摘要：簡要介紹了開關電源的技術背景，然后對開關電源休眠技能系統(tǒng)的原理進行了分析，再從升級電源監(jiān)控單元、使用電流傳感器硬件、測試硬件休眠技術的運行三個方面設計開關電源休眠節(jié)能系統(tǒng)的方案，最后從整體架構、硬件結構和控制軟件三個方面對嵌入式的開關電源休眠節(jié)能系統(tǒng)進行設計和實現(xiàn)。
關鍵詞：嵌入式開關電源；休眠節(jié)能系統(tǒng)；通信網(wǎng)絡；智能化控制
對于通信公司來說，通信系統(tǒng)是整個通信網(wǎng)絡的核心，而通信系統(tǒng)受通信電源的影響，通信電源的重要性毋庸置疑。據(jù)相關調查報告顯示中國通信公司在電力能源上的消耗能夠占據(jù)營業(yè)額的5%，通信電源的管理和維護需要占用大量的成本，因此，嵌入式開關電源休眠節(jié)能系統(tǒng)的研發(fā)迫在眉睫，必須實現(xiàn)對通信系統(tǒng)電源開關的智能化控制，才能降低電力能源的消耗，達到可持續(xù)發(fā)展的目的。
1開關電源的技術背景
電源在當今社會的重要性不斷提高，任何用電的設備和系統(tǒng)都要使用電源，而電源開關是控制用電設備和系統(tǒng)運行的主要方式。當今社會生活和生產(chǎn)對電力能源的使用在不斷增強，電源的使用要求也隨之提高，高頻化和節(jié)能化是電源未來的發(fā)展方向。而且隨著開關電源的應用領域不斷增加，安全性和可靠性同樣成為開關電源必須具備的性能，否則無法保證企業(yè)的用電安全。當前企業(yè)多采用N+1的開關電源配置方式，這樣能保證開關電源在使用時負載在設計要求之內(nèi)。但有些企業(yè)在使用開關電源時冗余的開關電源較多，導致其負載要求遠低于設計要求，這樣實際上也是一種能源浪費。本文對開關電源進行研究，希望設計出一種既能減少能源浪費，又能保持開關電源的負載在設計要求之內(nèi)的節(jié)能系統(tǒng)，這樣則可以實現(xiàn)對開關電源系統(tǒng)的休眠和控制要求[1]。
2開關電源休眠節(jié)能系統(tǒng)的原理
本文從整流模塊的角度介紹其休眠節(jié)能的技術原理，分別從輸出功率、帶載損耗、空載損耗三個方面進行技術原理分析。開關電源整流模塊的輸出功率與負載電流有關，輸出功率直接決定了開關電源的能耗。如果輸出功率過大，則很難降低開關電源的實際能源消耗。開關電源整流模塊的帶載損耗指工作效率，當整流模塊的負載率在設計范圍內(nèi)時，開關電源的工作效率較高，此時帶載損耗較小，一般整流模塊的負載率設計要求為40%～80%，當帶載損耗比較高時，可以通過提高整理模塊的負載率提高其工作效率，最后降低其帶載損耗。開關電源整流模塊的空載損耗一般是由于負載率未達到額定容量導致的，此時可以增加整流模塊的數(shù)量，提高其負載率，最后減少開關電源休眠節(jié)能系統(tǒng)的空載損耗。可以根據(jù)系統(tǒng)中開關電源整流模塊的負載率調整其工作狀態(tài)，當開關電源系統(tǒng)的整流模塊負載率比較低時，可以讓部分開關電源休眠，這樣可以提高開關電源的負載率，從而減少開關電源的不必要損耗。當開關電源系統(tǒng)的整流電源負載率比較高時，可以喚醒休眠的開關電源，這樣能降低開關電源的負載率，防止開關電源損壞，還能減小開關電源的能源損耗。最后通過對開關電源的輪流調整，使其可以獲得一定的休眠時間，即可延長開關電源的使用壽命[2]。
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