CN102439835A

CN102439835A - 一种无线分布式基站供电系统

Info

Publication number: CN102439835A
Application number: CN2011800024157A
Authority: CN
Inventors: 唐倬; 曹喜; 莫少勇
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2011-10-09
Filing date: 2011-10-09
Publication date: 2012-05-02
Also published as: WO2012083746A1

Abstract

本发明提供一种无线分布式基站供电系统，涉及无线通信领域，包括：电池、交流到直流的变换器、汇流母线、用于分配电能的配电单元、拉远线缆、以及负载；配电单元包括升压电路和第一开关；电池与变换器通过汇流母线的输入端并联，汇流母线的输出端连接升压电路的输入端，升压电路的输出端连接第一开关的输入端，第一开关的输出端连接拉远线缆的输入端，拉远线缆的输出端连接负载；升压电路具有一升压整定点，当汇流母线的电压高于或等于升压整定点时，升压电路不工作，当其低于升压整定点时，升压电路开始工作。本发明通过上述方案，在电池供电情况下，减小线缆截面和配电单元高度，降低线缆物料成本，提高线缆拉远距离，延长RRU寿命。

Description

一种无线分布式基站供电系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种无线分布式基站供电系统。

背景技术

在无线分布式基站供电系统中，电源需要远距离传输给RRU(Remote Radio Unit，射频拉远单元)，为其供电。

现有的无线分布式基站供电系统包括：电池、交流到直流的变换器、汇流母线、用于分配电能的配电单元、拉远线缆、以及RRU，其中，电池与交流到直流的变换器通过汇流母线的输入端并联，汇流母线的输出端连接配电单元中开关的输入端，开关的输出端连接拉远线缆的输入端，拉远线缆的输出端连接RRU。

在交流电正常的情况下，交流电经过交流到直流的变换器形成-53V直流输出，经过开关和拉远线缆给RRU供电，同时也对电池进行浮充电。当停电后，交流到直流的变换器关闭，由电池放电给RRU进行供电。当电池经过一段时间的放电，电池端输出电压逐渐降低，当电池端电压下降到43V时，系统为保护电池会将电池放电回路切断，停止对RRU供电。

由于汇流母线存在的最低输出电压Ua_MIN为电池下电时的电池端电压43V，而RRU的最低输入电压Ub_MIN为一个固定值，通常为36V，因此，在拉远线缆上允许的最大压降为ΔU_MAX＝Ua-Ub＝7V。以铜质导线为例，R＝2×L/57S＝ΔU×Ub/P。由此可以看出：(1)在拉远距离(L)和RRU功率(P)保持不变情况下，由于电池端输出电压逐渐降低，致使ΔU减小，使得线缆截面变大，物料成本增高，并且，随着线缆截面增大，配电单元的高度尺寸也要增加。(2)在RRU功率(P)保持不变情况下，受最大压降为ΔU_MAX＝7V的限制，线缆的拉远距离(L)也受到限制。(3)由于RRU输入侧存在电解电容，在电池供电情况下电池电压不断变低，拉远线缆上的电流不断增大，而引起线缆上的压降ΔU不断增大，RRU107的工作模式是在不发射功率(静态)和发射功率(动态)之间不停地切换，而且频率较高，导致线缆上的电流不断快速变化，使得拉远线缆上的压降也不断波动，从而在电解电容上造成纹波电流，降低电解电容的寿命和RRU的使用寿命。

针对电池供电情况下，由于电池电压变低引起的线缆截面变大、配电单元高度尺寸增加、线缆拉远距离受到限制、以及RRU寿命降低等问题，现有技术还没有相应的解决方案。

发明内容

为了解决由于电池电压变低引起的的线缆截面变大、配电单元高度尺寸增加、线缆的拉远距离受到限制、以及RRU寿命降低等问题，本发明实施例提供了一种无线分布式基站供电系统。所述技术方案如下：

