CN110266103B - 一种5g通信电源系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种5G通信电源系统及其控制方法，包括有5G电源系统本地局端、5G电源系统远端、反馈环路检测线路；所述5G电源系统本地局端包括有反馈环路局端天线和5G电源系统，所述5G电源系统远端包括有反馈环路远端天线和反馈环路远端模块；所述反馈环路局端天线与5G电源系统电连接，5G电源系统通过反馈环路检测线路与反馈环路远端模块电连接，反馈环路远端模块与反馈环路远端天线电连接，反馈环路远端天线与反馈环路局端天线通讯连接。本技术方案能够使得输出电压自适应远端塔上主设备的供电电压范围，也可以手动调高电压值使输出电压适应远端塔上主设备的供电电压范围，减小线路电流，降低线路损耗，提高站点整体效率，节能减排。
Description
技术领域
本发明涉及通信电源领域，具体的，涉及一种5G通信电源系统及其控制方法。
背景技术
通信电源是整个通信网络的关键设备，通信电源决定了通信网络的是否能够正常运行。5G网络速度远高于4G和3G网络，5G网络速度远快于4G网络和3G网络，对带宽、低时延等的要求越高，5G站点部署也将越密集，这将给移动通信设备供备电生态带来巨大的挑战，5G网络设备供备电方案要求对通信电源系统有了全新的定义与需求，需要研发能够满足5G基站供备电方案来适应对于网络便捷性、安全性、供备电可靠性的5G时代要求，解决移动通信进入5G时代的高功耗、高密集站点部署、高线路损耗等问题，克服5G站点设备功耗带来了的通信电源系统五大挑战：
1、站点设备功耗5G为2倍的4G，设备功耗的增加将使损耗成本增加；
2、传统DC-48V上塔拉远线损普遍高于20％，系统能耗增大，线路损耗成本增加；
3、交直流配电容量不满足存量站点5G容量需求，需改造；
4、热耗翻倍增长，室外站点温控无扩容能力；
5、杆站部署主要聚焦城区热点覆盖、拉远场景，杆站站址获取难，供备电成本高。
发明内容
本发明的目是解决5G技术发展导致的5G电源系统功耗高，从而引起线损大、线路压降大、远端站点设备输入电压无法满足供电要求等一系列问题，提出了一种5G通信电源系统及其控制方法，本技术方案可以任意拉远电源系统远端，输出电压通过无线控制与补偿环路智能调节，在远端无线主设备的供电输入端口可获得通信设备要求范围内的供电电压，能够使得输出电压自适应远端塔上主设备的供电电压范围，也可以手动调高电压值使输出电压适应远端塔上主设备的供电电压范围，减小线路电流，降低线路损耗，提高站点整体效率，节能减排。
为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种5G通信电源系统，包括有5G电源系统本地局端、5G电源系统远端、反馈环路检测线路；所述5G电源系统本地局端包括有反馈环路局端天线和5G电源系统，所述5G电源系统远端包括有反馈环路远端天线和反馈环路远端模块；所述反馈环路局端天线与5G电源系统电连接，5G电源系统通过反馈环路检测线路与反馈环路远端模块电连接，反馈环路远端模块与反馈环路远端天线电连接，反馈环路远端天线与反馈环路局端天线通讯连接。本方案中，5G电源本地局端通过环路主动获取电源通讯远端主设备信息，5G电源系统远端经过运算得到主设备调压信息，通过天线传输给5G电源本地局端，5G局端通过对整流模块和电池调压模块进行控制，5G电源系统本地局端按调压后的参数稳定输出，完成智能无线控制与补偿环路的整个功能。
所述的5G电源系统本地局端还包括有机柜、电池组、电池调压模块；所述机柜从下往上依次设置有电池组插箱、电池调压模块插箱、5G电源系统插箱；所述电池组放置电池组插箱内，所述电压调压模块放置在电池调压模块插箱内，所述5G电池系统放置在5G电池组系统插箱内，所述电池组与电池调压模块电连接，所述电池调压模块与5G电源系统电连接。本方案中，所述的电池组、电池调压模块以及5G电源系统均设置在机柜的对应插箱内，方便电路的连接和控制。
