CN209029984U - 新型基站直流供电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型基站直流供电装置，包括交流配电单元、N路整流模块、直流配电单元、M路蓄电池和一路电池接驳模块；外部交流电通过交流配电单元和整流模块后转换为直流电并通过直流配电单元供电；蓄电池给直流配电单元提供备用直流电能；电池接驳模块在蓄电池充电时从直流配电单元获取电能并充电，以及在蓄电池放电至截止电压时切断该路蓄电池的放电通道。本实用新型能够兼容各类型的蓄电池接入基站直流供电***，而且能够为接入的蓄电池提供可靠、安全的工作环境，并能够为接入的蓄电池充电或放电，从而提高了接入的蓄电池的寿命和可靠性；而且本实用新型的结构简单，电路可靠。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种新型基站直流供电装置。
背景技术
随着经济技术的发展，通信已经成为了人们生产和生活中必不可少的组成部分。基站则是通信网络中必不可少的重要组成部分。
移动通信基站数量众多，站点分散，供电距离较远，存在电压降较大且三相电压严重不平衡的问题。特别是农村移动基站，路途遥远，交通不便，基站用电大多引自当地农用变压器，电能质量较差、断电频次高。现有基站蓄电池容量普遍按照基站设备维持时间10小时、传输设备维持20小时配置，容量不足，遇到大面积停电事故则易致通信瘫痪，因此有必要对蓄电池组容量冗余配置。
现有的基站直流供电单元的结构一般如图1所示：外部市电(或者备用的发电机等)输出的电能通过交流配电单元后，通过若干路整流模块转换为直流电能，再通过直流配电单元给最终的通信设备供电，若干组蓄电池则直接连接直流配电单元，以用于在外部输入的交流电能断电时提供辅助的直流电能供电。其中，直流配电单元用于形成对通信设备的供电通道，同时也用于产生相应的充电电源信号并为蓄电池充电。其中的交流配电单元和直流配电单元均为基站中非常常用的设备。
但是，随着蓄电池组冗余配置的出现，蓄电池组接入***也产生了一定的问题：现有蓄电池接入技术采用固定并联或者分组投切的方法。固定并联方式要求蓄电池为同一厂家，同一规格型号、同一新旧状态，而实际的蓄电池组内阻不一，内阻大的充电电流小，长期处于充足不足状态，使用寿命大大缩短。分组投切，互为备用的方式能解决不同电池组的接入及充放电问题，但同时存在控制不够灵活、切换时存在电流冲击，无法有效扩展输出容量的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种接入灵活且能够保证接入蓄电池的性能的新型基站直流供电装置。
本实用新型提供的这种新型基站直流供电装置，包括交流配电单元、N路整流模块、直流配电单元和M路蓄电池，还包括一路电池接驳模块；交流配电单元、N路整流模块和直流配电单元依次串联，M路蓄电池连接电池接驳模块的输入端，电池接驳模块的输出端连接直流配电单元；外部输入的交流电能通过交流配电单元和N路整流模块后转换为N路直流电能并通过直流配电单元给后端通信设备供电；M路蓄电池用于在外部输入的交流电能断开时，通过电池接驳模块给直流配电单元提供备用直流电能从而为后端的通信设备供电；电池接驳模块还用于在蓄电池需要充电时从直流配电单元获取电能并给蓄电池充电，以及用于在某一路蓄电池放电至截止电压时切断该路蓄电池的放电通道；所述的N和M为自然数。
所述的电池接驳模块包括M路切断开关电路、M路选择开关电路、M路DC/DC转换电路、控制器电路、放电电路、放电开关电路、M路电压检测电路、M路电流检测模块；每一路蓄电池的输出端均连接切断开关电路的输入端，切断开关电路、选择开关电路和DC/DC转换电路依次串接，放电电路和放电开关电路串接，电压检测电路和电流检测电路均连接在蓄电池的输出端，放电开关电路的输入端连接选择开关电路的输出端，放电开关电路的控制端、切断开关电路的控制端、选择开关电路的控制端、电压检测电路的输出端和电流检测电路的输出端均连接控制器电路；控制器电路还通过通信电路连接直流配电单元；所述的放电电路用于对蓄