CN112034773A - 一次下电综合管理器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了通信设备领域的一次下电综合管理器，包括MCU微处理器、时钟芯片、LED显示数码管、LED显示驱动芯片、LED指示灯、输出控制继电器、AD转换数据采集元件和DC‑DC电源供电元件，所述微处理器的信号输入端与AD转换数据采集元件、时钟芯片的信号输出端电信号连接，所述微处理器的信号输出端与LED显示驱动芯片、LED指示灯的信号输入端电信号连接，所述LED显示驱动芯片的信号输出端与LED显示数码管的信号输入端电信号连接。本发明弥补了通信基站开关电源监控模块损坏或无配件期间的对蓄电池的保护功能，有效延长蓄电池的使用寿命、同时解决通信用开关电源设备普遍出现，而无法解决的一次下电控制继电器(LLVD)高频次反复接通/关断的弊病。

Description

一次下电综合管理器
技术领域
本发明属于通信设备领域，特别涉及一次下电综合管理器。
背景技术
现有通信基站开关电源存在以下问题：原一次下电控制部分逻辑和功能不能满足实际工作环境需要，市电停电后，频繁出现一次下电告警，运营商(移动、联通、电信)通信主设备造成频繁闪断，甚至损坏通信主设备；夜间是运营商技术指标的非考核时段，夜间0：00后也是手机用户的使用低峰时段，原开关电源无夜间用电管理功能，在停电后会将蓄电池的电量在无效时段耗尽，有效时段却无电可用的情况。
因铅酸蓄电池组在使用过程中，出现了极板硫化结晶、失水等，导致蓄电池内阻增加，无法释放正常的电量，市电停电，蓄电池放电过程中端电压下降迅速，在开关电源场产生一次下电动作后，负载减小电池电源出现迅速的反弹，最终导致开关电源反复出现接通、关断的动作，运营商设备闪断。传统的通信基站开关电源一次下电管理采用电池电压作为判断依据(如，普遍设置的下电电压为46.00V)，即到达一次下电的“下电或上电”条件就关断或接通负载，不能适应蓄电池电压反弹的实际情况。并不具备根据实时时间进行智能判断是否为低峰期和非考核时段，因此不具备节能增效的功能，也给现场维护增加了难度。传统的通信基站开关电源一次下电功能管理均由监控模块完成，在实际工作中监控模块损坏后，开关电源在监控模块损坏后，开关电源的一次下电功能失效，对蓄电池造成不可逆的永久性损坏。
发明内容
本发明意在提供一次下电综合管理器，以解决现有的开关电源在监控模块损坏后，开关电源的一次下电功能失效，对蓄电池造成不可逆的永久性损坏的问题。
本方案中的一次下电综合管理器，包括MCU微处理器、时钟芯片、LED显示数码管、LED显示驱动芯片、LED指示灯、输出控制继电器、AD转换数据采集元件和DC-DC电源供电元件，所述微处理器的信号输入端与AD转换数据采集元件、时钟芯片的信号输出端电信号连接，所述微处理器的信号输出端与LED显示驱动芯片、LED指示灯的信号输入端电信号连接，所述LED显示驱动芯片的信号输出端与LED显示数码管的信号输入端电信号连接。
优选的，本发明中的一次下电综合管理器还包括壳体，所述微处理器、时钟芯片、LED显示驱动芯片、输出控制继电器、AD转换数据采集元件和DC-DC电源供电元件安装在壳体内，所述壳体上设有多个数据接口、多个按键和一个显示屏，多个所述数据接口分别与微处理器、AD转换数据采集元件和DC-DC电源供电元件电连接，多个所述按键与时钟芯片电连接，所述显示屏与LED显示数码管连接。
优选的，所述壳体上还设有复位按钮，所述复位按钮与微处理器电连接。
优选的，所述AD转换数据采集元件包括桥式整流器和分压电路，分压电路由电阻R1、R2、R3、R4、R5及电容C1组成。
优选的，所述输出控制继电器包括继电器K1和继电器K2。
优选的，所述微处理器为MCU单片机。
优选的，所述微处理器与时钟芯片、LED显示驱动芯片之间采用I2C数据线进行数据传输。
