CN104882944B - 通信用多用户互助电源控制*** - Google Patents

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Abstract

一种通信用多用户互助电源控制***，包括用于控制向独立基站供电的n套能量转换单元、电能转换单元和能量存储单元，还包括一组切换装置、n只电子开关和与n套供电***相对应的微控制器，并将电能配置富裕量最高的能量转换单元分成本地能量转换模块和备用能量转换模块；本地能量转换模块用于本地供电***的供电，备用能量转换模块向n只能量存储单元的选择性充电；本发明完全利用了太阳能电池发出的电量，避免浪费，而且能有效改善了另外供电***的工作状况，合理的避免了电池长时间处于亏欠状态，有效延长了电池寿命，节约了大量的成本。

Description

通信用多用户互助电源控制***
技术领域
本发明属于太阳能技术领域，涉及一种用于为通信基站供电的太阳能供电***的控制***。
背景技术
目前移动、电信、联通通信基站拥有各自独立的太阳能供电***，各自互为体系，把太阳能电池转换的电能通过控制器、电池给通信基站供电。
如图1所示，基站太阳能供电***包括以下三部分：
一、能量转换单元：太阳能电池方阵，其作用是把太阳的光能转换为电能。
二、电能转换单元：控制器，其作用是将太阳能发出的电能进行变换控制。
三、能量存储单元：蓄电池，其作用是能把有限的电能储存起来。
通过以上单元的集成，完成了光能电能的转换，实现了供电。但是存在以下三个缺点：
一、三个独立的基站，配置的太阳能电池的富裕量各不相同。负载一定时，配置富裕量高的太阳能方阵，蓄电池长期处于浅充浅放的状态，太阳能电池发出的多余的电量白白的浪费掉。
二、相反富裕量低的方阵，蓄电池可能长期处于亏欠的状态，影响蓄电池的寿命。
三、如果遇到连续的阴雨天，配置富裕量小的***会发生断电的现象，影响通信。
发明内容
本发明提出了一种通信用多用户互助电源控制***，该***充分利用了太阳能电池发出的电量，避免浪费，而且能有效改善了供电***的工作状况，延长了电池寿命。
本发明的技术内容如下：
一种通信用多用户互助电源控制***，用于控制向独立基站供电的n套供电***，所述的供电***包括能量转换单元、电能转换单元和能量存储单元，所述的能量转换单元将太阳能转换为电能，经所述的电能转换单元对电能变换控制，并采用所述的能量存储单元存储后给独立基站供电；
该通信用多用户互助电源控制***还包括一组切换装置、n只电子开关和与n套供电***相对应的微控制器，并将电能配置富裕量最高的能量转换单元分成本地能量转换模块和备用能量转换模块；本地能量转换模块用于本地供电***的供电，所述的备用能量转换模块输出电流经过切换装置分路后与n只能量存储单元相联，在切换装置和每只能量存储单元之间设置有对应的电子开关，所述的微控制器用于实时监测所对应供电***的能量存储单元的电压、充电电流信号和能量转换单元的电压电流信号，并运算处理后控制电子开关，进而改变切换装置的工作状态，实现备用能量转换模块向n只能量存储单元的选择性充电。
上述通信用多用户互助电源控制***中，切换装置包括n只开关触点相互串接的继电器，所述的电子开关串联在对应继电器的控制线包中。
上述通信用多用户互助电源控制***中，微控制器包括太阳能电压电流采样电路、数字信号处理器、通信接口、蓄电池电压及充电电流采样电路；数字信号处理器获取太阳能电压电流采样电路的输出信号和蓄电池电压及充电电流采样电路的输出信号，经过运算处理后控制n只电子开关，从而实现备用能量转换模块向n只能量存储单元的选择性充电。
上述通信用多用户互助电源控制***中，微控制器可将输入和输出状态通过通信接口实时上传至上位计算机，上位计算机可发送指令来调整微控制器的工作状态。
上述通信用多用户互助电源控制***中，n＝3。
本发明具有的有益技术效果如下：
一、本发明完全利用了太阳能电池发出的电量，避免浪费，而且能有效改善了另外供电***的工作状况，合理的避免了电池长时间处于亏欠状态，有效延长了电池寿命，节约了大量的成本；