电池进行放电，放电开关电路用于根据控制器电路输出的信号接入或切除放电电路；电压检测电路用于检测蓄电池的输出电压并上传控制器电路；电流检测电路用于检测蓄电池的输出电流并上传控制器电路；切断开关电路用于接收控制器电路的输出信号并接入或者切除相应的蓄电池；选择开关电路用于接收控制器电路的输出信号并将蓄电池接入后端的DC/DC转换电路或者将蓄电池接入后端的放电电路；DC/DC转换电路用于将对应的蓄电池输出的直流电能转换为直流配单单元需要的统一的直流电能并输入直流配电单元；控制器电路用于控制所述电池接驳模块工作，同时也用于输出通信信号至直流配电单元，从而使得直流配单输出充电电能为蓄电池充电；直流配电单元的充电电能输出端直接连接放电开关电路的输入端，从而保证直流配电单元输出的充电电能能够通过选择开关电路和切断开关电路为蓄电池进行充电。
所述的切断开关电路为继电器电路或者接触器电路。
所述的选择开关电路为具有一路常开节点和一路常闭节点的继电器电路或者具有一路常开节点和一路常闭节点的接触器电路。
所述的放电开关电路为继电器电路或者接触器电路。
所述的控制器电路为PLC控制器电路或者专用工业控制器电路。
所述的控制器电路还通过通信电路连接直流配电单元，具体为控制器电路通过CAN总线连接直流配电单元。
本实用新型提供的这种新型基站直流供电装置，通过多路切断开关、选择开关、转换电路、放电电路等电路的设计，能够兼容各类型的蓄电池接入基站直流供电***，而且能够为接入的蓄电池提供可靠、安全的工作环境，并能够为接入的蓄电池充电或放电，从而提高了接入的蓄电池的寿命和可靠性；而且本实用新型的结构简单，电路可靠。
附图说明
图1为现有的基站直流供电单元的结构示意图。
图2为本实用新型的的结构示意图。
图3为本实用新型的电池接驳模块的功能模块示意图。
图4为本实用新型的电池接驳模块的一种实施例的电路原理示意图。
具体实施方式
如图2所示为本实用新型的的结构示意图：本实用新型提供的这种新型基站直流供电装置，包括交流配电单元、N路整流模块、直流配电单元和M路蓄电池，还包括一路电池接驳模块；交流配电单元、N路整流模块和直流配电单元依次串联，M路蓄电池连接电池接驳模块的输入端，电池接驳模块的输出端连接直流配电单元；外部输入的交流电能通过交流配电单元和N路整流模块后转换为N路直流电能并通过直流配电单元给后端通信设备供电；M路蓄电池用于在外部输入的交流电能断开时，通过电池接驳模块给直流配电单元提供备用直流电能从而为后端的通信设备供电；电池接驳模块还用于在蓄电池需要充电时从直流配电单元获取电能并给蓄电池充电，以及用于在某一路蓄电池放电至截止电压时切断该路蓄电池的放电通道；所述的N和M为自然数。
如图3所示为本实用新型的电池接驳模块的功能模块示意图：为了简便和图片的清晰，图中只画出了一路(第i路)蓄电池的充电/放电回路；电池接驳模块包括M路切断开关电路、M路选择开关电路、M路DC/DC转换电路、控制器电路、放电电路、放电开关电路、M路电压检测电路、M路电流检测模块；每一路蓄电池的输出端均连接切断开关电路的输入端，切断开关电路、选择开关电路和DC/DC转换电路依次串接，放电电路和放电开关电路串接，电压检测电路和电流检测电路均连接在蓄电池的输出端，放电开关电路的输入端连接选择开关电路的输出端，放电开关电路的控制端、切断开关电路的控制端、选择开关电路的控制端、电压检测电路的输出端和电流检测电路的输出端均连接控制器电路；控制器电路还通过通信电路连接直流配电单元。
如图所示，放电电路用于对蓄电池i进行放电，放电开关电路用于根据控制器电路输出的信号接入或切除放电电路；电压检测电路i用于检测蓄电池i的输出电压并上传控制器电路；电流检测电路用于检测蓄电池i的输出电流并上传控制器电路；切断开关电路i用于接收控制器电路的输出信号并接入或者切除相应的蓄电池i；选择开关电路i用于接收控制器电路的输出信号并将蓄电池i接入后端的DC/DC转换电路或者将蓄电池接入后端的放电电路；DC/DC转换电路i用于将对应的蓄电池i输出的直流电能转换为直流配单单元需要的统一的直流电能并输入直流配电单元；控制器电路用于控制所述电池接驳模块工作，同时也用于输出通信信号至直流配电单元，从而使得直流配单输出充电电能为蓄电池充电；直流配电单元的充电电能输出端直接连接放电开关电路的输入端，从而保证直流配电单元输出的充电电能能够通过选择开关电路i和切断开关电路i为蓄电池i进行充电；。
