專利名稱：一種移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源系統(tǒng)，特別涉及一種移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前絕大多數(shù)的邊際基站采用交流轉(zhuǎn)直流或直流轉(zhuǎn)交流的單路供電 方式，解決邊際基站設(shè)備類型對(duì)供電品質(zhì)及設(shè)備配置和環(huán)境的不同要求，
相關(guān)技術(shù)大體可以分為如下兩類
1. 當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)配有220V交流市電，無(wú)-48V蓄電池組的情況，選用主機(jī) 及電池拒一體化UPS系列的戶外電源；
2. 當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)有220V交流市電同時(shí)又有-48V蓄電池組時(shí)，選用逆變器 系列的戶外電源。
上述兩類戶外電源都是在線互動(dòng)式的電源設(shè)備，在市電正常的情況 下，經(jīng)過(guò)磁飽和變壓器穩(wěn)壓后直接供給基站負(fù)載，在市電不正常的情況 下，蓄電池組通過(guò)逆變器輸出正弦波220V電壓供給基站負(fù)載。
上述技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，存在以下問(wèn)題
1. 交流電通過(guò)UPS/逆變器給負(fù)載供電，對(duì)市電進(jìn)行濾波、穩(wěn)壓和穩(wěn) 頻調(diào)整后，提供給負(fù)載穩(wěn)定的電源，同時(shí)，UPS通過(guò)充電器把電能轉(zhuǎn)變 為化學(xué)能儲(chǔ)存在電池中。當(dāng)UPS偵測(cè)到市電異常時(shí)，切換到電池供電， 通過(guò)逆變器把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔?，供給負(fù)載，以保證對(duì)負(fù)載的不間 斷電力供應(yīng)，但是UPS整流器的效率卻僅為88%左右。由于這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò) 程效率相對(duì)低下而造成蓄電池放電時(shí)間短，電流不穩(wěn)定，不能滿足高穩(wěn) 定性電流需求的邊際基站設(shè)備需求。
2. 交流電通過(guò)UPS對(duì)負(fù)載進(jìn)行持續(xù)而穩(wěn)定的電力供應(yīng)，此時(shí)UPS只 相當(dāng)于一個(gè)整流器的作用，逆變器不工作；當(dāng)市電電壓出現(xiàn)UPS無(wú)法承 受的異常時(shí)，后備式UPS的逆變器立刻變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)，將儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為220伏的交流電，輸送給負(fù)載以支持設(shè)備的持續(xù)運(yùn)行。從逆變器 的空閑到工作的狀態(tài)變化，有一個(gè)小于10ms的梯:作時(shí)間，這段時(shí)間設(shè)備 中止供電。在實(shí)際應(yīng)用中，往往由于這10ms的供電電壓不穩(wěn)定造成通信 設(shè)備頻繁重啟而導(dǎo)致設(shè)備損壞等情況發(fā)生。
3. 理想的UPS/逆變器對(duì)電網(wǎng)應(yīng)當(dāng)是呈現(xiàn)純阻性，即UPS/逆變器的功 率性因數(shù)最好是1，這樣對(duì)于電網(wǎng)就沒(méi)有任何的污染。但現(xiàn)實(shí)情況是， UPS普遍采用了 50Hz的低頻可控硅整流器，對(duì)市電產(chǎn)生了大量的諧波反 饋污染，進(jìn)而對(duì)整個(gè)電網(wǎng)造成了不同程度的污染。
4. 邊際基站使用UPS/逆變器釆用旁路節(jié)能模式，它的原理是如果旁 路電壓在一定范圍內(nèi)，UPS/逆變器直接通過(guò)旁路供電，此時(shí)UPS/逆變器 效率非常高，但在使用旁路節(jié)能模式時(shí)UPS整流逆變器不工作，即UPS/ 逆變器失去其隔離作用，導(dǎo)致電網(wǎng)中的各種瞬態(tài)干擾直達(dá)通信設(shè)備，對(duì) 基站通信設(shè)備安全存在隱患。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是公開(kāi)一種移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有 技術(shù)中單路交流供電的一系列問(wèn)題。
本實(shí)用新型所述的移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)，包括直流供電系統(tǒng)和交 流供電系統(tǒng)，直流供電系統(tǒng)和交流供電系統(tǒng)并聯(lián)接入邊際基站設(shè)備，用 于基站供電。
