Digital Power

Grundlagen digital geregelter Stromversorgungen und deren Vorteile in industriellen Anwendungen

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Digitaler Fortschritt dank des offenen Kommunikationsstandards

Seit 2004 stellen Unternehmen parallel zur Entwicklung des PMBus neue Produkte und Lösungen vor, welche die Weiterentwicklung von Analog zu Digital vorantreiben (Tabelle 3).

(Archiv: Vogel Business Media)

Gerätehersteller verraten meist nicht allzu viele Neuigkeiten, aber eine Reihe kommerzieller Anwendungen basiert bereits auf digitaler Steuerung und digitalem Power Management. Die Vorteile sind offensichtlich: neben der Möglichkeit, die Energieverteilung durch komplexe Systeme genau zu steuern, lässt sich die On-Board-Stromversorgungslösung während der Entwicklungsphase über eine grafische Benutzeroberfläche genau profilieren. Damit verkürzt sich die Markteinführungsdauer erheblich.

Die Vorteile digital geregelter Stromversorgungen am Beispiel einer Funk-Basisstation

Die meisten Anwendungen der Information- und Kommunikationstechnik (Information and Communication Technology — ICT) könnten heute von Digital Power profitieren, wie das Beispiel einer Funk-Basisstation zeigt, bei der die digitale Stromversorgung eine wichtige Rolle in ihrer zukünftigen Weiterentwicklung speilt.

Die Leistungsaufnahme einer Mobilfunk-Basisstation hängt vor allem vom Gesprächs-/Nutzungsaufkommen (Traffic) ab. Die Kombination von Traffic- mit intelligentem Power-Management ermöglich es, nur den jeweils erforderlichen Teil des Systems mit Leistung zu versorgen, während der Rest bei Nichtnutzung im Standby-Betrieb verharrt. Nimmt das Nutzungsaufkommen zu, ist der Traffic-Management-Controller imstande, zusätzliche Leistung bzw. Funktionen zu aktivieren.

So kann das Traffic-Management beispielsweise die Zahl der sich in Betrieb befindlichen Leistungsverstärker steuern und je nach Traffic-Aufkommen entscheiden, diese ein- bzw. auszuschalten. Auch die Polarisierungsspannung lässt sich für das effizienteste Profil zu einer bestimmten Zeit anpassen.

Digital Power auf PMBus-Basis vereinfacht die Steuerungsaufgaben

Im Schaltschrank lassen sich bestimmte Boards, die verschiedene Funktionen ausüben und nur zu bestimmten Zeiten erforderlich sind, ebenfalls ein- und ausschalten. Auch hier ist eine Anpassung an bestimmte Parameter möglich, ebenso wie eine Überwachung, die es dem Traffic-Management-Controller ermöglicht, den Status in Echtzeit an den verantwortlichen Betreiber zu übermitteln.

Eine Verwaltung des Power-Managements herab bis auf die wenigen für einen Minimalbetrieb notwendigen Komponenten ist ebenso wichtig wie die Verringerung der festen Leistungsaufnahme während des Betriebs. Hier spielt auch die durch Klimaanlagen und Lüftung aufgenommene Energie eine Rolle.

Wird eine Digitalsteuerung inkl. PMBus für einzelne Boards eingeführt, vereinfacht sich die Steuerung der Kühlung und Lüftung; die Betriebsbedingungen lassen sich je nach Traffic optimieren und der Leistungsbedarf lässt sich statistisch festhalten, um die Anforderungen für den nächsten Traffic-Spitzenbedarf zu decken.

Die gleiche Topologie lässt sich auch in andere ICT-Anwendungen einfach implementieren, z.B. in Datenzentren, um somit die Leistungsaufnahme und den CO2-Ausstoß zu verringern.

Effektives Energiemanagement wird mit der Digitaltechnik erst möglicht

Die steigenden Anforderungen der ICT-Industrie hinsichtlich Energieeinsparung und Verringerung des CO2-Ausstoßes nehmen die Stromversorgungshersteller sehr ernst und tragen in mehreren Projekten dazu bei, diesen Umwelteinfluss zu verringern.

Die Entwicklung effizienter Leistungswandlersysteme und ein aktives Energie-Management, das erst durch Digitaltechnik ermöglicht wird, ist der sicherste Weg, die schnelle Weiterentwicklung kommerzieller Digital-Power-Lösungen zu forcieren.

*Patrick Le Fèvre ist Marketing Director bei Ericsson Power Modules in Stockholm, Schweden.

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