在具体实施时，切断开关电路为继电器电路或者接触器电路；选择开关电路为具有一路常开节点和一路常闭节点的继电器电路或者具有一路常开节点和一路常闭节点的接触器电路；放电开关电路为继电器电路或者接触器电路；控制器电路为PLC控制器电路或者专用工业控制器电路；同时，控制器电路通过CAN总线连接直流配电单元。
如图4所示为本实用新型的电池接驳模块的一种实施例的电路原理示意图：为了简便和图片的清晰，图中只画出了一路(第i路)蓄电池的充电/放电回路；蓄电池i通过切断开关电路SWi-1、选择开关电路SWi-2和DC/DC转换电路i输出直流电能给直流配电单元供电，DC/DC转换电路用于将各类型的蓄电池(输出电压不同)转换为统一的、直流配电单元需要的电压水平并输入到直流配电单元；其中切断开关电路SWi-1采用常用的单触点继电器，而选择开关电路SWi-2则采用具有一路常开节点和一路常闭节点的继电器，且在该实施例中常闭触点连接的是切断开关电路的输出端和DC/DC转换电路的输入端，而常开触点则连接的是切断开关电路的输出端和放电开关电路SWi-3的输入端；同时，若每一路蓄电池的充电/放电电路均采用如图所述的电路，则每一路的切换开关电路的常开节点均连接到放电开关电路SWi-3的输入端，即图中的A点。
正常工作时，放电开关电路SWi-3断开；蓄电池i通过切断开关电路SWi-1、选择开关电路SWi-2的常闭触点输出电能，通过DC/Dc转换电路i转换为可靠、稳定且符合直流配电单元要求的电压水平的直流电能并输入到直流配单单元为后续的设备供电；电压检测电路i和电流检测电路i则检测蓄电池i的输出电压和输出电流并上传控制器电路。
当检测到蓄电池i的输出电压过低时，此时表明蓄电池i的容量不足需要充电，放电开关电路SWi-3断开，控制器模块控制切断开关电路SWi-1继续闭合，同时控制选择开关电路SWi-2的继电器动作，此时选择开关电路SWi-2的常闭触点断开且常开触点闭合，同时控制器电路通过CAN总线发送消息给直流配电单元，直流配电单元输出充电电能到图中的A点；此时，蓄电池i则由原本的为直流配电单元供电，转换为直流配电单元通过选择切换开关电路SWi-2和切断开关电路SWi-1为蓄电池i充电。
当需要蓄电池i放电(保证蓄电池i的极板活性)时，控制器模块控制切断开关电路SWi-1继续闭合，同时控制选择开关电路SWi-2的继电器动作，此时选择开关电路SWi-2的常闭触点断开且常开触点闭合，同时控制器电路通过CAN总线发送消息给直流配电单元告知直流配电单元不要输出该路的充电电能，同时控制器电路控制放电开关电路SWi-3闭合，此时蓄电池i通过切断开关电路SWi-1、选择开关电路SWi-2和放电开关电路SWi-3与放电电路连接并进行放电。
当外部交流供电电能断开(比如停电)时，此时蓄电池i为放电状态为直流配单单元提供电能供应；若此时蓄电池i的输出电压过低，则表示此时蓄电池i的容量不足，但是此时直流配电单元并无法为蓄电池提供充电电能，因此为了防止蓄电池i过放电，此时控制器电路控制切断开关SWi-1直接断开，此时蓄电池i被切断供电回路，蓄电池i与电路完全断开，从而保证蓄电池i不会过放电。
Claims (7)
1.一种新型基站直流供电装置，包括交流配电单元、N路整流模块、直流配电单元和M路蓄电池，其特征在于还包括一路电池接驳模块；交流配电单元、N路整流模块和直流配电单元依次串联，M路蓄电池连接电池接驳模块的输入端，电池接驳模块的输出端连接直流配电单元；外部输入的交流电能通过交流配电单元和N路整流模块后转换为N路直流电能并通过直流配电单元给后端通信设备供电；M路蓄电池用于在外部输入的交流电能断开时，通过电池接驳模块给直流配电单元提供备用直流电能从而为后端的通信设备供电；电池接驳模块还用于在蓄电池需要充电时从直流配电单元获取电能并给蓄电池充电，以及用于在某一路蓄电池放电至截止电压时切断该路蓄电池的放电通道；所述的N和M为自然数。
