CN112165238A

CN112165238A - 一种精确电量计量及控制装置

Info

Publication number: CN112165238A
Application number: CN202010949632.8A
Authority: CN
Inventors: 赵秦川; 王艳
Original assignee: Shaanxi Xinjiang Morning Information Technology Co ltd
Current assignee: Shaanxi Xinjiang Morning Information Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2021-01-01

Abstract

本发明提供了一种精确电量计量及控制装置，包括计量显示控制模块、供电电路模块、控制模块和电源模块；供电电路模块包括电源接入口、电流输出口、第一铜排、分流器、接触器和第二铜排；电源接入口连接直流断路器，直流断路器连接第一铜排，第一铜排连接分流器，分流器连接接触器，接触器连接第二铜排，第二铜排连接电流输出口；计量显示控制模块包括计量模块、显示模块和控制模块，计量模块连接分流器。本发明实现了对不用基站设备的独立计量。

Description

一种精确电量计量及控制装置

技术领域

本发明涉及电量统计技术领域，尤其涉及一种精确电量计量及控制技术。

背景技术

随着全球通信技术的发展，各个国家的通信基站建设数量越来越多，以中国为例，目前中国的通信基站数量已经超过130万个，截止 2019年底，中国已经完成13万个5G基站建设，超出之前10万个的规划。随着5G业务的发展，由于基站的共享使用，在同一基站上接入不同的运营商，同时接入了不同运营商的2G、3G、4G设备以及新加入的5G设备。

由于不同的运营商对于同一基站设备的需求不同。满足通信基站不同客户、不同设备的差异化备电需求，成了当务之急。原存量电源采用统一母排，无法区分5G和其它设备负载，而运营商要求的各设备备电时长存在差异，无法对备电设备的用电量进行独立的计量。

发明内容

本发明的提供了一种精确电量计量及控制装置，以实现对备电设备进行独立计量。

实现本发明的技术方案如下：

本发明提供的一种精确电量计量及控制装置，包括计量模块、至少一个供电电路模块、控制模块和电源模块；

所述供电电路模块包括电源接入口、电流输出口、第一铜排、分流器、接触器和第二铜排；所述电源接入口连接所述直流断路器，所述直流断路器连接所述第一铜排，所述第一铜排连接所述分流器，所述分流器连接所述接触器，所述接触器连接所述第二铜排，所述第二铜排连接所述电流输出口；

所述计量模块连接所述分流器。

进一步地，所述的控制模块控制所述供电电路的通断，并且按照优先级供电。

进一步地，所述的电源模块的输入端为市电供电或备用电池供电，所述的电源模块的输出端连接所述电源接入口。

进一步地，所述电源模块集成了市电检测模块。

进一步地，还包括与所述控制模块连接的远程控制模块，所述远程控制模块为FSU动环监控系统。

进一步地，所述供电电路模块能够分路备电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种精确电量计量及控制装置，每个供电电路模块均与一路用电设备或一户用电设备连接，控制模块通过控制供电模块的接触器来实现供电电路模块的通断，进而控制与供电电路模块连接的用电设备，计量模块与分流器连接，能够测量通过供电电路模块的电流，进而根据电压和时间能够计算得出每路或每户用电设备的用电量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的精确电量计量及控制装置；

图2为本发明实施例提供的分户控制电电路示意图；

图3为本发明实施例提供的微控制器控制电源切换电路。

其中：1-控制模块；2-显示模块；3-接线端子；4-电源接入口； 5-电流输出口；6-第一铜排；7-分流器；8-接触器；9-第二铜排；10- 直流断路器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的说明，但应说明的是，这些实施例并非是对本发明的限制，本领域的技术人员根据这些实施方式所做的功能、方法、或者结构上等效变换或者替代，均属于本发明的保护范围之内。

在本实施例的描述当中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本实施例提供的一种精确电量计量及控制装置包括，计量模块、供电电路模块、远程控制模块和电源模块。