二、本发明的切换装置采用3只开关触点相互串接的继电器组成，并将三只电子开关串联在所对应继电器的控制线包中，从而很方便地实现了对供电电路的控制，且具有稳定可靠等优点；
三、本发明通过数字信号处理器获取太阳能电压电流采样电路的输出信号和蓄电池电压及充电电流采样电路的输出信号，经过运算处理后控制三路电子开关，从而实现了三套供电***的智能充电控制，节约了电能，避免了浪费，保护了电池；同时该数字信号处理器还可与外部电脑通信，调整微控制器的工作状态，并将信息进行显示。
附图说明
图1为现有技术中的通信基站太阳能供电***组成图。
图2为本发明通信用多用户互助电源控制***的组成原理图。
图3为本发明通信用多用户互助电源控制***的微控制器组成原理图。
图4本发明切换装置第一种工作状态原理示意图。
图5本发明切换装置第二种工作状态原理示意图。
图6本发明切换装置第三种工作状态原理示意图。
附图标记如下：
11—切换装置，12—计算机，101—能量转换单元一，102—能量转换单元二，103—能量转换单元三，201—电能转换单元一，202—电能转换单元二，203—电能转换单元三，301—能量存储单元一，302—能量存储单元二，301—能量存储单元三，401—基站一，402—基站二，401—基站三，501—微控制器一，502—微控制器二，503—微控制器三,601—回路一,602—回路二,603—回路三，701—继电器一，702—继电器二，703—继电器三，1001—本地能量转换单元，1002—备用能量转换单元。
具体实施方式
如图1所示，常规的基站太阳能供电***由三路独立的供电***组成，第一路包括能量转换单元一101、电能转换单元一201、能量存储单元一301，用于基站一401的供电；第二路包括能量转换单元二102、电能转换单元二202、能量存储单元二302，用于基站二402的供电；第三路包括能量转换单元三103、电能转换单元三203、能量存储单元三303，用于基站三403的供电。
如图2所示，本发明的基站太阳能供电***在现有技术方案基础上增加了通信用多用户互助电源控制***，包括一组切换装置11、三只电子开关和与三套供电***相对应的微控制器，分别微控制器一501、微控制器二502和微控制器三503；并将电能配置富裕量最高的能量转换单元分成本地能量转换模块1001和备用能量转换模块1002。
其中本地能量转换模块1001用于本地供电***的供电，如图2中的基站一401。
备用能量转换模块1002供电经过了切换装置11，通过充电电流的判断，可以分别切换到三套供电***中的任何一个，实现有选择性充电。备用能量转换模块1002输出电流经过切换装置11分路后与三只能量存储单元相联，在切换装置11和每只能量存储单元之间设置有对应的电子开关；
微控制器用于实时监测所对应供电***的能量存储单元的电压、充电电流信号和能量转换单元的电压电流信号，并运算处理后控制电子开关，进而改变切换装置11的工作状态，实现备用能量转换模块1002向三只能量存储单元的选择性充电。
如图3所示，微控制器主要由DC/DC开关电源、太阳能电压电流采样电路、RS232通讯接口、数字信号处理器、蓄电池电压及充电电流采样电路等五部分组成，图3中仅以第二通道为例，其他通道原理均相同。
微控制器通过DC/DC开关电源将太阳能转化为直流48V电能，一方面为负载供电，另一方面将多余电能充给蓄电池。蓄电池电压及充电电流采样电路实时将蓄电池的电压和电流上传至数字信号处理器，数字信号处理器据此判断蓄电池的是否充满，并通过控制电子开关K1，K2，K3来控制电能切换装置。太阳能电压电流采样电路实时采集太阳能电池矩阵电压和电流，并将信息上传数字信号处理器，数字信号处理器据此判断太阳能电池矩阵的工作状态和输入功率情况。微控制器将输入和输出状态通过RS232通信接口实时上传至上位计算机，上位计算机可根据微控制器的上传的信息发送指令来调整微控制器的工作状态。
如图4、5、6所示，切换装置由三路开关触点相互串接的继电器组成，分别为继电器一701、继电器二702和继电器三703，其中继电器一701的b点和继电器二702的a点相连，继电器二702的b点和继电器三703的a点相连。
