CN211655839U - 电力通信电源***直流供电单元自动投切电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，包括整流模块投切模块、整流模块电压检测模块、整流模块控制模块、蓄电池投切模块、蓄电池电压检测模块和蓄电池控制模块；整流模块电压检测模块检测直流母线电压并上传；整流模块控制模块控制整流模块投切模块工作从而投入或切除整流模块；蓄电池电压检测模块检测蓄电池组输出电压并上传；蓄电池控制模块控制蓄电池投切模块工作从而投入或切除对应的蓄电池。本实用新型提实现了整流模块和蓄电池的自由接入和切除，不仅保证了***的可靠性，而且保证了***的安全稳定运行，而且本实用新型还易于实施。
Description
技术领域
本实用新型具体涉及一种电力通信电源***直流供电单元自动投切电路。
背景技术
随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。
电力通信网的安全稳定运行是电力***安全稳定运行的重要保障。变电站内的通信传输设备是电力通信网的基本组成单元，是实现变电站远端通信的基础。变电站内通信传输设备的电源***是电力通信网稳定运行的关键。目前，变电站内包括通信传输设备在内的各类通信设备负载通常采用直流供电，该直流供电***一般包括交流分配单元、整流单元、蓄电池组、直流分配单元等部分组成，其结构示意图如图1所示。当直流供电***的交流输入、交流分配单元及整流单元正常运行时，通信负载由整流单元的直流输出供电；当整流单元的直流输出中断时则由蓄电池组对通信负载进行供电。
整流单元的内部功能模块图如图2所示：整流模块的数量一般根据变电站内通信负载供电需求而确定，虽然整流模块数量配置时会考虑一定的***冗余，但整流模块数量仍然有限。当整流模块的故障数量超过***冗余数量且使得整流单元的供电带载能力达不到直流供电***的最低要求时，将不同程度地影响到整流单元的正常运行，严重时甚至将导致整流单元的***性崩溃与退出。
蓄电池组的内部功能模块图如图3所示：蓄电池组由一定数量的单节蓄电池串联连接组成，蓄电池组的输出电压为各单节蓄电池输出电压之和。当蓄电池组内出现单节蓄电池出现故障时，蓄电池组的输出电压将低于直流供电***的额定输出电压；随着蓄电池故障节数的增大，蓄电池组将因自身的欠压保护机制而从直流供电***解列出来，进而无法发挥其作为整个直流供电***的备用电源功能和作用。
从上述的描述可以看到，目前的电力通信电源***直流供电单元中，整流单元的正常备用模块数量有限，蓄电池组则无法提供备用蓄电池，因此无法高效实现模块或蓄电池故障情况下的保护机制，同时也无法高效保证***的安全性和可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可靠性高、实用性好且实施简单方便的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路。
本实用新型提供的这种电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，包括整流模块投切模块、整流模块电压检测模块、整流模块控制模块、蓄电池投切模块、蓄电池电压检测模块和蓄电池控制模块；整流模块投切模块的控制端和整流模块电压检测模块均与整流模块控制模块连接，蓄电池投切模块的控制端和蓄电池电压检测模块均与蓄电池控制模块连接；整流模块投切模块的输入输出端与现有的整流模块串接；蓄电池投切模块的输入输出端与现有的蓄电池串接；整流模块电压检测模块用于检测直流母线电压并将检测结果上传整流模块控制模块；整流模块控制模块用于根据上传的检测结果控制整流模块投切模块工作，从而投入或切除对应的整流模块；蓄电池电压检测模块用于检测蓄电池组输出电压并将检测结果上传蓄电池控制模块；蓄电池控制模块用于根据上传的检测结果控制蓄电池投切模块工作，从而投入或切除对应的蓄电池。
所述的整流模块投切模块包括若干路整流模块投切继电器和与整流模块投切继电器一一对应的整流模块投切开关电路；整流模块投切继电器与整流模块投切开关电路连接；整流模块投切开关电路用于根据整流模块控制模块下发的控制指令，控制整流模块投切继电器的接通和断开，从而控制对应的整流模块的投入或切除。
所述的整流模块电压检测模块为由型号为PCF8591的信号变送芯片和电阻采样电路构成的电路。
所述的整流模块控制模块为由型号为AT89S51的单片机构成的电路。
所述的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路还包括整流模块显示模块；整流模块显示模块与整流模块控制模块连接，用于显示所述整流模块的工作数据。