所述的电池组包括有锂电池组或铅酸电池组的一种或几种组合。本方案中，根据DC-48V输出电压进行配置，输出电压不可调。
所述的5G电源系统包括有配电单元、监控单元以及整流模块，所述监控单元的输入端与反馈环路局端天线电连接，所述配电单元的输入端与监控单元电连接，所述整流模块的输入端与监控单元的输出端电连接，所述电池调压模块的输入端与监控单元的输出端电连接，所述整流模块的输出端配电单元电连接，所述电池调压模块的输出端与配电单元电连接，所述配电单元通过反馈环路检测线路与反馈环路远端模块电连接。本方案中，监控单元可发出获取远端载荷信息的检测信号控制指令，接收远端载荷信息并发送调压控制指令，以及有传统通信电源监控单元的所有功能；监控单元将控制局端电源系统发出获取远载荷信息的检测信号，然后由远端反馈与补偿信息处理模块启动载荷检测，并将载荷信息通过无线(包括GPS、GPRS等)反馈回监控单元；监控单元通过无线(包括GPS、GPRS等)接收相关载荷信息(如无线主设备RRU、AAU等设备型号规格、其供电输入端口的供电电压、电流参数等)，并通过预设的算法发局端电源系统的输出电压值、浮充与均充电压值、充电电流限制值、多次下电电压值、电池调压模块输入输出电压值等调整指令，使在远端无线主设备如RRU、AAU等设备供电输入端口可获得标准规范范围内的通信设备供电电压(如48V范围是40-57V)；监控单元有手动与自动两个调压模式；监控单元可通过app连接查看实时界面、通过超级用户进行参数手动设置及控制。监控单元可连接到FSU，与现有FSU协议无缝对接；整流模块与传统的通信电源系统功能、性能基本一致，可调电压范围变宽，如48V模块为40-72V，HVDC模块为200-400V等；配电单元局按调压后的参数稳定输出，完成智能无线控制与补偿环路的整个功能。
所述的5G电源系统远端还包括有存储远端主设备信息的远端主设备资产信息模块，所述远端主设备资产信息模块与反馈环路远端模块电连接。本方案中，远端主设备资产信息模块可集成于远端主设备中，或者集成于反馈环路远端模块中，可与反馈环路远端模块进行通信，可以连接到移动终端app，并可通过app超级用户进行参数设置、实时监测。
所述的反馈环路远端模块与移动终端app通讯连接，并可通过app超级用户进行参数设置、实时监测。
所述的远端主设备资产信息模块集成于远端主设备中或者集成于反馈环路远端模块中，远端主设备资产信息模块与移动终端app通讯连接，并可通过app超级用户进行参数设置、实时监测。
一种控制方法适用于一种5G通信电源系统包括，如下步骤：
A1：5G电源系统初始化设置；对监控单元进行调压模式、局端到远端的线路线径及长度、远端设备规格型号等信息进行设置；
A2：5G电源系统发出远端主设备载荷检测信号指令；监控单元控制整流模块、配电单元通过反馈环路检测线路发出远端主设备载荷检测信号指令；
A3：反馈环路远端模块采集远端主设备资产信息模块存储的设备信息，启动远端主设备测试负载；电源系统远端收到远端设备载荷检测信号后，开始读取远端主设备的规格型号等资产信息、启动远端主设备测试负载；
A4：5G电源系统远端对其载荷进行运算处理成调压所需的信息，并将其通过反馈环路远端天线发送到5G电源系统本地局端；判断：如果监控单元检测到远端负载，转到步骤A5；否则，转到步骤A2；
A5：5G电源系统本地局端通过反馈环路局端天线接收到5G电源系统远端发来的调压所需的信息，并送到监控单元；
A6：监控单元对调压所需的信息进行运算处理；判断：如果远端反馈回的负载输入端电压在标准范围内，转到步骤A7；否则，转到步骤A3；
A7：监控单元发送调压指令到整流模块与电池调压模块；整流模块与电池调压模块完成调压，5G电源系统本地局按调压后的参数稳定输出，完成智能无线控制与补偿环路的整个功能。
本发明的有益效果：1、降低在5G主设备功耗大情况下的线路损耗，减少运营成本；
