本發(fā)明涉及智能控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于移動(dòng)通信基站電源管理系統(tǒng)中，提高移動(dòng)通信基站電源的運(yùn)行效率、延長壽命的基站電源節(jié)能控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前，大多數(shù)移動(dòng)基站通信設(shè)備采用開關(guān)電源直流供電方式，出于對(duì)通信電源系統(tǒng)的安全、可靠性考慮，移動(dòng)通信基站的開關(guān)電源系統(tǒng)容量配置大部分采用n+1冗余配置原則，即要保證負(fù)載供電需求又要保證蓄電池的充電需求，然而，因?yàn)樾铍姵爻潆?均衡充電)的時(shí)間占整個(gè)運(yùn)行時(shí)間的比例較小，絕大部分時(shí)間整流模塊是處于浮充供電狀態(tài)，單個(gè)整流模塊的輸出電流較小，負(fù)載率低，其自身能耗比例增大，造成較大的能源浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，避免在基站電源運(yùn)行過程中造成大量的能源浪費(fèi)，而提供了一種基站電源節(jié)能控制裝置及方法，本發(fā)明通過分析電源系統(tǒng)內(nèi)整流模塊的耗能模式，降低系統(tǒng)的損耗達(dá)到節(jié)能的目的，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)更優(yōu)良，從而延長各單元的使用壽命。

本發(fā)明的目的是通過如下措施來實(shí)現(xiàn)的：一種基站電源節(jié)能控制裝置，包括智能控制單元、交流供電信息采集及控制單元、直流負(fù)載信息采集單元、安全保障單元、電源單元、狀態(tài)指示單元、通信接口單元；

所述的交流供電信息采集及控制單元與智能控制單元及外部的受控交流電路連接，交流供電信息采集及控制單元用于實(shí)現(xiàn)交流信息采集后傳送給智能控制單元，智能控制單元分析處理做出判斷后，發(fā)送控制命令給交流供電信息采集及控制單元實(shí)現(xiàn)交流電路的通斷控制；

所述的安全保障單元與智能控制單元、交流供電信息采集及控制單元連接，用于偵測裝置系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、電源電壓信息，當(dāng)所述的裝置發(fā)生異常時(shí)向交流供電信息采集及控制單元發(fā)送繼電器閉合控制命令；

所述的直流負(fù)載信息采集單元與智能控制單元連接，直流負(fù)載信息采集單元將直流電流數(shù)據(jù)發(fā)送給智能控制單元，作為其數(shù)據(jù)分析的依據(jù)；

所述的狀態(tài)指示單元與智能控制單元連接，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行指示以及受控交流模塊的工作狀態(tài)的指示；

所述的通信接口單元與智能控制單元連接，用于實(shí)現(xiàn)上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)的通信；

所述的電源單元用于實(shí)現(xiàn)高低壓溢出保護(hù)功能和輸入電壓到板載使用電壓的轉(zhuǎn)換以及提供電源，所述的電源單元與各單元均有連接。

優(yōu)選的，所述的交流供電信息采集及控制單元是通過交流互感器采集信息和繼電器電路來控制通路，實(shí)現(xiàn)裝置的交流供電模塊的狀態(tài)信息采集和通斷控制功能。

優(yōu)選的，所述的安全保障單元是以邏輯組合電路實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器電路控制，確保繼電器在系統(tǒng)故障和系統(tǒng)斷電異常情況下實(shí)現(xiàn)所控通路閉合。

優(yōu)選的，所述的直流負(fù)載信息采集單元是以直流霍爾互感器為主，結(jié)合直流電壓信號(hào)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)直流負(fù)載信息采集功能。

優(yōu)選的，所述的狀態(tài)指示單元通過三色led指示燈指示系統(tǒng)狀態(tài)和受控交流模塊的工作狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述的通信接口單元具有干節(jié)點(diǎn)報(bào)警輸出接口和485通信接口，實(shí)現(xiàn)與上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)通信功能。

上述的一種基站電源節(jié)能控制裝置的控制方法，所述的控制方法是基于智能控制單元運(yùn)行，且控制方法包含7個(gè)軟件功能模塊：系統(tǒng)狀態(tài)初始化模塊、電源整流模塊開啟及檢測模塊、電源整流模塊功率差異判斷模塊、故障狀態(tài)處理模塊、電源整流模塊開啟數(shù)量調(diào)整模塊、輪休單周期電源整流模塊替換調(diào)整模塊、通信模塊；操作步驟如下：

第一步，系統(tǒng)運(yùn)行，系統(tǒng)狀態(tài)初始化模塊對(duì)初始狀態(tài)進(jìn)行檢測和參數(shù)設(shè)定，確定所控制的交流電源整流模塊的數(shù)量和負(fù)載信息，電源整流模塊開啟及檢測模塊讀取基站電源系統(tǒng)總的直流負(fù)載信息；

