CN112134345A - 一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源。为了克服变电站通信电源故障后，无法快速恢复的问题；本发明包括壳体和设置在壳体内部的电池以及电源控制电路，电源控制电路包括：调节模块，包括调节旋钮，根据调节旋钮旋转位置产生调节信号；主控模块，用于接收调节信号，输出开关信号给功率模块；显示模块，包括显示面板，用于分别显示电压值和电流值；功率模块的一端与电池电连接，功率模块输入端为交流输入端，功率模块的输出端为直流输出端；显示面板、调节旋钮、交流输入端和直流输出端分别设置在壳体上。能够在变电站通信电源故障后快速接线，提供适配的功率，快速恢复变电站通信电源供电。

Description

一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源
技术领域
本发明涉及一种通信电源领域，尤其涉及一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源。
背景技术
随着科学技术及社会经济的不断发展，电力通信在电力系统的重要性日趋重要，其承载着电力系统自动化各类远程监视、控制和保护业务。通信电源作为电力通信系统的心脏，一旦通信电源故障而无法快速恢复，将会导致电力通信系统的瘫痪，从而导致电力系统的故障。
例如，一种在中国专利文献上公开的“一种大功率、多功能的移动应急电源”，其公告号CN209434920U，包括外壳和锂离子电池组，外壳内部安装锂离子电池组，所述外壳内部还安装与锂离子电池组电性连接的逆变器，外壳前后方安装有前面板和后面板，前面板上安装有启动按钮、USB输出端口、12V直流电输出端口、显示屏、交流电插孔，后面板上安装有充电端口和汽车启动电源输出端口。该方案的应急电源功率固定，不能调节，且无法变电站通信电源故障后快速恢复。
发明内容
本发明主要解决现有技术的变电站通信电源故障后，无法快速恢复的问题；提供一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源，能够在变电站通信电源故障后快速接线，提供适配的功率，快速恢复变电站通信电源供电。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明包括壳体和设置在壳体内部的电池以及电源控制电路，所述的电源控制电路包括：
调节模块，包括调节旋钮，根据调节旋钮旋转位置产生调节信号；
主控模块，用于接收调节信号，输出开关信号给功率模块；
显示模块，包括显示面板，用于分别显示电压值和电流值；
功率模块的一端与电池电连接，功率模块输入端为交流输入端，功率模块的输出端为直流输出端；
显示面板、调节旋钮、交流输入端和直流输出端分别设置在壳体上。
通过壳体上的调节旋钮的长按、短按、旋转等操作发送调节信号，主控模块接收调节信号，经过与内置的程序运算后输出控制的功率模块中开关管的开关信号，在显示模块上实时显示调节后的电压值与电流值。能够调节充电与放电时的功率，提高电能的利用效率，使得输出的电功率与设备适配，延长电源与设备的使用寿命。交流输入端与直流输出端为通用插口，快速接线，完成通信电源的快速恢复。
作为优选，所述的功率模块包括整流回路和双向DC/DC回路，整流回路的输入端连接交流输入端，整流回路的输出端通过可控开关SW1连接双向DC/DC回路的一端，双向DC/DC回路的另一端连接电池；双向DC/DC连接可控开关SW1的一端还连接有直流输出端。通过控制双向DC/DC回路的直流斩波来控制充电与放电的模式以及输入与输出的功率大小，做到功率的控制。
作为优选，双向DC/DC模块为直流升压/降压电路，包括电容C1、电容C2、第一开关管、第二开关管和电感L1；第一开关管为带保护二极管的N沟道MOS管Q1，第二开关管为带保护二极管的N沟道MOS管Q2；电容C1的第一端接整流回路的正输出端，电容C1的第二端接整理回路的负输出端，电容C1的第一端接MOS管Q1的漏极；MOS管Q1的源极接MOS管Q2的漏极，MOS管Q2的源极接电容C1的第二端；电感L1的第一端连接MOS管Q1的源极，电感L1的第二端连接电容C2的第一端，电容C1的第二端接电容C1的第二端，电感L1的第二端接电池的正极，电池的负极接电容C2的第二端。通过控制MOS管Q1或MOS管Q2的通断来控制电源的充电/放电模式，通过控制MOS管Q1或MOS管Q2的导通时间来控制斩波后的电压大小。
作为优选，所述的壳体包括上面板、下面板、前面板、后面板和两个侧面板，所述的上面板上设置有若干个导热凹槽，导热凹槽的形状适配电池。电池是超级电容，电池的一端插入到导热凹槽中，导热凹槽接触式导热，提高电源的散热性，延长电源的使用寿命。