2、输出电压自适应远端塔上主设备的供电电压范围，也可以手动调高电压值使输出电压适应远端塔上主设备的供电电压范围，减小线路电流，降低线路损耗，提高站点整体效率，节能减排；
3、可在存量传统DC-48V通信电源基础上改造监控单元、新增电池调压模块、新增远端模块，以满足部分升压场景，解决5G移动通信基站的拉远上塔供电电压不足问题，解决存量新增5G业务电缆线径与压降不满足需求的难题；4、库存传统DC-48V通信电源也可通过改造实现线路损耗降低，提高站点整体效率，避免库存物资呆滞，节省投资。
附图说明
图1为一种5G通信电源系统的结构图。
图2为一种5G通信电源系统的结构示意图。
图3为一种5G通信电源系统及其控制方法的方法流程图。
图中标记说明：1-5G电源系统、2-电池调压模块、3-电池组、4-反馈环路局端天线、5-反馈环路检测线路；6-反馈环路远端模块，7-反馈环路远端天线，8-远端主设备资产信息模块、9-机柜、11-配电单元、12-监控单元、13-整流模块、31-锂电池组、32-铅酸电池组。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：如图1所示，一种5G通信电源系统的结构图，5G电源系统本地局端与5G电源系统远端通过反馈环路检测线路5电连接，5G电源系统本地局端设置有反馈环路局端天线4，5G电源系统远端设置有反馈环路远端天线7，5G电源系统本地局端与5G电源系统远端通过天线通讯连接；5G电源系统本地局端设置有机柜9，机柜9从下往上依次设置有电池组插箱、电池调压模块插箱、5G电源系统插箱；5G电池系统放置在5G电池系统插箱内，电池组3放置电池组插箱内，电池调压模块2放置在电池调压模块插箱内；5G电源系统1由配电单元11、监控单元12以及整流模块13组成，监控单元12的输入端与反馈环路局端天线4电连接，配电单元11的输入端与监控单元12电连接，整流模块13的输入端与监控单元12的输出端电连接，电池调压模块2的输入端与监控单元12的输出端电连接，整流模块13的输出端配电单元11电连接，电池调压模块2的输出端与配电单元11电连接，所述配电单元11通过反馈环路检测线路5与反馈环路远端模块6电连接。
如图2所示，为一种5G通信电源系统的结构示意图，监控单元12可发出获取远端载荷信息的检测信号控制指令，接收远端载荷信息并发送调压控制指令，以及有传统通信电源监控单元12的所有功能；监控单元12将控制局端电源系统发出获取远载荷信息的检测信号，然后由远端反馈与补偿信息处理模块启动载荷检测，并将载荷信息通过无线(包括GPS、GPRS等)反馈回监控单元12；监控单元12通过无线(包括GPS、GPRS等)接收相关载荷信息(如无线主设备RRU、AAU等设备型号规格、其供电输入端口的供电电压、电流参数等)，并通过预设的算法发局端电源系统的输出电压值、浮充与均充电压值、充电电流限制值、多次下电电压值、电池调压模块2输入输出电压值等调整指令，使在远端无线主设备如RRU、AAU等设备供电输入端口可获得标准规范范围内的通信设备供电电压(如48V范围是40-57V)；监控单元12有手动与自动两个调压模式；监控单元12可通过app连接查看实时界面、通过超级用户进行参数手动设置及控制。监控单元12可连接到FSU，与现有FSU协议无缝对接；整流模块13与传统的通信电源系统功能、性能基本一致，可调电压范围变宽，如48V模块为40-72V，HVDC模块为200-400V等；配电单元11局按调压后的参数稳定输出，完成智能无线控制与补偿环路的整个功能。
电池组3由锂电池组31或铅酸电池组32的一种或几种组合而成，根据DC-48V输出电压进行配置，输出电压不可调。
5G电源系统远端由远端主设备资产信息模块8、反馈环路远端模块6、反馈环路远端天线7组成，远端主设备资产信息模块8存储有远端主设备信息，远端主设备资产信息模块8与反馈环路远端模块6电连接。远端主设备资产信息模块8可集成于远端主设备中，或者集成于反馈环路远端模块6中，可与反馈环路远端模块6进行通信，可以连接到移动终端app，并可通过app超级用户进行参数设置、实时监测；反馈环路远端模块6与移动终端app通讯连接，并可通过app超级用户进行参数设置、实时监测。
