)約能源的途徑之四

 

    根據(jù)“空調(diào)組群”里“N+1”臺空調(diào)所產(chǎn)生的制冷量總和，主動判斷空調(diào)必要“n+1”或者“n-1”的物理位置，控制其合理的開啟或關(guān)閉狀況，達到節(jié)約能源的結(jié)果。

 

    機房內(nèi)發(fā)熱源（交換機、計算機）的分布是不均衡的，所以“空調(diào)組群”里的每臺空調(diào)所對應(yīng)區(qū)域的制冷負荷量必然是不同的。對“空調(diào)組群”實現(xiàn)主動控制，而且主動優(yōu)先排序，使冷量行使服從最大化是有用的節(jié)能措施，也是確保機房恒溫恒濕工作環(huán)境的技術(shù)保障。

 

    通過上述技術(shù)措施，可以達到以下結(jié)果：

 

    1、有用降低機房內(nèi)環(huán)境的溫差△t，進步機房團體恒溫恒濕結(jié)果，確保機房內(nèi)通訊設(shè)備的安全性，降低主設(shè)備故障率。

 

    2、主動控制空調(diào)溫濕度數(shù)據(jù)設(shè)置值，主動優(yōu)化空調(diào)工作性能和狀況，控制“空調(diào)群”的組合使用服從，削減空調(diào)不合理的耗電量部分。

 

    3、主動優(yōu)化和控制空調(diào)壓縮機合理的負荷運行狀況，延伸了空調(diào)使用壽命。

 

      由此我們可以得出以下4個結(jié)論：

 

    1、根據(jù)前面介紹的節(jié)能途徑和原理，自適應(yīng)節(jié)能技術(shù)節(jié)電率大小重要取決于空調(diào)富余量（相對于機架發(fā)熱總量）。除了夏日高溫時段外，一年四季絕大部分時間內(nèi)的機房空調(diào)富余量是比較大的。

 

    2、空調(diào)的富余量，既取決于室外晝夜、季節(jié)、地區(qū)的氣侯轉(zhuǎn)變、又取決于空調(diào)機組自身的制冷服從、機房密封性能、機房工況條件等諸多不同因素。

 

    3、不同季節(jié)的節(jié)電率是不同的，年平均節(jié)電率一樣平常約為20%左右。

 

    4、自適應(yīng)控制專用空調(diào)的節(jié)能技術(shù)，有用解決了機房安全與節(jié)能的題目。尤其是避免了為節(jié)能而影響機房環(huán)境的安全。

 

 

    為了迎合新技術(shù)和市場的轉(zhuǎn)變達到節(jié)能目的，根據(jù)省公司的同一部署安排結(jié)合現(xiàn)實情況，將設(shè)備實占率低開關(guān)電源冗余模塊多、耗電大的設(shè)備，依據(jù)設(shè)備負載和蓄電池容量的大小，適時關(guān)閉冗余模塊數(shù)量近120塊，每年節(jié)電近5萬元人民幣。

 

    因為投入的資金有限，空調(diào)設(shè)備的節(jié)能降耗只能采用有限的方法：

 

    封閉空間削減能量流失；

 

    根據(jù)季節(jié)、溫度轉(zhuǎn)變?nèi)斯ふ{(diào)節(jié)溫濕度；

 

    改善冷凝器透風(fēng)環(huán)境和保持清潔，削減用電消費；

 

    通過三線星散改變送風(fēng)走向和風(fēng)量。

 

 

    通訊電源作為通訊的心臟和能源消費的重要核心，也是節(jié)能的重要重點。本著通訊通順設(shè)備齊備的思想，行使科學(xué)的方法和手段，合理、科學(xué)、安全使用調(diào)配現(xiàn)有的設(shè)備，進步服從達到降耗的目的。