本方案的工作原理为：1、通过DC-DC电源供电元件将外部输入的15～60V直流电压，转换成+5V直流电压，供整个综合管理器使用。
2、AD转换数据采集元件使用时，直流电压经过桥式整流器(UR1(MB10S))桥式整流隔离后，由电阻R1/R2/R3/R4/R5、C1组成的分压电路进行分压，取得0-5V的直流模拟量电压信号，送入MCU微控制器进行AD采样，完成模拟——数字数据的转换过程，输出结果供微处理判断基站供电状态，并由微处理器根据结果进行对应的输出控制。
3、MCU微处理器使用时：
(1)对AD采样数据进行综合分析，根据定义模型控制继电器K1/K2完成输出控制；
(2)对时钟芯片进行管理，通过I2C数据总线，从DS1307时钟芯片中的小时和分钟等数据，处理后转发给LED显示驱动芯片，完成显示及人机交互功能；
(3)驱动3个LED指示灯，完成工作状态指示，完成人机交互功能；
(4)根据时钟芯片获取到的时钟数据，进行定时管理，在0：00-6：00时段(用户可根据需要进行设置)，综合判断交流市电、采集到的直流电压等情况，在交流市电停电，直流电压低于51V时切断直流负载，交流市电来电，直流电压达到浮充电压-0.5V后，立即接通直流负载，达到在非考核时段智能分析供电状态节约蓄电池电能的目的。
(5)MCU微处理器根据获取到的时钟数据，在白天6：00-23：59分(用户可根据需要进行设置)时段进行正常的一次下电管理，综合判断交流市电的情况，在停电后通过采集的直流电压，当达到46V时切断直流负载，保存小部分电量给传输设备使用，以及保护蓄电池组避免过放电的情况发生。
(6)MCU微处理器在白天时段会自动采集浮充电压，并保存直流浮充电压数据，供夜间市电来电后使用；
(7)MCU微处理器在白天，因交流市电停电后一次下电控制动作后，默认恢复接通的上电电压为49V，当蓄电池组因为自身损坏，反弹电压大于49V时，2次接通后，第3次开始管理器会停止接通上电动作，并连续15分钟动态采集蓄电池反弹的最大值，并将最大值存储到EEPROM中，断电也不会丢失。在交流市电来电后再接通负载给设备供电。达到解决通信基站因蓄电池损坏造成的一次下电高频次反复动作的故障。
(8)微处理器提供一次下电告警干接点，向动力环境监控设备提供告警信号，上传维护平台。
(9)提供完整的复位机制，在系统出现数据错乱时可通过看门狗自行重启恢复，并可一键恢复出厂数据，读出存储在EEPROM中的数据
4、LED显示驱动芯片通过I2C数据总线，接收MCU微处理器下传的时钟数据，经LED显示驱动芯片HC455进行处理后，驱动4位LED显示数码管，完成时钟显示；
本方案的有益效果为：
1、本发明通过内部电压检测、多数据点智能判断，解决因蓄电池损坏，而导致的开关电源高频次出现一次下电，运营商设备频繁闪断的情况。
2、本发明引入计时功能，通过时间+蓄电池电压，智能判断是否在夜间、是否切断负载，解决蓄电池电量在非重要时间段的蓄能问题，达到节能的效果。
3、本发明弥补了通信基站开关电源监控模块损坏或无配件期间的对蓄电池的保护功能，有效延长蓄电池的使用寿命。
4、本发明还可以解决现有的开关电源不能进行夜间的能效管理功能的问题。
5、本发明还可以解决现有的开关电源不能管控高频一次下电闪断的问题。
附图说明
图1为本发明一次下电综合管理器的壳体的主视图；
图2为本发明一次下电综合管理器的流程图；
图3为本发明一次下电综合管理器中微处理器、时钟芯片、LED显示驱动芯片及输出控制继电器的电路图；
图4为本发明一次下电综合管理器中AD转换数据采集元件的电路图；
图5为本发明一次下电综合管理器中DC-DC电源供电元件的电路图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例1：如图3、图4及图5所示，一次下电综合管理器，包括MCU微处理器、时钟芯片、LED显示数码管、LED显示驱动芯片、LED指示灯、输出控制继电器、AD转换数据采集元件和DC-DC电源供电元件，微处理器的信号输入端与AD转换数据采集元件、时钟芯片的信号输出端电信号连接，微处理器的信号输出端与LED显示驱动芯片、LED指示灯的信号输入端电信号连接，LED显示驱动芯片的信号输出端与LED显示数码管的信号输入端电信号连接。