一种无线分布式基站供电系统，所述系统包括：电池、交流到直流的变换器、汇流母线、用于分配电能的配电单元、拉远线缆、以及负载；所述配电单元包括：升压电路和第一开关；

所述电池与所述交流到直流的变换器通过所述汇流母线的输入端并联，所述汇流母线的输出端连接所述升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接所述第一开关的输入端，所述第一开关的输出端连接所述拉远线缆的输入端，所述拉远线缆的输出端连接所述负载；

所述升压电路具有一升压整定点，当所述汇流母线的电压高于或等于所述升压整定点时，所述升压电路不工作，处于直通状态，当所述汇流母线的电压低于所述升压整定点时，所述升压电路开始工作。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

通过在无线分布式基站供电系统中增加升压电路，当电池电压变低致使汇流母线的电压低于一定值时，升压电路开始工作提高汇流母线的电压到到整定值，从而保证汇流母线的输出电压在任何情况下都不小于系统整定值，减小了线缆截面和配电单元的高度尺寸，降低了线缆的物料成本，提高了线缆的拉远距离，并且延长了RRU寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种无线分布式基站供电系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种无线分布式基站供电系统的另一结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种无线分布式基站供电系统的另一结构示意图；

图4是本发明实施例提供的升压电路和第一开关集成的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，本发明实施例提供了一种无线分布式基站供电系统，该系统包括：电池101、交流到直流的变换器102、汇流母线103、用于分配电能的配电单元104、拉远线缆105、以及负载107；配电单元104包括：升压电路108和第一开关106；电池101与交流到直流的变换器102通过汇流母线103的输入端并联，汇流母线103的输出端连接升压电路108的输入端，升压电路108的输出端连接第一开关106的输入端，第一开关106的输出端连接拉远线缆105的输入端，拉远线缆105的输出端连接负载107；升压电路108具有一升压整定点，当汇流母线103的电压高于或等于升压整定点时，升压电路108不工作，处于直通状态，当汇流母线103的电压低于升压整定点时，升压电路108开始工作。

需要说明的是，当为n个负载供电时，n为≥1自然数，汇流母线103的输出端分配成n个支路，每个支路都包括升压电路、第一开关、拉远线缆、以及负载，每个支路中各部件的连接参见图1。

参见图2，进一步，无线分布式基站供电系统还可以包括：第二开关109，第二开关109与升压电路108并联；当汇流母线103的电压高于或等于升压整定点时，第二开关109闭合，升压电路108不工作，处于直通状态，当汇流母线103的电压低于升压整定点时，第二开关109断开，升压电路108开始工作。

需要说明的是，当为n个负载供电时，n为≥1自然数，汇流母线的输出端分配成n个支路，每个支路都包括升压电路、第一开关、拉远线缆、负载、以及第二开关，每个支路中各部件的连接参见图2。

其中，第一开关106或第二开关109可以是电器件断路器，也可以是MOSFET(Metal OxidSemiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等功率半导体开关元件。

需要说明的是，如果无线分布式基站供电系统有n个支路，对于图1所示的实施例，则每一支路中都包括一第一开关106，每一支路i中的第一开关106表示为QFi，例如，第1支路的第一开关106表示为QF1，第n支路的第一开关106表示为QFn。如果无线分布式基站供电系统有n个支路，对于图2所示的实施例，则每一支路中都包括一第一开关106和一第二开关109，每一支路i中的第一开关106表示为QFi，每一支路i中的第二开关109表示为Si，例如，第1支路的第二开关109表示为S1，第n支路的第二开关109表示为Sn。

其中，负载107可以为射频拉远单元RRU，RRU的输入侧连接一电解电容。需要说明的是，如果无线分布式基站供电系统有n个支路，也即有n个RRU(即RRU1、RRU2、…、RRUn)，则相应有n个电解电容(C-1、C-2、…、C-n)。

其中，升压电路108可以是BOOST、BUCK-BOOST、CUK等具有升压功能的电路，本实施例并不限定其具体的实现电路。当升压电路108为BOOST电路时，升压电路108由电感L、第一MOSFET管Q、第一二极管D、以及第一电容C组成；电感L的一端与第一MOSFET管Q的源极相连，电感L的另一端为升压电路108的负极输入端，第一MOSFET管Q的源极为升压电路108的正极输入端，第一MOSFET管Q的源极与第一二极管D的负极相连，第一MOSFET管Q的漏极与第一电容C的一端相连，第一电容C的另一端与第一二极管D的正极相连，第一电容C的两端为升压电路108的输出端。

