POWER 3 - novembre/dicembre 2013
XV
ENERGY CONSUMPTION
finale e la registrazione delle perdite di potenza che si veri-
fica in ogni fase.
Tracciando i grafici di questi parametri uno accanto all’altro
si ottiene una rappresentazione tridimensionale delle pre-
stazioni di ciascun dispositivo nell’area di misura scelta (Fig.
3). Realizzata in base ai risultati di test ottenuti in ogni fase,
la serie dei punti dati che formano il grafico è anche utile
come dato di ingresso per la simulazione.
La valutazione dei risultati di test per ciascun IBC e POLme-
diante il metodo dei minimi quadrati permette di generare
un modello polinomiale del corrispondente dispositivo che
può essere importato nell’ambiente Simulink e quindi ma-
nipolato. Ericsson ha realizzato modelli computerizzati di
sistemi al fine di valutare le prestazioni di strategie di con-
trollo alternative con l’obbiettivo di ottimizzare i risparmi
energetici conseguibili con il controllo della tensione del
bus dinamica assicurando nel contempo la completa stabi-
lità del sistema.
Una di queste strategie prevede, nella fase iniziale, l’esecu-
zione di un algoritmo che permette di ricavare una valore di
perdita di potenza base.
A questo punto viene avviato il primo ciclo di controllo che
esegue il monitoraggio della perdita di potenza relativa (Fig.
4) fino al momento in cui viene raggiunto un valore di soglia
che attiva una sequenza di ottimizzazione.
Questo complesso algoritmo esegue parecchie iterazioni ma
alla fine permette di ottenere un valore della tensione del
bus intermedio che minimizza le perdite di potenza nelle
condizioni attuali: a questo punto la sequenza si arresta.
Il ciclo viene ripetuto al fine di minimizzare le perdite di po-
tenza in conformità ai vincoli imposti: questi includono an-
che l’isteresi che assicura condizioni di innesco stabili per la
sequenza di ottimizzazione e garantisce che la tensione del
bus non scenda al di sotto di un determinato livello in grado
di mantenere la regolazione per il profilo della corrente di
carico. Un sistema di test formato da un convertitore IBC
avanzato che alimenta due regolatori POL da 20A e quattro
da 40A A permette di valutare i miglioramenti in termini di
efficienza ottenibili con la regolazione dinamica del livello
della tensione del bus intermedio
rispetto al mantenimento di un
livello fisso di 12 VDC. Come visi-
bile in figura 5 è possibile ottenere
miglioramenti compresi tra il 3 e il
10% in funzione del valore medio
del carico per operazione.
Simulazione
in base all’applicazione
Le operazioni di simulazione e ve-
rifica evidenziano le possibilità di
risparmio energetico che si posso-
no ottenere regolando la tensione
del bus intermedio per adattarla
alle condizioni di carico. Sebbe-
ne l’esecuzione di un algoritmo
di ottimizzazione energetica sia
senza dubbio una soluzione “in-
telligente” per sistemi di piccole
dimensioni, non sempre rappre-
senta l’approccio ideale per sistemi
complessi e di grandi dimensioni come ad esempio stazioni
radio base o centri di elaborazione dati.
Un concetto di questo tipo non può comunque essere
ignorato in applicazioni come quelle appena menzionate
in quanto la quantità di energia che è possibile risparmiare
mediante la regolazione DBV è proporzionale alle dimen-
sioni del sistema.
Il problema è identificare il metodo migliore per valutare e
implementare la tecnologia in applicazioni di questo tipo.
Poiché i livelli di traffico hanno un notevole impatto sui
consumi di potenza, un approccio che può garantire buoni
risultati è quello che prevede di ricavare i livelli DBV in base
alle statistiche dei flussi di traffico. In questo caso il controllo
della tensione del bus sfrutta le tabelle di ricerca (lookup ta-
ble) che rispecchiano gli scenari operativi: la premessa base
è di ridurre la tensione del bus quando il traffico diminuisce
e incrementarla nel momento in cui questi aumenta.
Come spesso accade con approcci di questo tipo, gli
architetti di sistema realizzano modelli che aiutano a
verificare l’accuratezza dei profili che si stanno pren-
dendo in considerazione durante la compilazione del-
Fig. 7 – Esempio di un profilo che prevede un evento che richiede elevati
volumi di traffico
