CN101277026A - 智能远程低压大功率供电***及其工作方法 - Google Patents

Abstract

智能远程低压大功率供电***及其工作方法，属于电子技术应用技术领域，包括由升压电路和单片机控制电路组成的局端部分与由蓄电池、降压变换电路和充电控制电路组成的远端部分；远端降压变换电路通与局端升压电路连接，同时通过光电耦合器与充电控制电路连接；充电控制电路与蓄电池连接，充电控制电路与蓄电池输出端之间并联一个继电器；蓄电池的输出端与用电终端设备连接。本发明具有设计合理、制造容易、使用方便，局端设备对通信用电终端设备采用低压供电，既降低供电电源的电压和功率，保证了线路的安全，又能充分合理的利用了能源的计划。

Description

智能远程低压大功率供电***及其工作方法

一、技术领域

本发明涉及一种智能远程低压大功率供电***及其工作方法，属于电子技术应用技术领域。

二、背景技术

该***是配合“光进铜退、光纤到户”工程为通信设备提供安全电力保障的***，具有长距离低压大功率直流供电的特点，该***的成功研制应用，解决了以前大功率用电终端设备传输电压高、对人身安全造成一定影响，传输距离短等问题，采用新一代对地悬浮技术，保证了低压直流供电的安全性。该产品的推广应用，是任何市电不易接入的用电设备远程直流供电的必备产品，有利地推动了通信事业的安全长效发展，具有广阔的市场空间和良好的社会效益。由于用电终端设备功率较大、分布较多，故对用电终端供电设备要求较高。目前通供电源一般是局端设备通过远端设备采用高压输出供电，电源线路始终处于高压状态，人员容易造成触电，存在安全隐患；电源传输功率不合理，使得线路资源得不到充分利用。

三、发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种设计合理、制造容易、使用方便，局端设备对通信用电终端设备采用低压供电，既降低供电电源的电压和功率，保证了线路的安全，又能充分合理的利用了能源的智能远程低压大功率供电***及其工作方法。

智能远程低压大功率供电***，包括由升压电路和单片机控制电路组成的局端部分与由蓄电池、降压变换电路和充电控制电路组成的远端部分；远端降压变换电路通与局端升压电路连接，同时通过光电耦合器与充电控制电路连接；充电控制电路与蓄电池连接，充电控制电路与蓄电池输出端之间并联一个继电器；蓄电池的输出端与用电终端设备连接。

所述的局端升压电路由变压器、开关电源控制器、三端稳压块、MOS场效应管、三极管、二极管及阻、容元件组成，三端稳压块并联并通过反向二极管与变压器次级线圈连接，三端稳压块与开关电源控制器连接，开关电源控制器通过MOS场效应管与变压器初级线圈连接，同时通过光电耦合器与单片机控制电路连接。

所述的单片机控制电路由单片机、运算放大器、三极管、二极管及阻、容元件组成，运算放大器通过光电耦合器与初级电路连接。

所述充电控制电路由运算放大器、三极管、二极管及阻、容元件组成并与蓄电池连接，同时通过三极管与继电器连接。

所述的蓄电池为铅酸蓄电池，2.4-4安时，12V×4节。

所述的变压器用EE42，开关电源控制器用集成电路UC3846，三端稳压块用集成电路LM7824，MOS场效应管用IRF260N，光电耦合器用PC817，单片机用ATMEGA8L，运算放大器用LM324，继电器，三极管Q7和Q8分别用JE172和JE182，二极管DA23～DA28用MUR1660，DA3-DA6、DA15-DA18都用1N4148。

智能远程低压大功率供电***的工作方法如下：

1)设备上电、复位并初始化；

2)延时10S启动设备，根据用电终端设备信道占用量的统计概率，确定功率平衡点；

3)设备运行过程中，单片机对设备和线路实施检测、扫描和监控；

4)当信道占用量小，即负载功率小于功率平衡点时，由局端向负载供电，同时向蓄电池充电；当信道占用量大，即负载功率大于功率平衡点时，由局端和功率自动补偿装置共同向负载供电。

局端：可使用AC/DC-220V/48V电源模块供电，也可以采用48V电池供电。

远端：功率自动补偿供电***，它具有高压远程供电***的全部功能同时具有功率自动补偿功能，既可提供不间断电源又可提供补偿、缓冲作用。它比高压远程供电***占用资源少，又比普通UPS具有更高的供电可靠性。概括起来它有以下优点：

1)供电距离延长。由于引入功率自动补偿方式可使远端加入缓冲，因而峰值电流较低，可延长供电距离。

2)自动调节电源资源节能。用电终端设备的负载功率是随机的，它根据其信号量而决定，而功率自动补偿在闲时可利用远供电源为远端供电装置的蓄电池充电，在忙时则利用远供和功率自动补偿装置一起供电。

3)线路维护安全。由于功率自动补偿的加入，可使用电终端设备的远程供电电压和电流保持在最佳工作状态，线路传输电压低于140V，对地电压最大为±70V，符合安全标准。

4)局端占用资源少。由于功率自动补偿的引入，可使局端避免了一些增容的麻烦。

四、附图说明

图1是本发明的电原理图。

图2是本发明中局端升压电路电原理图。

图3是本发明中单片机控制电路电原理图。

图4是本发明中充电控制电路电原理图。

图5是本发明的程序流程图。

其中，1、滤波电路，2、DC/DC升压变换和单片机控制电路，3、防雷装置电路，4、DC/DC降压变换电路，5、AC/DC变换电路，6、铅酸电池充放电电路。

五、具体实施方式

实施例：本发明的电原理图如附图所示，智能远程低压大功率供电***，包括局端升压电路，单片机控制电路。远端由蓄电池、降压变换电路和充电控制电路。远端降压变换电路通与局端升压电路连接，同时通过光电耦合器与充电控制电路连接；充电控制电路与蓄电池连接，充电控制电路与蓄电池输出端之间并联一个继电器；蓄电池的输出端与用电终端设备连接。