上述技術(shù)方案中，直流供電系統(tǒng)包括串聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)電源組件和整 流器開(kāi)關(guān)電源組件，用于將外界交流電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓供給整 流器；整流器，用于將開(kāi)關(guān)電源組件供給的第一直流電壓轉(zhuǎn)換為第二直 流電壓，供給邊際基站設(shè)備。
上述技術(shù)方案中，開(kāi)關(guān)電源組件包括串聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)電源、蓄電池 組和蓄電池組管理模塊開(kāi)關(guān)電源，用于將外界交流電壓轉(zhuǎn)換為第一直 流電壓供給整流器和蓄電池組；蓄電池組，用于將開(kāi)關(guān)電源提供的第一 直流電壓的電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)；蓄電池組管理模塊，用于當(dāng)蓄 電池組供電時(shí)，監(jiān)控并控制蓄電池組。
上述技術(shù)方案中，蓄電池組管理模塊監(jiān)控并控制蓄電池組具體包括蓄電池組管理模塊自動(dòng)測(cè)量蓄電池組的充放電電流，控制開(kāi)關(guān)電源對(duì)蓄 電池組進(jìn)行浮充和均充充電。
上述技術(shù)方案中，蓄電池組管理模塊監(jiān)控并控制蓄電池組具體還包
括當(dāng)蓄電池組供電時(shí)，有聲光告警，并根據(jù)負(fù)載的重要程度，將負(fù)載 分兩組切離。
上述^a術(shù)方案中，兩組切離分別為當(dāng)蓄電池組供電電壓低于一次 下電電壓時(shí)，發(fā)出聲光告警，并切斷次要負(fù)載；當(dāng)蓄電池組供電電壓低 于二次下電電壓時(shí)，發(fā)出聲光告警，并切斷重要負(fù)載。
上述技術(shù)方案中，開(kāi)關(guān)電源組件還提供多級(jí)防雷裝置、多路交流輔 助輸出和直流應(yīng)急照明；外界交流電壓具體為交流220伏，第一直流電 壓具體為直流48伏，第二直流電壓具體為直流24伏。
本實(shí)用新型的移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)，提高移動(dòng)通信邊際基站設(shè)備 運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，降低了日常維護(hù)的工作量，同時(shí)最大程度延長(zhǎng) 了移動(dòng)通信基站蓄電池組放電時(shí)間和使用壽命。


圖l是本實(shí)用新型移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)方框圖； 圖3是本實(shí)用新型移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述， 但應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式
的限制。
如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)包括兩路供 電系統(tǒng)， 一路為交流供電系統(tǒng)3,將交流220V市電設(shè)備1直接與邊際基 站設(shè)備2連接，為邊際基站設(shè)備2供電，邊際基站設(shè)備2內(nèi)有交直流轉(zhuǎn) 換器，可以將交流220V轉(zhuǎn)化為直流24V為邊際基站設(shè)備2提供直流工作 電壓，這是目前現(xiàn)有技術(shù)普遍采用的供電系統(tǒng)；另一路為直流供電系統(tǒng) 4,包括串聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)電源組件和整流器8,開(kāi)關(guān)電源組件一端與交流 220V市電設(shè)備l連接，另一端與整流器8連接，用于將交流220V市電轉(zhuǎn)化為第一直流電壓即直流48V為整流器8供電；整流器8將開(kāi)關(guān)電源 組件提供的直流48V進(jìn)^f于轉(zhuǎn)換變?yōu)榈诙绷麟妷杭粗绷?4V,為邊際基 站設(shè)備2內(nèi)的主設(shè)備供電。
開(kāi)關(guān)電源組件包括串聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)電源5、蓄電池組6和蓄電池組 管理模塊7,開(kāi)關(guān)電源5將交流220V市電轉(zhuǎn)化為直流48V后分成兩路， 一路為整流器8供電， 一路為蓄電池組6供電，蓄電池組6共有24組蓄 電池單元串聯(lián)連接，蓄電池組6的充電電壓和放電電壓都為直流48V, 因此每個(gè)蓄電池單元的充電電壓和放電電壓都為2V。