供电电路模块包括电源接入口、电流输出口、第一铜排、分流器、接触器和第二铜排；电源接入口连接直流断路器，直流断路器连接第一铜排，第一铜排连接分流器，分流器连接接触器，接触器连接第二铜排，第二铜排连接电流输出口；计量模块连接分流器。

本实施例提供的一种精确电量计量及控制装置，每个供电电路模块均与一路用电设备或一户用电设备连接，控制模块通过控制供电模块的接触器来实现供电电路模块的通断，进而控制与供电电路模块连接的用电设备，计量模块与分流器连接，能够测量通过供电电路模块的电流，进而根据电压和时间能够计算得出每路或每户用电设备的用电量。

一路基站设备或一户基站设备与供电电路模块连接，控制模块控制接触器的通断，进而实现对与基站设备的控制，控制模块根据优先级，对优先级高的基站设备进行优先供电。控制模块中的对电源模块的输入电路切换采用的是LTC4414控制器，LTC4414是一种功率P-EFT 控制器，主要用于控制电源的通、断及自动切换，也可用作高端；功率开关。如图1所示，为由微控制器(μC)控制的电源切换电路，此图中的主、辅P-MOSFET都采用了两个背对背的P-MOSFET组成，其目的是主电源或辅电源中的P-MOSFET截止时，均不会通过 P-MOSFET内部的二极管向负载供电。其缺点是电源要通过两个 P-MOSFET才能向负载供电，损耗增加一倍，并增加成本。

图3虚线框中的稳压二极管(一般取8～10V)连接在辅P-MOSFET 的极限-VGSS时，由于稳压二极管的击穿电压GS，稳压二极管被击穿使P-MOSFET的-VGS箝位于8～10V，从而进行保护。主、辅电源的电压若等于或小于μC的工作电压时，主、辅电源可直接连接μC 的ADC接口；若主、辅电源的电压大于μC的工作电压时，则电源电压要经过电阻分压器分压后才能输入μC的ADC。

μC的I/O口与LTC4414的CTL端连接。当在CTL端施加逻辑低电平时(低于0.35V)时，主电源向负载供电(不管辅电源的电压高低)；当μC向CTL端施加高电平(高于0.9V)时，则由辅电源向负载供电(也不管其电压比主电源高还是低)。一旦辅电源供电，主电源可移去。只有当主电源高于辅电源并且在CTL端置低电平时才能使主电源恢复供电。为了在切换的瞬间使输出电压变化较小，输出电容 COUT要有足够的电容量。这电路切换的过程是：CTL＝H时，GATE端的电压与SENSE端的电压相等，使主P-MOSFET的-VGS＝0而截止；与此同时STAT端为低电平，使辅P-MOSFET的-VGS≈Vout而导通。

在实际使用时，市电供电为主电源，主电源低阈值电压(切换电压)先设定好并存入μC中，μC检测主要电源的电压，一旦主电源的电压低于设定的低阈值电压，μC向CTL端输出高电平，则主 P-MOSFET截止；STAT端输出低电平，辅P-MOSFET导通，电源切换成辅电源供电。此时断开主电源的，等待运营商充值。μC可检查主电源的电压，若VIN>VSENEN超过20mV，μC会自动切换到主电源供电。μC还可以通过I/O口驱动不同颜色的LED，显示主、辅电源的供电状态。

在实际的使用过程中，显示模块与控制模块连接，用于显示用户的用电量或用户的剩余电量。电源模块的输入口，既可以接入市电供电也可以接入备用电源，当市电停电后，电源模块的输入口与备用电源连接，备用电源代替原有的市电向供电电路模块提供电能，使得供电电路模块不断电，并通过控制模块控制不同供电电路模块的通断，实现对基站设备的差异化备电。

在实际的使用过程中，电源模块的输入端连接的是市电供电或者备用电源，电源模块将交流电转换为供电模块可用的直流电由电源模块的输出端输出，供电电路的电源输入端连接电源模块的输出端；电流输出口至少有一个，且多个电流输出口可分别接入2G、3G、4G、 5G不同的通信设备，为不同设备供电也可接不同的运营商，为不同的运营商供电；备电电源具有至少有一组以上的电池。