作为优选，所述的导热凹槽在上面板上呈阵列排布，每行的导热凹槽之间错位设置。错位排布，使得流动的空气充分接触每一根电池，散热性好。
作为优选，所述的壳体的一个侧面板上开设有散热窗口，散热窗口中铰接有若干散热页形成散热栅。散热窗口的散热页铰接设置，打开形成通风的散热栅时，能够促进电源内外的空气流动，提高散热性。当不使用时，能够闭合构成一个密封的壳体，避免大量灰尘进入，保障电源的性能。
作为优选，所述的交流输入端为通用的三相插口，所述的直流输出端为通用插口；交流输入端和直流输出端设置在壳体的后面板上。使用通用插口，方便插拔，便于直接与配电设备直接连接。
作为优选，所述的电源控制电路以及电池设置在电路板上，电路板的下方与壳体之间设置有支架，电池的一端插入设置在壳体中。电路板与壳体之间设置支架，便于电路元件与电池的散热。
作为优选，所述的壳体的另一个侧面板上设置有除尘装置，除尘装置包括风机、管道、滤纸以及集尘箱，风机设置在管道的一端，管道的另一端连接集尘箱，滤纸设置在管道靠近风机的一侧，管道设置有风机的一端与壳体的侧面板固定连接。设置除尘装置，当应急电源不工作时，形成密闭的空间，启动风机把内部的灰尘通过管道吸到集尘箱中，减少电源内部的灰尘含量，延长电源设备的使用寿命。
本发明的有益效果是：
1.通过调节模块与功率模块的设置，能够设置应急通信电源的充电功率与放电功率，延长电源与设备的寿命。
2.使用通用插口，方便直接连接应急电源与配电设备，使用便捷且便于携带，便于快速恢复通信电源。
3.通过铰接在散热窗口的散热页与除尘装置的配合，在保证良好的散热性能的同时减少电源内部的灰尘含量，保障电源的使用性能，延长电源的使用寿命。
4.在壳体上设置导热凹槽，通过接触式散热，保证电池的散热性能。
附图说明
图1是本发明的一种应急电源结构示意图。
图2是本发明的一种壳体后面板示意图。
图3是本发明的一种壳体上面板示意图。
图4是本发明的一种应急电源剖视图。
图5是本发明的一种电源控制电路的电路连接图。
图6是本发明的一种功率模块电路连接图。
图中1.壳体，2.电路板，21.调节模块，22.主控模块，23.显示模块，3.电池，4.散热栅，5.调节旋钮，6.显示面板，7.交流输入端，8.直流输出端，9.导热凹槽，10螺纹孔，11.支架。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例一：
本实施例的一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源，如图1所示，包括壳体1和设置在壳体1内部的电池3以及电源控制电路。
壳体1包括上面板、下面板、前面板、后面板和两个侧面板。
壳体1的前面板上设置有显示面板6和调节旋钮5。在本实施例中，显现面板为分别显示电流值和电压值的数码管。
壳体1的一个侧面板上，即图中的右侧面板上，开设有散热窗口，散热窗口中铰接有若干散热页形成散热栅4。
散热窗口的散热页铰接设置，打开形成通风的散热栅时，能够促进电源内外的空气流动，提高散热性。当不使用时，能够闭合构成一个密封的壳体，避免大量灰尘进入，保障电源的性能。
如图2所示，壳体1的后面板上分别设置有交流输入端7和直流输出端8。交流输入端7为通用的三相插口，直流输出端8为通用插口。
使用通用插口，方便插拔，便于直接与配电设备直接连接。
如图3所示，上面板上设置有若干个导热凹槽9，导热凹槽9的形状适配电池3。上面板的两侧设置有螺纹孔10，上面板通过螺纹与壳体1的前面板与后面板固定连接。
电池3是超级电容，电池的一端插入到导热凹槽9中，导热凹槽9接触式导热，提高电源的散热性，延长电源的使用寿命。
导热凹槽9在上面板上呈阵列排布，每行的导热凹槽9之间错位设置。错位排布，使得流动的空气充分接触每一根电池3，散热性好。
如图4所示，电源控制电路以及电池3设置在电路板2上，电路板2的下方与壳体1之间设置有支架11，电池3的一端插入设置在壳体1上面板中。电路板与壳体之间设置支架，便于电路元件与电池的散热。
如图5、图6所示，电源控制电路包括主控模块21、调节模块22、显示模块23和功率模块。
主控模块21用于接收调节模块22产生的调节信号，输出开关信号给功率模块。
主控模块21包括主控芯片，在本实施中，主控芯片为STM8S10的控制芯片及其最小电路。
调节模块22包括调节旋钮5，根据调节旋钮5旋转位置产生调节信号。
调节模块22包括接口、光耦PC817、电位器R1，即调节旋钮5，还包括电阻R26、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电容C31、电容C16、电解电容C30和稳压二极管D2.
