5G通信和新能源汽车发展为电源系统设计带来极大挑战
来源: | 作者:行业新闻 | 发布时间: 2023-06-30 | 1215 次浏览 | 分享到:

综上,5G通信基站更高功率会带来更高功耗,也就意味着更高成本,因此其对电源的效率要求更高。

据中国联通的统计数据,通信数据中心(中心局机房)的OPEX中电费占比进接近30%(28%)。虽然供电系统的能耗只占通信数据中心总能耗的10%,但是供电系统会加剧制冷系统的负担,以30kW的系统为例,效率提高5%可以使得电源设备一年减少好点1.8万度,空调电耗减少0.72万度,提高通信电源增效降本的关键手段之一。

同时,相比3G/4G通信数据流量,5G通信数据流更加不均衡,即便在某一时段,流量也可能忽高忽低,这也就意味着通信电源的实际负载范围不稳定。因此,为了保障各种负载下5G系统的通信电源功耗达到最低值,就要求在很宽的范围内效率都要达到最高值,效率曲线变为较为平稳的直线。

以往原有电源柜空间极其有限,这就要求通信电源模块(通常称其为整流模块)提升功率密度。例如4G通信中大量使用的大量使用的3kW输出整流模块尺寸为280*80*40mm,其功率密度为55W/in3 。为了应用于5G通信,在尺寸不变的情况下输出功率需要达到4kW,电源功率密度则要达到73W/in3

对于5G微基站,有的厂商将AAU的供电电源采用抱杆设计,为了降低箱体重量和尺寸,要求内部的电源尺寸尽量小,高度尽量低(甚至低于20mm),相应地电源的功率密度需要大幅度提高。

数据显示,2021年中国5G网络整体能耗约250亿kWh,碳排放超过1 500万吨;预计2020-2030年,5G基站数量将增长9.6倍,能耗与碳排放增长8倍以上,累计增加碳排放5.9亿吨。

2022年7月,七部门联合印发《信息通信行业绿色低碳发展行动计划(2022-2025年)》

指出,到2025年,中国信息通信行业单位信息流量综合能耗比“十三五”期末下降20%,单位电信业务总量综合能耗比“十三五”期末下降15%。其中,在基础设施共建共享方面;全国新建大型、超大型数据中心电能利用效率(PUE)降到1.3以下,5G基站能效提升20%以上,改建核心机房PUE降到1.5以下。

此外,随着5G通信应用于自动驾驶、能制制造、智慧远程医疗等重要应用场景,因此其对电源系统的可靠性提出了更高要求。

如何为5G基站组件选择合适的电源?

由于5G通信整合更多集成型微波/毫米波收发器、现场可编程门阵列(FPGA)、更高速率的数据转换器以及适合更小蜂窝的高功率低噪声功率放大器(PA),才能充分利用新频谱,以满足未来的数据容量需求。同时,5G蜂窝通过集成更多天线,才能确保大规模多路输入输出(MIMO)技术实现可靠连接。