三路电子开关K1、K2、K3分别串联连接在三路继电器的控制线包中，对于三个继电器：当K1、K2、K3断开时其各自的控制线包都断开，三只继电器触点都各自保持原有状态即a1和c1接通、a1和b1断开；a2和c2接通、a2和b2断开；a3和c3接通、a3和b3断开；当K1、K2、K3闭合时其各自的控制线包都闭合，三只继电器触点都各自改变原有状态即a1和c1断开、a1和b1接通；a2和c2断开、a2和b2接通；a3和c3断开、a3和b3接通。
如图4所示的切换装置11的第一种状态，当电子开关K1、K2、K3断开时，三只继电器均保持原有状态，a1和c1接通，a2和c2接通，a3和c3接通，备用能量转换模块1002的能量通过回路一601流入微控制器一501中，给能量存储单元一301充电。
如图5所示的切换装置11的第二种状态，当电子开关K1闭合、K2、K3断开时，继电器一701状态改变、继电器二702和继电器三703保持原有状态，a1和b1接通，a2和c2接通，a3和c3接通，备用能量转换模块1002的能量通过回路二602流入微控制器二502中，给能量存储单元二302充电。
如图6所示的切换装置11的第三种状态，当电子开关K1、K2闭合、K3断开时，继电器一701和继电器二702状态改变、继电器三703保持原有状态，a1和b1接通，a2和b2接通，a3和c3接通，备用能量转换模块1002的能量通过回路三603流入微控制器三503中，给能量存储单元三303充电。
通过以上描述可见，切换装置11通过智能控制实现了备用能量转换模块1002输入能量的切换，完全利用了太阳能电池发出的电量，避免浪费，而且能有效改善了另外两组供电***的工作状况，合理的避免了电池长时间处于亏欠状态，有效延长了电池寿命，节约了大量的成本。
需要说明的是，本发明并不限于对三套***的控制，在基于上述发明思想的基础上可扩展为n只。以上思想均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种通信用多用户互助电源控制***，用于控制向独立基站供电的n套供电***，所述的供电***包括能量转换单元、电能转换单元和能量存储单元，所述的能量转换单元将太阳能转换为电能，经所述的电能转换单元对电能变换控制，并采用所述的能量存储单元存储后给独立基站供电；
其特征在于：包括一组切换装置(11)、n只电子开关和与n套供电***相对应的微控制器，并将电能配置富裕量最高的能量转换单元分成本地能量转换模块(1001)和备用能量转换模块(1002)；
所述的本地能量转换模块(1001)用于本地供电***的供电，所述的备用能量转换模块(1002)输出电流经过切换装置(11)分路后与n只能量存储单元相联，在切换装置(11)和每只能量存储单元之间设置有对应的电子开关，所述的微控制器用于实时监测所对应供电***的能量存储单元的电压、充电电流信号和能量转换单元的电压电流信号，并运算处理后控制电子开关，进而改变切换装置(11)的工作状态，实现备用能量转换模块(1002)向n只能量存储单元的选择性充电。
2.根据权利要求1所述的通信用多用户互助电源控制***，其特征在于：所述的切换装置(11)包括n只开关触点相互串接的继电器，所述的电子开关串联在对应继电器的控制线包中。
3.根据权利要求1所述的通信用多用户互助电源控制***，其特征在于：所述的微控制器包括太阳能电压电流采样电路、数字信号处理器、通信接口、蓄电池电压及充电电流采样电路；数字信号处理器获取太阳能电压电流采样电路的输出信号和蓄电池电压及充电电流采样电路的输出信号，经过运算处理后控制n只电子开关，从而实现备用能量转换模块(1002)向n只能量存储单元的选择性充电。
4.根据权利要求3所述的通信用多用户互助电源控制***，其特征在于：所述的微控制器可将输入和输出状态通过通信接口实时上传至上位计算机，上位计算机可发送指令来调整微控制器的工作状态。
5.根据权利要求1或2或3所述的通信用多用户互助电源控制***，其特征在于：n＝3。
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