蓄電池組管理模塊7用于當(dāng)蓄電池組6為整流器8供電時(shí)，監(jiān)控并 控制蓄電池組6,蓄電池組管理模塊7能自動(dòng)測(cè)量蓄電池組6充放電電 流的大小，以便控制對(duì)蓄電池組6的充電時(shí)間，同時(shí)，蓄電池組管理模 塊7能選擇性的控制開(kāi)關(guān)電源5對(duì)蓄電池組6進(jìn)行浮充和均充，延長(zhǎng)了 蓄電池組6的使用壽命。當(dāng)蓄電池組6開(kāi)始對(duì)整流器8供電時(shí)，蓄電池 組管理模塊7會(huì)發(fā)出聲光告警，并根據(jù)負(fù)載的重要程度，將負(fù)載分組切 離；當(dāng)蓄電池組6供電電壓低于一次下電電壓時(shí)，蓄電池組管理模塊7 還會(huì)發(fā)出聲光告警，并切斷次要負(fù)載，以保證重要負(fù)載有較長(zhǎng)的工作時(shí) 間；當(dāng)蓄電池組6供電電壓低于二次下電電壓時(shí)，蓄電池組管理模塊7 也會(huì)發(fā)出聲光告警，并切斷重要負(fù)載，以防止因電池過(guò)度放電而損壞電 池。
開(kāi)關(guān)電源組件還包括多級(jí)防雷裝置，采用了多級(jí)防雷技術(shù)，使整機(jī)
具有很高的可靠性；同時(shí)，開(kāi)關(guān)電源組件還提供了多路交流輔助輸出， 并在交流供電系統(tǒng)停止工作時(shí)提供直流應(yīng)急照明。
整流器8將開(kāi)關(guān)電源5和蓄電池組6的48V直流電壓轉(zhuǎn)換成24V直 流電壓，整流器8輸出接入邊際站設(shè)備，與邊際基站設(shè)備2機(jī)拒的220V 交直流轉(zhuǎn)換器輸出的24V接線端子并接，可以直接為邊際基站設(shè)備2提 供直流工作電壓，在本具體實(shí)施方式
中，邊際基站設(shè)備2的直流工作電 壓具體為直流24V;同時(shí)，確保整流器8輸出電壓低于邊際基站設(shè)備2 直流工作電壓1-1. 5V,從而保證蓄電池組6不會(huì)給邊際基站設(shè)備2供電。 設(shè)置整流器8的主要目的是通過(guò)轉(zhuǎn)換供電方式將開(kāi)關(guān)電源5及蓄電池組 6與邊際基站設(shè)備進(jìn)行軟隔離保護(hù)，防止電源設(shè)備和蓄電池組出現(xiàn)短路故障燒毀邊際基站設(shè)備；當(dāng)交流供電系統(tǒng)3停止工作后，整流器8可以 根據(jù)負(fù)載直流電壓的變化情況，不需要任何切換時(shí)間自動(dòng)投入運(yùn)行，從 而實(shí)現(xiàn)二路交直流混合供電方式。
本實(shí)用新型的工作方式具體為在正常情況下，由交流供電系統(tǒng)3 為邊際基站設(shè)備供電；由于外界各種環(huán)境的變化或工作狀態(tài)的影響，交 流供電系統(tǒng)3停止工作后，直流供電系統(tǒng)4開(kāi)始供電，蓄電池組6將化 學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，開(kāi)始放電，為整流器8提供直流48V電壓，整流器8 將直流48V電壓轉(zhuǎn)換為直流24V電壓為邊際基站設(shè)備2供電，雖然此時(shí) 整流器提供的直流電壓可能要低于邊際基站設(shè)備直流工作電壓1-1. 5V, 但該直流電壓在允許的范圍內(nèi)，并不影響邊際基站設(shè)備2的正常工作。 此時(shí)，蓄電池組6的放電深度由蓄電池組管理模塊7控制，當(dāng)蓄電池組 的輸出電壓下降到43. 2V即每組蓄電池單元輸出電壓下降到1. 8V時(shí)，蓄 電池組管理才莫塊7自動(dòng)切離邊際站設(shè)備，防止蓄電池組因深度^L電而損 壞，延長(zhǎng)了蓄電池組的使用壽命。
在蓄電池組;故電的過(guò)程中，將儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為48V的直流電， 從空閑狀態(tài)到工作狀態(tài)只有Oms的操作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了無(wú)等待操作時(shí)間， 避免了供電電壓不穩(wěn)造成通信設(shè)備頻繁重啟而導(dǎo)致設(shè)備損壞等情況發(fā) 生。
本實(shí)用新型在保持原邊際基站設(shè)備供電方式不變的情況下，放棄使 用UPS/逆變器等設(shè)備，采用整流器和通信專用的一體化組合開(kāi)關(guān)電源， 另增加一路直流供電方式，由過(guò)去的交流供電改為交直流混合供電方式， 使得在電網(wǎng)諧波污染嚴(yán)重時(shí)仍能在市電狀態(tài)工作，避免頻繁的蓄電池組 供電，保證純正的正弦波電壓輸出給負(fù)載基站，隔離電網(wǎng)中的各種瞬態(tài) 干擾直達(dá)通信設(shè)備，保障設(shè)備安全運(yùn)行。
本實(shí)用新型的邊際基站采用后備式開(kāi)關(guān)電源蓄電池組組配模式，使 整套電源系統(tǒng)高效率運(yùn)行，能量效率轉(zhuǎn)換可達(dá)到98%，并同時(shí)保證通信 設(shè)備的安全；本實(shí)用新型開(kāi)關(guān)電源設(shè)備對(duì)電網(wǎng)呈現(xiàn)純阻性，功率性因數(shù) 為O. 98，不會(huì)產(chǎn)生大量的諧波污染，對(duì)電網(wǎng)沒(méi)有任何的污染。