电阻R38的第一端连接接口的一端，电容C31的第一端连接接口的另一端，电容C31的第二端连接电阻R38的第二端，电阻R36的第一端连接电容C31的第一端，电阻R37的第一端连接电容C31的第二端；电阻R36的第二端连接光耦PC817的阴极，电阻R37的第二端连接光耦PC817的阳极，电容C16的第一端连接光耦PC817的集电极，电容C16的第二端接地；光耦PC817的发射极连接稳压二极管D2的阴极，稳压二极管D2的阳极连接电阻R35的第二端，电阻R35的第一端连接稳压二极管D2的阴极，电阻R35的第二端接地；电阻R34的第一端连接电位器R1的第二端，电阻R34的第二端连接光耦PC817的发射极；电位器R1的第一端连接电阻R33的第一端，电阻R33的第二端接地，电阻R26的第一端连接主控模块的第一接收端，电阻R26的第二端连接主控模块的第二接收端，主控模块的第二接收端连接电位器R1的调节端，电解电容C30的正极连接电阻R26的第一端，电解电容C30的负极接地。
接口接稳压电源，当调节电位器R1的位置时，主控模块能够接收到不同的调节信号，以控制电池充电或放电的功率。
显示模块23包括显示面板6，用于分别显示电压值和电流值。
显示模块包括驱动芯片以及数码管，在本实施例中，显示模块包括两个驱动芯片，分别驱动八段四位的数码管。
功率模块的一端与电池3电连接，功率模块输入端为交流输入端7，功率模块的输出端为直流输出端8。
功率模块包括整流回路和双向DC/DC回路，整流回路的输入端连接交流输入端7，整流回路的输出端通过可控开关SW1连接双向DC/DC回路的一端，双向DC/DC回路的另一端连接电池3。双向DC/DC连接可控开关SW1的一端还连接有直流输出端8。
通过控制双向DC/DC回路的直流斩波来控制充电与放电的模式以及输入与输出的功率大小，做到功率的控制。
双向DC/DC模块为直流升压/降压电路，包括电容C1、电容C2、第一开关管、第二开关管和电感L1。
在本实施例中，第一开关管为带保护二极管D1的N沟道MOS管Q1，第二开关管为带保护二极管D2的N沟道MOS管Q2。
电容C1的第一端接整流回路的正输出端，电容C1的第二端接整理回路的负输出端，电容C1的第一端接MOS管Q1的漏极；MOS管Q1的源极接MOS管Q2的漏极，MOS管Q2的源极接电容C1的第二端；电感L1的第一端连接MOS管Q1的源极，电感L1的第二端连接电容C2的第一端，电容C1的第二端接电容C1的第二端，电感L1的第二端接电池3的正极，电池3的负极接电容C2的第二端。
通过控制MOS管Q1或MOS管Q2的通断来控制电源的充电/放电模式，通过控制MOS管Q1或MOS管Q2的导通时间来控制斩波后的电压大小。
通过壳体1上的调节旋钮5的长按、短按、旋转等操作发送调节信号，主控模块21接收调节信号，经过与内置的程序运算后输出控制的功率模块中开关管的开关信号，在显示模块23上实时显示调节后的电压值与电流值。能够调节充电与放电时的功率，提高电能的利用效率，使得输出的电功率与设备适配，延长电源与设备的使用寿命。
实施例二：
本实施例的一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源，如图1所示，包括壳体1和设置在壳体1内部的电池3以及电源控制电路。
壳体1的一个侧面板上，即图1中左侧面板，设置有除尘装置（未示出），除尘装置包括风机、管道、滤纸以及集尘箱，风机设置在管道的一端，管道的另一端连接集尘箱，滤纸设置在管道靠近风机的一侧，管道设置有风机的一端与壳体1的侧面板固定连接。
设置除尘装置，当应急电源不工作时，形成密闭的空间，启动风机把内部的灰尘通过管道吸到集尘箱中，减少电源内部的灰尘含量，延长电源设备的使用寿命。
本实施例增加了除尘装置作为优化方案，其他部分的设置同是实施例一。
应理解，实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源，包括壳体（1）和设置在壳体（1）内部的电池（3）以及电源控制电路，其特征在于，