第二步，所述的電源整流模塊功率差異判斷模塊計(jì)算分析各交流電源整流模塊輸入功率的差異情況，如果各模塊間差異小于等于20%，電源整流模塊開啟數(shù)量調(diào)整模塊依據(jù)總電流調(diào)整各個(gè)電源整流模塊的負(fù)載電流，使得負(fù)載控制在40%--80%之間，要保證最少工作模塊數(shù)量不小于2，工作模塊數(shù)量確定后，進(jìn)入輪休周期，如果高于80%，則開啟一個(gè)休息狀態(tài)最久的一個(gè)電源整流模塊，如果低于40%，則關(guān)閉一個(gè)工作時(shí)間最長的一個(gè)電源整流模塊；

第三步，在輪休周期內(nèi)，電源整流模塊開啟數(shù)量調(diào)整模塊根據(jù)負(fù)載電流變化情況調(diào)整工作模塊數(shù)量；所述的故障狀態(tài)處理模塊檢測系統(tǒng)運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)異常后及時(shí)退出輪休模式，開通各電源整流模塊；所述的通信模塊實(shí)現(xiàn)將上級(jí)監(jiān)控軟件的查詢信息上傳和報(bào)警信息輸出；

第四步，輪休周期結(jié)束，所述的輪休單周期電源整流模塊替換調(diào)整模塊根據(jù)工作時(shí)長和輪休周期進(jìn)行模塊間的替換調(diào)整。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過各個(gè)單元的連接與控制的方法，可以實(shí)現(xiàn)基站電源系統(tǒng)電源整流模塊工作效率最佳，能耗降低。通過合理的調(diào)休方式，使得電源整流模塊工作周期得到合理調(diào)配，降低了設(shè)備故障率，延長了設(shè)備正常使用時(shí)間，通過分析電源系統(tǒng)內(nèi)整流模塊的耗能模式，從其帶載損耗和空載損耗兩個(gè)方面，可以通過“軟開關(guān)”技術(shù)實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源整流模塊智能休眠調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)的帶載損耗和空載損耗，達(dá)到節(jié)能的目的，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)更優(yōu)良，從而延長各單元的使用壽命。

附圖說明

圖1為一種電源節(jié)能控制裝置的構(gòu)成圖。

圖2-1為智能控制單元電路示意圖。

圖2-2為交流供電信息采集及控制單元電路示意圖。

圖2-3為直流負(fù)載信息采集單元電路示意圖。

圖2-4為安全保障單元電路示意圖。

圖2-5為電源單元電路示意圖。

圖2-6為狀態(tài)指示單元。

圖2-7通信單元電路示意圖。

圖3為智能控制單元的軟件控制方法示意圖。

圖中：11-智能控制單元，12-交流供電信息采集及控制單元，13-直流負(fù)載信息采集單元，14-安全保障單元，15-電源單元，16-狀態(tài)指示單元，17-通信接口單元；31-系統(tǒng)狀態(tài)初始化模塊，32-電源整流模塊開啟及檢測模塊，33-電源整流模塊功率差異判斷模塊，34-故障狀態(tài)處理模塊，35-電源整流模塊開啟數(shù)量調(diào)整模塊，36-輪休單周期電源整流模塊替換調(diào)整模塊，37-通信模塊。

具體實(shí)施方式

為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

實(shí)施例1：如圖1所示，一種基站電源節(jié)能控制裝置，包括智能控制單元1、交流供電信息采集及控制單元2、直流負(fù)載信息采集單元3、安全保障單元4、電源單元5、狀態(tài)指示單元6、通信接口單元7；智能控制單元與交流供電信息采集及控制單元連接，智能控制單元與安全保障單元連接，安全保障電路與交流供電信息采集及控制單元連接，直流負(fù)載信息采集單元與智能控制單元連接，智能控制單元與狀態(tài)指示單元連接，智能控制單元與通信接口單元連接。

如圖2-1智能控制單元，由智能控制電路構(gòu)成，以cpu為中心，連接報(bào)警接口、通信接口、控制輸出電路、狀態(tài)指示輸出接口，直流信號(hào)a/d電路、交流信號(hào)a/d電路將信號(hào)傳遞給cpu，cpu進(jìn)行運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)裝置的系統(tǒng)狀態(tài)分析和控制功能。

如圖2-2交流供電信息采集及控制單元，由交流供電信息采集及控制電路構(gòu)成，交流供電信息采集及控制電路能夠控制多路交流通路,交流供電信息采集及控制電路是通過交流互感器采集信息傳達(dá)給信號(hào)處理電路，最終通過繼電器電路來控制通路，實(shí)現(xiàn)該裝置的交流供電模塊的狀態(tài)信息采集和通斷控制功能，信號(hào)處理電路有信號(hào)輸入接口和信號(hào)輸出接口。

如圖2-3，直流負(fù)載信息采集單元,由直流負(fù)載信息采集電路構(gòu)成，直流負(fù)載信息采集電路是以直流霍爾互感器為主，結(jié)合直流電壓信號(hào)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)直流負(fù)載信息采集功能。