以上公開(kāi)的僅為本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型 并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)，其特征在于，包括直流供電系統(tǒng)和交流供電系統(tǒng)，所述直流供電系統(tǒng)和交流供電系統(tǒng)并聯(lián)接入邊際基站設(shè)備，用于基站供電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)，其特征在于，所 述直流供電系統(tǒng)包括串聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)電源組件和整流器所述開(kāi)關(guān)電源組件，用于將外界交流電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓供給 所述整流器；所述整流器，用于將所述開(kāi)關(guān)電源組件供給的第一直流電壓轉(zhuǎn)換為 第二直流電壓，供給所述邊際基站設(shè)備。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)，其特征在于，所 述開(kāi)關(guān)電源組件包括串聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)電源、蓄電池組和蓄電池組管理模 塊所述開(kāi)關(guān)電源，用于將所述外界交流電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓供給 所述整流器和所述蓄電池組；所述蓄電池組，用于將所述開(kāi)關(guān)電源提供的所述第 一直流電壓的電 能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)；蓄電池組管理^^莫塊，用于當(dāng)所述蓄電池組供電時(shí)，監(jiān)控并控制所述 蓄電池組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)，其特征在于，所 述蓄電池組管理模塊監(jiān)控并控制所述蓄電池組具體包括所述蓄電池組管理模塊自動(dòng)測(cè)量所述蓄電池組的充;^電電流，控制 所述開(kāi)關(guān)電源對(duì)所述蓄電池組進(jìn)行浮充和均充充電。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)，其特征在于，所 述蓄電池組管理模塊監(jiān)控并控制所述蓄電池組具體還包括當(dāng)所述蓄電池組供電時(shí)，有聲光告警，并根據(jù)負(fù)載的重要程度，將 負(fù)載分兩組切離。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)，其特征在于，所 述兩組切離分別為當(dāng)所述蓄電池組供電電壓低于一次下電電壓時(shí)，發(fā)出聲光告警，并 切斷次要負(fù)載；當(dāng)所述蓄電池組供電電壓低于二次下電電壓時(shí)，發(fā)出聲光告警，并 切斷重要負(fù)載。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2至5中任意一項(xiàng)所述的移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)， 其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電源組件還提供多級(jí)防雷裝置、多路交流輔助輸 出和直流應(yīng)急照明。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2至5中任意一項(xiàng)所述的移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)， 其特征在于，所述外界交流電壓具體為交流220伏，所述第一直流電壓 具體為直流48伏，所述第二直流電壓具體為直流24伏。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)，主要應(yīng)用于移動(dòng)通信領(lǐng)域，包括直流供電系統(tǒng)和交流供電系統(tǒng)，直流供電系統(tǒng)和交流供電系統(tǒng)并聯(lián)接入邊際基站設(shè)備，用于基站供電。本實(shí)用新型的移動(dòng)邊際基站電源系統(tǒng)，提高了移動(dòng)通信邊際基站設(shè)備運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，降低了日常維護(hù)的工作量，同時(shí)最大程度延長(zhǎng)了移動(dòng)通信基站蓄電池組放電時(shí)間和使用壽命。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201312129SQ20082013234
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
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