2.根据权利要求1所述的新型基站直流供电装置，其特征在于所述的电池接驳模块包括M路切断开关电路、M路选择开关电路、M路DC/DC转换电路、控制器电路、放电电路、放电开关电路、M路电压检测电路、M路电流检测模块；每一路蓄电池的输出端均连接切断开关电路的输入端，切断开关电路、选择开关电路和DC/DC转换电路依次串接，放电电路和放电开关电路串接，电压检测电路和电流检测电路均连接在蓄电池的输出端，放电开关电路的输入端连接选择开关电路的输出端，放电开关电路的控制端、切断开关电路的控制端、选择开关电路的控制端、电压检测电路的输出端和电流检测电路的输出端均连接控制器电路；控制器电路还通过通信电路连接直流配电单元；所述的放电电路用于对蓄电池进行放电，放电开关电路用于根据控制器电路输出的信号接入或切除放电电路；电压检测电路用于检测蓄电池的输出电压并上传控制器电路；电流检测电路用于检测蓄电池的输出电流并上传控制器电路；切断开关电路用于接收控制器电路的输出信号并接入或者切除相应的蓄电池；选择开关电路用于接收控制器电路的输出信号并将蓄电池接入后端的DC/DC转换电路或者将蓄电池接入后端的放电电路；DC/DC转换电路用于将对应的蓄电池输出的直流电能转换为直流配单单元需要的统一的直流电能并输入直流配电单元；控制器电路用于控制所述电池接驳模块工作，同时也用于输出通信信号至直流配电单元，从而使得直流配单输出充电电能为蓄电池充电；直流配电单元的充电电能输出端直接连接放电开关电路的输入端，从而保证直流配电单元输出的充电电能能够通过选择开关电路和切断开关电路为蓄电池进行充电。
3.根据权利要求2所述的新型基站直流供电装置，其特征在于所述的切断开关电路为继电器电路或者接触器电路。
4.根据权利要求2所述的新型基站直流供电装置，其特征在于所述的选择开关电路为具有一路常开节点和一路常闭节点的继电器电路或者具有一路常开节点和一路常闭节点的接触器电路。
5.根据权利要求2所述的新型基站直流供电装置，其特征在于所述的放电开关电路为继电器电路或者接触器电路。
6.根据权利要求2所述的新型基站直流供电装置，其特征在于所述的控制器电路为PLC控制器电路或者专用工业控制器电路。
7.根据权利要求2所述的新型基站直流供电装置，其特征在于所述的控制器电路还通过通信电路连接直流配电单元，具体为控制器电路通过CAN总线连接直流配电单元。
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| CN201822173420.6U CN209029984U (zh) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | 新型基站直流供电装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111725885A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-09-29 | 辽宁凯信工业技术工程有限公司 | 一种智能换电-兼5g基站备用供电*** |
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2018
- 2018-12-24 CN CN201822173420.6U patent/CN209029984U/zh active Active
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| CN111725885A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-09-29 | 辽宁凯信工业技术工程有限公司 | 一种智能换电-兼5g基站备用供电*** |
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