如圖2-4，安全保障單元，由安全保障電路構(gòu)成，安全保障電路具有系統(tǒng)斷電、運(yùn)行異常時(shí)閉合所控繼電器功能，安全保障電路是以邏輯組合電路實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器電路控制，確保繼電器在系統(tǒng)故障和系統(tǒng)斷電等異常情況下實(shí)現(xiàn)所控通路閉合，繼電器控制輸出接口接收來自系統(tǒng)異常檢測電路和端點(diǎn)檢測電路發(fā)來的信號(hào)。

如圖2-5，電源單元，由電源電路構(gòu)成，電源輸入保護(hù)電路連接電壓檢測電路、dc-dc轉(zhuǎn)換電路，電源電路實(shí)現(xiàn)高低壓溢出保護(hù)功能和輸入電壓到板載使用電壓的轉(zhuǎn)換；電源電路能夠在輸入電壓范圍dc-29v~dc-61v發(fā)生溢出時(shí)對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)的功能。

如圖2-6，狀態(tài)指示單元，由狀態(tài)指示電路構(gòu)成，指示燈電路連接指示燈譯碼電路，最終將信號(hào)傳達(dá)給三色指示燈進(jìn)行顯示，三色led指示燈指示系統(tǒng)狀態(tài)和受控交流模塊的工作狀態(tài)。

如圖2-7，通信接口單元，由通信接口電路構(gòu)成，通信接口電路具有干節(jié)點(diǎn)報(bào)警輸出接口和485通信接口，實(shí)現(xiàn)與上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)通信功能。

智能控制電路是基站電源控制的核心，直流負(fù)載變化信息通過直流負(fù)載信息采集電路獲取傳送到智能控制電路，智能控制電路對(duì)直流負(fù)載信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合獲取的交流負(fù)載信息進(jìn)行綜合判斷，智能控制電路將控制命令發(fā)送到交流供電信息采集及控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)電源整流模塊交流供電的控制，同時(shí)交流供電信息采集及控制電路將采集到的交流負(fù)載數(shù)據(jù)發(fā)送到智能控制電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源整流模塊運(yùn)行信息的判斷。安全保障電路主要實(shí)現(xiàn)對(duì)停電、系統(tǒng)故障、硬件故障等信息的判斷，能夠及時(shí)對(duì)交流供電信息采集及控制電路發(fā)送接通命令，保障意外發(fā)生時(shí)所控電源整流模塊是處于工作狀態(tài)。電源電路實(shí)現(xiàn)電壓范圍溢出保護(hù)功能和寬電壓范圍輸入到+5v、+3.3v的轉(zhuǎn)換，為其他各部分供電。狀態(tài)指示電路受控于智能控制電路，功能是顯示系統(tǒng)狀態(tài)和控制的電源整流模塊的工作狀態(tài)。通信接口電路連接到智能控制電路，實(shí)現(xiàn)報(bào)警輸出和上級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)通信功能。

如圖3所示，基站電源節(jié)能控制裝置的控制方法，該方法是基于智能控制單元運(yùn)行，控制方法包含7個(gè)軟件功能模塊，包括系統(tǒng)狀態(tài)初始化模塊31、電源整流模塊開啟及檢測模塊32、電源整流模塊功率差異判斷模塊33、故障狀態(tài)處理模塊34、電源整流模塊開啟數(shù)量調(diào)整模塊35、輪休單周期電源整流模塊替換調(diào)整模塊36和通信模塊37。系統(tǒng)狀態(tài)初始化模塊31對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，判定連接的電源整流模塊數(shù)量信息，電源整流模塊開啟及檢測模塊32將電源整流模塊開啟并讀取其輸入功率數(shù)據(jù)，電源整流模塊功率差異判斷模塊33判斷開啟各個(gè)電源整流模塊間的功率差異情況，在功率差異小于20%情況下，電源整流模塊開啟數(shù)量調(diào)整模塊35依據(jù)總電流調(diào)整各個(gè)電源整流模塊的負(fù)載電流，使得負(fù)載控制在40%--80%之間。如果高于80%，則開啟一個(gè)休息狀態(tài)最久的一個(gè)電源整流模塊；如果低于40%，則關(guān)閉一個(gè)工作時(shí)間最長的一個(gè)電源整流模塊，單是要保證最少工作模塊數(shù)量不小于2。電源整流模塊設(shè)置合理后，系統(tǒng)進(jìn)入輪休周期，輪休周期內(nèi)判斷輸出總負(fù)載變化情況和電源整流模塊輸入功率變化情況，以能夠及時(shí)調(diào)整電源系統(tǒng)適配情況。同時(shí)通信模塊37偵測通信端口，應(yīng)答數(shù)據(jù)輪詢信息。輪休周期結(jié)束后，輪休單周期電源整流模塊替換調(diào)整模塊36將依據(jù)電源整流模塊工作狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行輪休調(diào)整。以上過程中如果有異常情況發(fā)生則進(jìn)入故障狀態(tài)處理模塊34，故障處理措施是退出輪休機(jī)制，開啟所有電源整流模塊一個(gè)輪休周期，在下一周期再進(jìn)入輪休模式。