如图3所示，为一种5G通信电源系统及其控制方法的方法流程图，包括如下步骤：
A1：5G电源系统1初始化设置；对监控单元12进行调压模式、局端到远端的线路线径及长度、远端设备规格型号等信息进行设置；
A2：5G电源系统1发出远端主设备载荷检测信号指令；监控单元12控制整流模块13、配电单元11通过反馈环路检测线路5发出远端主设备载荷检测信号指令；
A3：反馈环路远端模块6采集远端主设备资产信息模块8存储的设备信息，启动远端主设备测试负载；电源系统远端收到远端设备载荷检测信号后，开始读取远端主设备的规格型号等资产信息、启动远端主设备测试负载；
A4：5G电源系统远端对其载荷进行运算处理成调压所需的信息，并将其通过反馈环路远端天线7发送到5G电源系统本地局端；判断：如果监控单元12检测到远端负载，转到步骤A5；否则，转到步骤A2；
A5：5G电源系统本地局端通过反馈环路局端天线4接收到5G电源系统远端发来的调压所需的信息，并送到监控单元12；
A6：监控单元12对调压所需的信息进行运算处理；判断：如果远端反馈回的负载输入端电压在标准范围内，转到步骤A7；否则，转到步骤A3；
A7：监控单元12发送调压指令到整流模块13与电池调压模块2；整流模块13与电池调压模块2完成调压，配电单元11按调压后的参数稳定输出，完成智能无线控制与补偿环路的整个功能。
具体的调压过程如下：
B1：Vbst＝I*R+Vo，R＝p*L/S，其中Vbst为本地监控计算出来的调整电压、I为线路电流、R为线路阻抗、p为线路导线电阻率、L为线路长度、S为线路导线截面积、Vo为反馈环路远端输入电压即负载输入端电压；
B2：检测信号发出，远端负载未加载前，只启动远端模块：I很小，Vbst＝Vi，Vi约等于Vo；
B3、检测信号发出，远端负载加70％假负载后：Vbst＝I*R+Vo，其中R＝p*L/S，p、L、S为本地局端监控单元12中设置，R为本地局端监控单元12进行计算，Vo、I为远端模块检测与计算后反馈给本地局端监控单元12也可以为本地局端根据远端反馈的负载信息进行自动设置或手动设置，计算出调整电压Vbst；
B4、Vref为本地局端监控单元12设置的远端负载工作额定电压，反馈回来的Vo与Vref进行比较、计算出来的Vbst与Vi进行比较，然后根据比较结果进行调整输出电压，将输出电压实施调整为Vi；
B5、此后将间隔一定时间循环进行动态读取、检测、调整。
以上所述之具体实施方式为本发明一种5G通信电源系统及其控制方法的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种5G通信电源系统，其特征在于：包括有5G电源系统本地局端、5G电源系统远端、反馈环路检测线路；所述5G电源系统本地局端包括有反馈环路局端天线和5G电源系统，所述5G电源系统远端包括有反馈环路远端天线和反馈环路远端模块；所述反馈环路局端天线与5G电源系统电连接，5G电源系统通过反馈环路检测线路与反馈环路远端模块电连接，反馈环路远端模块与反馈环路远端天线电连接，反馈环路远端天线与反馈环路局端天线通讯连接；所述的5G电源系统包括有配电单元、监控单元、电池调压模块以及整流模块，所述监控单元的输入端与反馈环路局端天线电连接，所述配电单元的输入端与监控单元电连接，所述整流模块的输入端与监控单元的输出端电连接，所述电池调压模块的输入端与监控单元的输出端电连接，所述整流模块的输出端配电单元电连接，所述电池调压模块的输出端与配电单元电连接，所述配电单元通过反馈环路检测线路与反馈环路远端模块电连接；5G通信电源系统的控制方法包括如下步骤：
A1：5G电源系统初始化设置；对监控单元进行调压模式、局端到远端的线路线径及长度、远端主设备规格型号进行设置；