所述的蓄电池投切模块包括若干路蓄电池投切继电器和与蓄电池投切继电器一一对应的蓄电池投切开关电路；蓄电池投切继电器与蓄电池投切开关电路连接；蓄电池投切开关电路用于根据蓄电池控制模块下发的控制指令，控制蓄电池投切继电器的接通和断开，从而控制对应的蓄电池的投入或切除。
所述的蓄电池电压检测模块为由型号为PCF8591的信号变送芯片和电阻采样电路构成的电路。
所述的蓄电池控制模块为由型号为AT89S51的单片机构成的电路。
所述的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路还包括蓄电池显示模块；蓄电池显示模块与蓄电池控制模块连接，用于显示所述蓄电池的工作数据。
本实用新型提供的这种电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，通过整流模块投切模块、整流模块电压检测模块、蓄电池投切模块和蓄电池电压检测模块的设计和加入，实现了整流模块和蓄电池的自由接入和切除，不仅保证了***的可靠性，而且保证了***的安全稳定运行，而且本实用新型还易于实施。
附图说明
图1为现有的电力通信电源***直流供电单元功能模块示意图。
图2为现有的电力通信电源***直流供电单元中整流单元的内部功能模块图。
图3为现有的电力通信电源***直流供电单元中蓄电池单元的内部功能模块图。
图4为本实用新型的功能模块图。
图5为本实用新型中的整流模块投切模块、整流模块电压检测模块和整流模块控制模块的电路原理示意图。
图6为本实用新型中的蓄电池投切模块、蓄电池电压检测模块和蓄电池控制模块的电路原理示意图。
具体实施方式
如图4所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，包括整流模块投切模块、整流模块电压检测模块、整流模块控制模块、蓄电池投切模块、蓄电池电压检测模块和蓄电池控制模块；整流模块投切模块的控制端和整流模块电压检测模块均与整流模块控制模块连接，蓄电池投切模块的控制端和蓄电池电压检测模块均与蓄电池控制模块连接；整流模块投切模块的输入输出端与现有的整流模块串接；蓄电池投切模块的输入输出端与现有的蓄电池串接；整流模块电压检测模块用于检测直流母线电压并将检测结果上传整流模块控制模块；整流模块控制模块用于根据上传的检测结果控制整流模块投切模块工作，从而投入或切除对应的整流模块；蓄电池电压检测模块用于检测蓄电池组输出电压并将检测结果上传蓄电池控制模块；蓄电池控制模块用于根据上传的检测结果控制蓄电池投切模块工作，从而投入或切除对应的蓄电池。
如图5所示为本实用新型中的整流模块投切模块、整流模块电压检测模块和整流模块控制模块的电路原理示意图：其中电力通信电源***直流供电单元自动投切电路还包括整流模块显示模块(图中标示LCD1，型号为LCD1602)；整流模块显示模块与整流模块控制模块连接，用于显示所述整流模块的工作数据；整流模块投切模块包括若干路整流模块投切继电器(图中仅示意3路，分别为K1、K2和K3)和与整流模块投切继电器一一对应的整流模块投切开关电路(包括电阻R1～R3、三极管Q1～Q3和二极管D4～D6)；整流模块投切继电器与整流模块投切开关电路连接；整流模块投切开关电路用于根据整流模块控制模块下发的控制指令，控制整流模块投切继电器的接通和断开，从而控制对应的整流模块的投入或切除。目前电力通信电源***中整流模块一般正极接地，采用负电源；本实用新型中也采用这种接法。
具体的：D1～D3为整流模块；
整流模块D1的AC端一端连接零线N，一端通过继电器K1的活动端连接A相线；整流模块D1的输出端正端接地，负端输出OUT1并连接至直流母线；控制器的P1.5引脚输出的一路控制信号Relay1通过电阻R1进行限流后，输出到三极管Q1的基级；三极管Q1的活动端一端接地，活动端另一端通过二极管D4连接电源信号VCC，同时也通过继电器K1的线圈连接电源信号VCC；当信号Relay1为低电平时，此时三极管Q1导通，继电器K1的线圈上电，此时K1的活动端闭合，A相线接入整理模块D1，即整流模块D1接入线路并工作。
整流模块D2的AC端一端连接零线N，一端通过继电器K2的活动端连接B相线；整流模块D2的输出端正端接地，负端输出OUT2并连接至直流母线；控制器的P1.6引脚输出的一路控制信号Relay2通过电阻R2进行限流后，输出到三极管Q2的基级；三极管Q2的活动端一端接地，活动端另一端通过二极管D5连接电源信号VCC，同时也通过继电器K2的线圈连接电源信号VCC；当信号Relay2为低电平时，此时三极管Q2导通，继电器K2的线圈上电，此时K2的活动端闭合，B相线接入整理模块D2，即整流模块D2接入线路并工作。