所述的电源控制电路包括：
调节模块（22），包括调节旋钮（5），根据调节旋钮（5）旋转位置产生调节信号；
主控模块（21），用于接收调节信号，输出开关信号给功率模块；
显示模块（23），包括显示面板（6），用于分别显示电压值和电流值；
功率模块的一端与电池（3）电连接，功率模块输入端为交流输入端，功率模块的输出端为直流输出端；
显示面板（6）、调节旋钮（5）、交流输入端（7）和直流输出端（8）分别设置在壳体（1）上。
2.根据权利要求1所述的一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源，其特征在于，所述的功率模块包括整流回路和双向DC/DC回路，整流回路的输入端连接交流输入端（7），整流回路的输出端通过可控开关SW1连接双向DC/DC回路的一端，双向DC/DC回路的另一端连接电池（3）；双向DC/DC连接可控开关SW1的一端还连接有直流输出端（8）。
3.根据权利要求2所述的一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源，其特征在于，双向DC/DC模块为直流升压/降压电路，包括电容C1、电容C2、第一开关管、第二开关管和电感L1；第一开关管为带保护二极管的N沟道MOS管Q1，第二开关管为带保护二极管的N沟道MOS管Q2；电容C1的第一端接整流回路的正输出端，电容C1的第二端接整理回路的负输出端，电容C1的第一端接MOS管Q1的漏极；MOS管Q1的源极接MOS管Q2的漏极，MOS管Q2的源极接电容C1的第二端；电感L1的第一端连接MOS管Q1的源极，电感L1的第二端连接电容C2的第一端，电容C1的第二端接电容C1的第二端，电感L1的第二端接电池（3）的正极，电池（3）的负极接电容C2的第二端。
4.根据权利要求1所述的一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源，其特征在于，所述的壳体（1）包括上面板、下面板、前面板、后面板和两个侧面板，所述的上面板上设置有若干个导热凹槽（9），导热凹槽（9）的形状适配电池（3）。
5.根据权利要求4所述的一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源，其特征在于，所述的导热凹槽（9）在上面板上呈阵列排布，每行的导热凹槽（9）之间错位设置。
6.根据权利要求4或5所述的一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源，其特征在于，所述的壳体（1）的一个侧面板上开设有散热窗口，散热窗口中铰接有若干散热页形成散热栅（4）。
7.根据权利要求4所述的一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源，其特征在于，所述的交流输入端（7）为通用的三相插口，所述的直流输出端（8）为通用插口；交流输入端（7）和直流输出端（8）设置在壳体（1）的后面板上。
8.根据权利要求1或4所述的一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源，其特征在于，所述的电源控制电路以及电池（3）设置在电路板（2）上，电路板（2）的下方与壳体（1）之间设置有支架（11），电池（3）的一端插入设置在壳体（1）中。
9.根据权利要求6所述的一种可调功率快速接线的变电站应急通信电源，其特征在于，所述的壳体（1）的另一个侧面板上设置有除尘装置，除尘装置包括风机、管道、滤纸以及集尘箱，风机设置在管道的一端，管道的另一端连接集尘箱，滤纸设置在管道靠近风机的一侧，管道设置有风机的一端与壳体（1）的侧面板固定连接。
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