需要说明的是，如果无线分布式基站供电系统有n个支路，则每一支路中都包括一升压电路108，每一支路i中的升压电路108的组成表示为电感Li、第一MOSFET管Qi、第一二极管Di、以及第一电容Ci，例如，对于第1支路，升压电路108的组成表示为电感L1、第一MOSFET管Q1、第一二极管D1、以及第一电容C1，对于第n支路，升压电路108的组成表示为电感Ln、第一MOSFET管Qn、第一二极管Dn、以及第一电容Cn。

根据负载107和升压电路108结构的描述，无线分布式基站供电系统的具体结构参见图3。需要说明的是，图3示出了n个支路。

进一步的，升压电路108与第一开关106的组合形态还可以包括：第二电容C’、第二二极管D’、以及压敏电阻RV；以第一开关106为一第二MOSFET管Q’为例，升压电路108和第一开关106集成的电路结构参见图4：第二电容C’的一端与第二二极管D’的负极相连，第二电容C’的另一端与第二MOSFET管Q’的源极相连，第二MOSFET管Q’的漏极与第二二极管D’正极相连，第二二极管D’的负极与升压电路108的正极输入端相连，第二二极管D’的正极与升压电路108的负极输入端相连，升压电路108的输出端与压敏电阻RV相连。

本实施例通过升压电路，配电单元的最低输出电压Uc被大幅提升，允许在拉远线缆上的最大压降为ΔU＝Uc_MIN-Ub_MIN也大大增加，以铜质导线为例，R＝2×L/57S＝ΔU×Ub/P，由此可见：(1)在拉远距离(L)和RRU功率(P)保持不变的情况下，ΔU增加可使电缆截面积(S)减少，配电单元的高度尺寸也相应减小，从而节省大量的物料成本。(2)在电缆截面积(S)和RRU功率(P)保持不变的情况下，ΔU增加可使电缆的拉远距离(L)增加，提高了线缆的拉远距离。(3)由于配电单元的最低输出电压Uc被大幅提升，RRU输入电压Ub也被大幅提升，在拉远距离(L)、电缆截面积(S)和RRU功率(P)不变情况下，ΔU变小，使得RRU在切换工作模式时拉远线缆上的电压波动也变小，从而减少流入电解电容的纹波电流，提高了电解电容的寿命，相应的提高了RRU的使用寿命。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无线分布式基站供电系统，其特征在于，所述系统包括：电池、交流到直流的变换器、汇流母线、用于分配电能的配电单元、拉远线缆、以及负载；所述配电单元包括：升压电路和第一开关；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述配电单元还包括：第二开关，所述第二开关与所述升压电路并联；

当所述汇流母线的电压高于或等于所述升压整定点时，所述第二开关闭合，当所述汇流母线的电压低于所述升压整定点时，所述第二开关断开。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述升压电路由电感L、第一MOSFET管、第一二极管、以及第一电容组成；

所述电感L的一端与所述第一MOSFET管的源极相连，所述电感L的另一端为所述升压电路的负极输入端，所述第一MOSFET管的源极为所述升压电路的正极输入端，所述第一MOSFET管的源极与所述第一二极管的负极相连，所述第一MOSFET管的漏极与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的另一端与所述第一二极管的正极相连，所述第一电容的两端为所述升压电路的输出端。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一开关为一第二MOSFET管，所述系统还包括：第二电容、第二二极管、以及压敏电阻；

所述第二电容的一端与所述第二二极管的负极相连，所述第二电容的另一端与所述第二MOSFET管的源极相连，所述第二MOSFET管的漏极与所述第二二极管正极相连，第二二极管的负极与所述升压电路的正极输入端相连，所述第二二极管的正极与所述升压电路的负极输入端相连，所述升压电路的输出端与所述压敏电阻相连。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述负载为射频拉远单元，所述射频拉远单元的输入侧连接一电解电容。