整流模块D3的AC端一端连接零线N，一端通过继电器K3的活动端连接C相线；整流模块D3的输出端正端接地，负端输出OUT3并连接至直流母线；控制器的P1.7引脚输出的一路控制信号Relay3通过电阻R3进行限流后，输出到三极管Q3的基级；三极管Q3的活动端一端接地，活动端另一端通过二极管D6连接电源信号VCC，同时也通过继电器K3的线圈连接电源信号VCC；当信号Relay3为低电平时，此时三极管Q3导通，继电器K3的线圈上电，此时K3的活动端闭合，C相线接入整理模块D3，即整流模块D3接入线路并工作。
整流模块电压检测模块为由型号为PCF8591的信号变送芯片和电阻采样电路(电阻R5和R6)构成的电路。其中OUT为直流母线，电阻R5和R6用作采样直流母线的电压信号，并将采样信号通过芯片U2进行模数转换后，通过总线SCL和SDA线接入芯片U1的P2.6和P2.7引脚中；同时，芯片U1的P2.6和P2.7引脚也为对应的通信引脚。
整流模块控制模块为由型号为AT89S51的单片机构成的电路：芯片U1的复位引脚RST直接通过下拉电阻R4接地；芯片的XTAL2和XTAL1引脚连接晶振电路(包括晶振Y1、电容C2和C3)；芯片的P2.0脚、P2.1脚和P2.2脚输出控制信号并输出到显示屏LCD1中；芯片的P0.0～P0.7脚作为数据输出引脚，直接输出信号到LCD1显示屏的数据引脚并进行数据的输出。
如图6所示为本实用新型中的蓄电池投切模块、蓄电池电压检测模块和蓄电池控制模块的电路原理示意图：蓄电池投切模块包括若干路蓄电池投切继电器(图中仅展示3路，包括K1～K3)和与蓄电池投切继电器一一对应的蓄电池投切开关电路(图中包括三极管Q1～Q3、电阻R1～R3和二极管D1～D3)；蓄电池投切继电器与蓄电池投切开关电路连接；蓄电池投切开关电路用于根据蓄电池控制模块下发的控制指令，控制蓄电池投切继电器的接通和断开，从而控制对应的蓄电池的投入或切除。蓄电池显示模块(图中标示LCD1，型号为LCD1602)与蓄电池控制模块连接，用于显示所述蓄电池的工作数据。目前电力通信电源***中整流模块一般正极接地，采用负电源；本实用新型中也采用这种接法。
蓄电池BT1的正极连接继电器K1的活动端一端，负极连接继电器K2的活动端公共端，蓄电池BT2的正极连接继电器K2的活动端一端，负极连接继电器K3的活动端公共端，蓄电池BT3的正极连接继电器K3的活动端一端，蓄电池BT3的负极连接电源负极；当控制器的P1.5引脚输出的一路控制信号Relay1通过电阻R1进行限流后，输出到三极管Q1的基级；三极管Q1的活动端一端接地(此时三极管Q1的作用为开关管)，活动端另一端通过二极管D1连接电源信号VCC，同时也通过继电器K1的线圈连接电源信号VCC；当信号Relay1为低电平时，此时三极管Q1导通，继电器K1的线圈上电，此时继电器K1的开关动作，触点公共端从上面转换至下面，从而将蓄电池BT1接入线路，蓄电池BT1开始供电。
当控制器的P1.6引脚输出的一路控制信号Relay2通过电阻R2进行限流后，输出到三极管Q2的基级；三极管Q2的活动端一端接地(此时三极管Q2的作用为开关管)，活动端另一端通过二极管D2连接电源信号VCC，同时也通过继电器K2的线圈连接电源信号VCC；当信号Relay2为低电平时，此时三极管Q2导通，继电器K2的线圈上电，此时继电器K2的开关动作，触点公共端从上面转换至下面，从而将蓄电池BT2接入线路，蓄电池BT2开始供电。
当控制器的P1.7引脚输出的一路控制信号Relay3通过电阻R3进行限流后，输出到三极管Q3的基级；三极管Q3的活动端一端接地(此时三极管Q3的作用为开关管)，活动端另一端通过二极管D3连接电源信号VCC，同时也通过继电器K3的线圈连接电源信号VCC；当信号Relay1为低电平时，此时三极管Q3导通，继电器K3的线圈上电，此时继电器K3的开关动作，触点公共端从上面转换至下面，从而将蓄电池BT3接入线路，蓄电池BT3开始供电。
蓄电池电压检测模块为由型号为PCF8591的信号变送芯片和电阻采样电路构成的电路；电阻R5和R6用作采样蓄电池组输出的电压信号，并将采样信号通过芯片U2进行模数转换后，通过总线SCL和SDA线接入芯片U1的P2.6和P2.7中。同时，芯片U1的P2.6和P2.7引脚也为对应的通信引脚。
蓄电池控制模块为由型号为AT89S51的单片机构成的电路：芯片U1的复位引脚RST直接通过下拉电阻R4接地；芯片的XTAL2和XTAL1引脚连接晶振电路(包括晶振Y1、电容C2和C3)；芯片的P2.0脚、P2.1脚和P2.2脚输出控制信号并输出到显示屏LCD1中；芯片的P0.0～P0.7脚作为数据输出引脚，直接输出信号到LCD1显示屏的数据引脚并进行数据的输出。
Claims (9)