优选的，AD转换数据采集元件包括桥式整流器和分压电路，分压电路由电阻R1、R2、R3、R4、R5及电容C1组成。
优选的，输出控制继电器包括继电器K1和继电器K2。
优选的，微处理器为MCU单片机。
优选的，微处理器与时钟芯片、LED显示驱动芯片之间采用I2C数据线进行数据传输。
实施例2，在实施例1的基础上增加了以下内容：如图1所示，本实施例的一次下电综合管理器还包括壳体，微处理器、时钟芯片、LED显示驱动芯片、输出控制继电器、AD转换数据采集元件和DC-DC电源供电元件安装在壳体内，壳体上设有七个数据接口、四个用于设置时间参数的按键、一个复位按钮、一个LED数码显示屏，数据接口分别与微处理器、AD转换数据采集元件和DC-DC电源供电元件电连接，按键与时钟芯片电连接，显示屏与LED显示数码管连接，复位按钮与微处理器电连接。
本发明的安装调试步骤如下：
第一步：找到确认开关电源上一次下电LVD航空继电器，先确认运营商设备工作正常，用万用表测量负载(或LLVD)LVD航空继电器两根小线上是否有48V电压；
第二步：从二次下电前端(电池端)接入-48V到管理器的2号数据接口；
第三步：从开关电源正极排接入本发明一次下电综合管理器的1号数据接口；
第四步：拆除一次下电LVD上的两根控制线(注：拆下控制线时需注意工具不能与负级排接触)，并对拆除的电线进行包扎绝缘；
第五步：从综合管理器的3号、5号数据接口接出两根引线，分别接入(拆除两根细线的地方)LVD航空继电器的控制端；
第六步：调试综合管理器的系统时间、不考核时段设备断电时间、考核时段设备上电时间，如图2所示；
第七步：整理安装现场，完成安装调试工作。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和发明的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一次下电综合管理器，其特征在于：包括微处理器、时钟芯片、LED显示数码管、LED显示驱动芯片、LED指示灯、输出控制继电器、AD转换数据采集元件和DC-DC电源供电元件，所述微处理器的信号输入端与AD转换数据采集元件、时钟芯片的信号输出端电信号连接，所述微处理器的信号输出端与LED显示驱动芯片、LED指示灯的信号输入端电信号连接，所述LED显示驱动芯片的信号输出端与LED显示数码管的信号输入端电信号连接。
2.根据权利要求1所述的一次下电综合管理器，其特征在于：还包括壳体，所述微处理器、时钟芯片、LED显示驱动芯片、输出控制继电器、AD转换数据采集元件和DC-DC电源供电元件安装在壳体内，所述壳体上设有多个数据接口、多个按键和一个显示屏，多个所述数据接口分别与微处理器、AD转换数据采集元件和DC-DC电源供电元件电连接，多个所述按键与时钟芯片电连接，所述显示屏与LED显示数码管连接。
3.根据权利要求2所述的一次下电综合管理器，其特征在于：所述壳体上还设有复位按钮，所述复位按钮与微处理器电连接。
4.根据权利要求3所述的一次下电综合管理器，其特征在于：所述AD转换数据采集元件包括桥式整流器和分压电路，分压电路由电阻R1、R2、R3、R4、R5及电容C1组成。
5.根据权利要求4所述的一次下电综合管理器，其特征在于：所述输出控制继电器包括继电器K1和继电器K2。
6.根据权利要求5所述的一次下电综合管理器，其特征在于：所述微处理器为MCU单片机。
7.根据权利要求6所述的一次下电综合管理器，其特征在于：所述微处理器与时钟芯片、LED显示驱动芯片之间采用I2C数据线进行数据传输。
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