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          模塊休眠技術與節(jié)能實現(xiàn)

          作者: 時間:2011-12-19 來源:網(wǎng)絡 收藏

          1 引言

          在我國高頻開關電源作為一種主要的直流電源,被廣泛地使用在電力、通訊、鐵路、化工等行業(yè),為了節(jié)約成本,提高開關電源的效率就成了一種普遍而迫切的需求。各生產(chǎn)廠家也投入大量資金用于研發(fā)新的電源模塊,極力提高模塊轉(zhuǎn)化效率和降低電源模塊的自身損耗。而出于安全性和可靠性的考慮,模塊的用戶通常采用電源模塊冗余配置,并且預留蓄電池的容量在正常工作狀態(tài)下并不使用。這就使開關電源模塊長期處于低負載率工作狀態(tài),轉(zhuǎn)換效率很低,造成資源的浪費。

          2 研發(fā)背景

          2.1 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè),它一刻不停地向社會提供清潔、高效的能源。隨著科技的發(fā)展和生產(chǎn)力的不斷提高,電力以及和電力相關的運營成本所占的比重正大幅增長。為了提高效率、減少損失、降低運營成本,供電企業(yè)和用戶對電力系統(tǒng)運行管理的要求也越來越高。在國際能源與氣候議題持續(xù)進行下,各國大力推動智能電網(wǎng)建設,期望能透過實時控制及需求端管理,來促進電力資源最佳化配置與運行,達到減排目標。降耗已成為我們的工作重點及專門研究課題。

          2.2 在電力行業(yè),無論在發(fā)電廠還是變電站等所有的直流電源系統(tǒng)中,通常高頻開關電源設備在采購過程中,都會考慮系統(tǒng)整流模塊N+1備份及后期擴容等需求,往往開關電源的容量選型大于當前運行設備實際負載,沒有對冗余開關電源模塊進行識別、軟關斷和智能控制功能,結(jié)果導致電源實際工作負載率較低,造成能耗的浪費。

          3 高頻開關電源模塊的節(jié)能分析

          高頻開關電源模塊轉(zhuǎn)換損耗主要包括輸出功耗、帶載損耗和空載損耗。輸出功耗是根據(jù)負載電流大小決定的,無法降低能耗。帶載損耗主要決定因素是模塊的轉(zhuǎn)換效率,轉(zhuǎn)換效率越高則帶載損耗越少??蛰d損耗則是模塊內(nèi)部各器件的正常工作損耗。

          高頻開關電源模塊的效率特性,是在一定區(qū)間內(nèi)效率隨負載電流的增加而增加,系統(tǒng)的最佳效率區(qū)間一般是負載率在40%—80%之間。所以,我們可以通過調(diào)整負載率來提高模塊效率,從而降低帶載損耗??蛰d損耗則可以通過采集實際負載大小,計算需要的模塊數(shù),關閉適當?shù)哪K來降低。根據(jù)以上所述,模塊可以在不增加成本的情況下有效地提高轉(zhuǎn)換效率,節(jié)能。

          4 高頻開關電源模塊的

          模塊休眠技術是一種基于軟件的。通過采集實際負載大小,計算負載率和實際需要開啟模塊數(shù)量,由監(jiān)控下發(fā)指令,控制模塊定時開啟和關閉,把負載率調(diào)整到40%—80%之間,從而提高模塊轉(zhuǎn)換效率的技術。由于模塊總是處于一段時間工作和一段時間休息的狀態(tài),也可以延長模塊的使用壽命。而且由于各模塊的工作和休息時間平均,這樣可以實現(xiàn)模塊的同步老化,從而延長整個直流電源系統(tǒng)的使用壽命。


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