1.一种电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，其特征在于包括整流模块投切模块、整流模块电压检测模块、整流模块控制模块、蓄电池投切模块、蓄电池电压检测模块和蓄电池控制模块；整流模块投切模块的控制端和整流模块电压检测模块均与整流模块控制模块连接，蓄电池投切模块的控制端和蓄电池电压检测模块均与蓄电池控制模块连接；整流模块投切模块的输入输出端与现有的整流模块串接；蓄电池投切模块的输入输出端与现有的蓄电池串接；整流模块电压检测模块用于检测直流母线电压并将检测结果上传整流模块控制模块；整流模块控制模块用于根据上传的检测结果控制整流模块投切模块工作，从而投入或切除对应的整流模块；蓄电池电压检测模块用于检测蓄电池组输出电压并将检测结果上传蓄电池控制模块；蓄电池控制模块用于根据上传的检测结果控制蓄电池投切模块工作，从而投入或切除对应的蓄电池。
2.根据权利要求1所述的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，其特征在于所述的整流模块投切模块包括若干路整流模块投切继电器和与整流模块投切继电器一一对应的整流模块投切开关电路；整流模块投切继电器与整流模块投切开关电路连接；整流模块投切开关电路用于根据整流模块控制模块下发的控制指令，控制整流模块投切继电器的接通和断开，从而控制对应的整流模块的投入或切除。
3.根据权利要求2所述的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，其特征在于所述的整流模块电压检测模块为由型号为PCF8591的信号变送芯片和电阻采样电路构成的电路。
4.根据权利要求3所述的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，其特征在于所述的整流模块控制模块为由型号为AT89S51的单片机构成的电路。
5.根据权利要求2～4之一所述的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，其特征在于所述的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路还包括整流模块显示模块；整流模块显示模块与整流模块控制模块连接，用于显示所述整流模块的工作数据。
6.根据权利要求1所述的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，其特征在于所述的蓄电池投切模块包括若干路蓄电池投切继电器和与蓄电池投切继电器一一对应的蓄电池投切开关电路；蓄电池投切继电器与蓄电池投切开关电路连接；蓄电池投切开关电路用于根据蓄电池控制模块下发的控制指令，控制蓄电池投切继电器的接通和断开，从而控制对应的蓄电池的投入或切除。
7.根据权利要求6所述的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，其特征在于所述的蓄电池电压检测模块为由型号为PCF8591的信号变送芯片和电阻采样电路构成的电路。
8.根据权利要求7所述的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，其特征在于所述的蓄电池控制模块为由型号为AT89S51的单片机构成的电路。
9.根据权利要求6～8之一所述的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路，其特征在于所述的电力通信电源***直流供电单元自动投切电路还包括蓄电池显示模块；蓄电池显示模块与蓄电池控制模块连接，用于显示所述蓄电池的工作数据。
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| CN202020544647.1U CN211655839U (zh) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | 电力通信电源***直流供电单元自动投切电路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115333388A (zh) * | 2022-10-13 | 2022-11-11 | 石家庄科林电气股份有限公司 | 整流模块切换方法、装置、终端及存储介质 |
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2020
- 2020-04-14 CN CN202020544647.1U patent/CN211655839U/zh active Active
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