A2：5G电源系统发出远端主设备载荷检测信号指令；监控单元控制整流模块、配电单元通过反馈环路检测线路发出远端主设备载荷检测信号指令；
A3：反馈环路远端模块采集远端主设备资产信息模块存储的设备信息，启动远端主设备测试负载；5G电源系统远端收到远端主设备载荷检测信号后，开始读取远端主设备的资产信息，启动远端主设备测试负载，其中资产信息包括规格型号；
A4：5G电源系统远端对其载荷进行运算处理成调压所需的信息，并将其通过反馈环路远端天线发送到5G电源系统本地局端；判断：如果监控单元检测到远端负载，转到步骤A5；否则，转到步骤A2；
A5：5G电源系统本地局端通过反馈环路局端天线接收到5G电源系统远端发来的调压所需的信息，并送到监控单元；
A6：监控单元对调压所需的信息进行运算处理；判断：如果远端反馈回的负载输入端电压在标准范围内，转到步骤A7；否则，转到步骤A3；
A7：监控单元发送调压指令到整流模块与电池调压模块；整流模块与电池调压模块完成调压，5G电源系统本地局端按调压后的参数稳定输出，完成智能无线控制与补偿环路的整个功能。
2.根据权利要求1所述的一种5G通信电源系统，其特征在于：所述的5G电源系统本地局端还包括有机柜、电池组、电池调压模块；所述机柜从下往上依次设置有电池组插箱、电池调压模块插箱、5G电源系统插箱；所述电池组放置电池组插箱内，所述电池调压模块放置在电池调压模块插箱内，所述5G电源系统放置在5G电源系统插箱内，所述电池组与电池调压模块电连接，所述电池调压模块与5G电源系统电连接。
3.根据权利要求2所述的一种5G通信电源系统，其特征在于：所述的电池组包括有锂电池组或铅酸电池组的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的一种5G通信电源系统，其特征在于：所述的5G电源系统远端还包括有存储远端主设备信息的远端主设备资产信息模块，所述远端主设备资产信息模块与反馈环路远端模块电连接。
5.根据权利要求1或4所述的一种5G通信电源系统，其特征在于：所述的反馈环路远端模块与移动终端app通讯连接，并可通过app超级用户进行参数设置、实时监测。
6.根据权利要求5所述的一种5G通信电源系统，其特征在于：所述的远端主设备资产信息模块集成于远端主设备中或者集成于反馈环路远端模块中，远端主设备资产信息模块与移动终端app通讯连接，并可通过app超级用户进行参数设置、实时监测。
7.一种控制方法，适用于如根据权利要求5所述的一种5G通信电源系统，其特征在于：包括如下步骤：
A1：所述5G电源系统初始化设置；对所述监控单元进行调压模式、局端到远端的线路线径及长度、远端主设备规格型号进行设置；
A2：所述5G电源系统发出远端主设备载荷检测信号指令；所述监控单元控制整流模块、配电单元通过反馈环路检测线路发出远端主设备载荷检测信号指令；
A3：所述反馈环路远端模块采集远端主设备资产信息模块存储的设备信息，启动远端主设备测试负载；所述5G电源系统远端收到远端主设备载荷检测信号后，开始读取远端主设备的资产信息，启动远端主设备测试负载，其中资产信息包括规格型号；
A4： 所述5G电源系统远端对其载荷进行运算处理成调压所需的信息，并将其通过反馈环路远端天线发送到5G电源系统本地局端；判断：如果监控单元检测到远端负载，转到步骤A5；否则，转到步骤A2；
A5：所述5G电源系统本地局端通过反馈环路局端天线接收到5G电源系统远端发来的调压所需的信息，并送到监控单元；
A6：所述监控单元对调压所需的信息进行运算处理；判断：如果远端反馈回的负载输入端电压在标准范围内，转到步骤A7；否则，转到步骤A3；
A7：所述监控单元发送调压指令到整流模块与电池调压模块；所述整流模块与电池调压模块完成调压，所述5G电源系统本地局端按调压后的参数稳定输出，完成智能无线控制与补偿环路的整个功能。
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