在实际的使用中，电源模块连接供电模块之前，控制模块中有设置好得运营商优先级或不同基站设备的优先级，当发生紧急情况时，即市电供电不能供电时，启用备用电源供电，控制模块会根据运营商的优先级或不同基站设备的优先级进行差异化备电。

本发明提供的远程控制模块，是基于FSU的远程控制模块，通过对交流配电、开关电源、蓄电池组、空调、环境、门禁的数据采集，实现机房及配套设备的运行状态及报警监测。FUS注册到铁塔平台经历了4个步骤：1、拨号到运营商3G/4G网络；2、拨号到铁塔VPN 网络；3、根据FSU和设备ID注册到铁塔平台；4、FSU告警后上传到铁塔平台，平台根据对应的设备ID和告警ID在平台呈现相关告警。底端检查的步骤：第一步，检查是否可以读取无线模块型号、是否有运营商信息，是否有网络制式；“无线模块型号”、“运营商信息”、“网络制式”，必须都有具体信息；第二步，检查信号强度，必须为大于0的值；第三步，检查运营商网络状态，必须连接正常，并且有从运营商获取的IP地址；第四步，检查铁塔VPN网络状态，必须连接正常，并且有VPN服务器分配的IP地址；FSU离线第一步异常的处理如果无法读取无线模块型号，请查看无线模块运行灯是否正常；不正常的话，检查USB和电源线接线。在实际的使用过程中，在FSU 的电脑界面时，会有对各个运营商切电上电的控制，并且可以看到各个运营商的电量使用情况，若工作人员通过平台发现某个运营商的剩余电量不足支撑24h的用电量，工作人员及时通知运营商采取措施，远程控制模块，也可以通过FSU动环监控系统远程切电或者上电。

本发明中如图1所示，多个供电电路分别为多路基站设备或多户基站设备，多个供电电路的分流器分别连接多个计量模块，以便测量流经各户或各路基站设备的电流。进而实现对各户或各路基站设备的单独计量，进而能够根据各户或各路基站设备的用电量来进行差异化的备电。

进一步的如图2所示，为分户控制电路示意图，市电检测模块一端连接外界电源，一端连接电源模块，电源模块一端不仅连接控制模块还并联多个直流接触器，直流接触器的另一端分别连接多个分流器，多个分流器的另一端分别连接多个电压电流采集器(直流电流表)，分流器的另一端还分别连接多个开关，开关分别连接多个直流设备(各个运营商的基站)。在如图2所示的电路中，外接电源经过市电检测流经电源模块，电源模块将所述交流电转换为可以供电路使用的直流电流，直流电流流经控制模块，再流向直流接触器，经过直流接触器直流电流一端不仅接电压电流采集器(直流电流表)，并且连接控制各个运营商基站的开关，控制模块控制开关的闭合，开关闭合有直流电流流经时，与开关相连的运营商基站供电，开关断开时与直流电经过，与开关相连的运营商基站不供电。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

进一步的，外接电源模块还包括备用电池，在市电供电不能供电的情况下，备用电源流经市电检测模块，在流经电源模块，在经过控制模块时，控制模块根据优先级控制开关的闭合选择给优先级高的运营商基站优先供电。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种精确电量计量及控制装置，其特征在于，包括计量模块、至少一个供电电路模块、控制模块和电源模块；

所述计量模块连接所述分流器。

2.根据权利要求1所述的精确电量计量及控制装置，其特征在于，所述控制模块控制所述供电电路的通断，并且按照优先级供电。

3.根据权利要求1所述的精确电量计量及控制装置，其特征在于，所述电源模块的输入端为市电供电或备用电池供电，所述的电源模块的输出端连接所述电源接入口。

4.根据权利要求3所述的精确电量计量及控制装置，其特征在于，所述电源模块集成了市电检测模块。

5.根据权利要求1所述的精确电量计量及控制装置，其特征在于，还包括与所述控制模块连接的远程控制模块，所述远程控制模块为FSU动环监控系统。

6.根据权利要求1所述的精确电量计量及控制装置，其特征在于，所述供电电路模块能够分路备电。