所述的局端升压电路由变压器、开关电源控制器、三端稳压块、MOS场效应管、三极管、二极管及阻、容元件组成，三端稳压块并联并通过反向二极管与变压器次级线圈连接，三端稳压块与开关电源控制器连接，开关电源控制器通过MOS场效应管与变压器初级线圈连接，同时通过光电耦合器与单片机控制电路连接。

所述的单片机控制电路由单片机、运算放大器、三极管、二极管及阻、容元件组成，运算放大器通过光电耦合器与初级电路连接。

所述充电控制电路由运算放大器、三极管、二极管及阻、容元件组成并与蓄电池连接，同时通过三极管与继电器连接。

所述的蓄电池为：铅酸蓄电池，2.4-4安时，12V×4节。

所述的变压器用EE42，开关电源控制器用集成电路UC3846，三端稳压块用集成电路LM7824，MOS场效应管用IRF260N，光电耦合器用PC817，单片机用ATMEGA8L，运算放大器用LM324，继电器，三极管Q7和Q8分别用JE172和JE182，二极管DA23～DA28用MUR1660，DA3-DA6、DA15-DA18都用1N4148。

智能远程低压大功率供电***的工作方法如下：

1)设备上电、复位并初始化；

2)延时10S启动设备，根据用电终端设备信道占用量的统计概率，确定功率平衡点；

3)设备运行过程中，单片机对设备和线路实施检测、扫描和监控；

4)当信道占用量小，即负载功率小于功率平衡点时，由局端向负载供电，同时向蓄电池充电；当信道占用量大，即负载功率大于功率平衡点时，由局端和功率自动补偿装置共同向负载供电。

局端：可使用AC/DC-220V/48V电源模块供电，也可以采用48V电池供电。

远端：功率自动补偿供电***，它具有高压远程供电***的全部功能同时具有功率自动补偿功能，既可提供不间断电源又可提供补偿、缓冲作用。它比高压远程供电***占用资源少，又比普通UPS具有更高的供电可靠性。概括起来它有以下优点：

1)供电距离延长。由于引入功率自动补偿方式可使远端加入缓冲，因而峰值电流较低，可延长供电距离。

2)自动调节电源资源节能。用电终端设备的负载功率是随机的，它根据其信号量而决定，而功率自动补偿在闲时可利用远供电源为远端供电装置的蓄电池充电，在忙时则利用远供和蓄电池一起供电。

3)线路维护安全。由于功率自动补偿的加入，可使用电终端设备的远程供电电压和电流保持在最佳工作状态，线路传输电压低于140V，对地电压最大为±70V，符合安全标准。

4)局端占用资源少。由于功率自动补偿的引入，可使局端避免了一些增容的麻烦。

Claims (7)

1、一种智能远程低压大功率供电***，其特征在于，包括由升压电路和单片机控制电路组成的局端部分与由蓄电池、降压变换电路和充电控制电路组成的远端部分；远端降压变换电路通与局端升压电路连接，同时通过光电耦合器与充电控制电路连接；充电控制电路与蓄电池连接，充电控制电路与蓄电池输出端之间并联一个继电器；蓄电池的输出端与用电终端设备连接。

2、如权利要求1所述的智能远程低压大功率供电***，其特征在于，所述的局端升压电路由变压器、开关电源控制器、三端稳压块、MOS场效应管、三极管、二极管及阻、容元件组成，三端稳压块并联并通过反向二极管与变压器次级线圈连接，三端稳压块与开关电源控制器连接，开关电源控制器通过MOS场效应管与变压器初级线圈连接，同时通过光电耦合器与单片机控制电路连接。

3、如权利要求1所述的智能远程低压大功率供电***，其特征在于，所述的单片机控制电路由单片机、运算放大器、三极管、二极管及阻、容元件组成，运算放大器通过光电耦合器与初级电路连接。

4、如权利要求1所述的智能远程低压大功率供电***，其特征在于，所述充电控制电路由运算放大器、三极管、二极管及阻、容元件组成并与蓄电池连接，同时通过三极管与继电器连接。

5、如权利要求1所述的智能远程低压大功率供电***，其特征在于，所述的蓄电池为铅酸蓄电池，2.4-4安时，12V×4节。

6、如权利要求1所述的智能远程低压大功率供电***，其特征在于，所述的变压器用EE42，开关电源控制器用集成电路UC3846，三端稳压块用集成电路LM7824，MOS场效应管用IRF260N，光电耦合器用PC817，单片机用ATMEGA8L，运算放大器用LM324，继电器，三极管Q7和Q8分别用JE172和JE182，二极管DA23～DA28用MUR1660，DA3-DA6、DA15-DA18都用1N4148。

7、一种智能远程低压大功率供电***的工作方法，其特征在于，工作方法如下：

1)设备上电、复位并初始化；

2)延时10S启动设备，根据用电终端设备信道占用量的统计概率，确定功率平衡点；

3)设备运行过程中，单片机对设备和线路实施检测、扫描和监控；

4)当信道占用量小，即负载功率小于功率平衡点时，由局端向负载供电，同时向蓄电池充电；当信道占用量大，即负载功率大于功率平衡点时，由局端和功率自动补偿装置共同向负载供电。

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