CN112928784A - 一种下电控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种下电控制装置和方法。该装置包括：电源监控器、硬件下电板和下电器件，电源监控器的优先级高于硬件下电板的优先级，电源监控器的输出端与下电器件的第一输入端连接，硬件下电板的输出端与下电器件的第二输入端连接，下电器件的输出端外接电池组。与现有技术相比，本申请实施例在电源监控器正常时，优先通过电源监控器控制下电器件，在电源监控器出现故障时，通过硬件下电板控制下电器件，解决了现有技术中因电源监控器移除或出现故障无法执行下电操作控制下电执行器件断开的问题，保护了电池组。

Description

一种下电控制装置和方法

技术领域

本申请实施例涉及通信电源技术领域，尤其涉及一种下电控制装置和方法。

背景技术

随着通信技术的发展，移动通信网络覆盖的越来越广，为移动通信基站提供稳定可靠的供电系统也越来越重要。在包含有电池组的通信电源系统中，通常采用整流器与电池组并联后给负载供电，在整流器工作时，由整流器给负载供电，同时给电池组充电，当交流停电且整流器不能工作时，由电池组给负载供电。这种工作方式，可保证负载的供电不会中断。但是，通信电源系统的电池组的容量是有限的，电池组的容量和电压都会随着放电时间逐渐减少，如果交流停电的时间过长，容易对电池组造成不可逆的损坏。

为了减轻对电池组的损坏，现有技术在通信电源系统的负载和电池的供电回路中增加下电执行器件，在需要时，利用电源监控器控制下电执行器件执行下电动作，从而将电池组的放电回路切断，保护电池组不被损坏。这种方式电源监控器被移除或出现故障而无法执行下电操作控制下电执行器件执行下电动作时，存在一定的安全隐患。

申请内容

本申请实施例提供一种下电控制装置和方法，以解决现有技术在电源监控器移除或故障时无法执行下电操作控制下电执行器件断开的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种下电控制装置，包括：电源监控器、硬件下电板和下电器件，所述电源监控器的优先级高于所述硬件下电板的优先级；

所述电源监控器的输出端与所述下电器件的第一输入端连接，所述硬件下电板的输出端与所述下电器件的第二输入端连接，所述下电器件的输出端外接电池组；

所述电源监控器，用于当监测到交流停电且所述电池组的电压满足第一下电条件时，生成并发送第一下电控制信号给所述下电器件；

所述硬件下电板，用于当所述电源监控器出现故障且监测到所述电池组的电压满足第二下电条件时，生成并发送第二下电控制信号给所述下电器件；

所述下电器件，用于根据所述第一下电控制信号或第二下电控制信号，断开所述电池组与负载的连接。

可选的，所述硬件下电板包括电压采集模块、电压比较模块和脉冲发生模块；

所述电压采集模块、电压比较模块和脉冲发生模块顺次连接；

所述电压采集模块，用于采集所述电池组的电压；

所述电压比较模块，用于当所述电池组的电压小于硬件下电参考电压时，触发所述脉冲发生模块，以使所述脉冲发生模块生成第二下电控制信号。

可选的，所述硬件下电板还包括第一延时模块和第二延时模块；

所述电压比较模块通过所述第一延时模块和第二延时模块与脉冲发生模块连接；

所述第一延时模块设定的延时时间大于所述电源监控器设定的下电时间，所述第二延时模块设定的延时时间大于所述硬件下电板中下电继电器的动作时间。

可选的，所述硬件下电板还包括电源供电模块，所述电源供电模块分别与所述电压采集模块、电压比较模块和脉冲发生模块连接，用于为所述电压采集模块、电压比较模块和脉冲发生模块供电。

可选的，所述第一下电条件包括所述电池组的电压小于一次负载下电电压和所述电池组的电压小于电池下电电压阈值，所述一次负载下电电压大于所述电池下电电压阈值；

所述第二下电条件包括所述电池组的电压小于硬件下电参考电压，所述硬件下电参考电压不高于所述电池下电电压阈值。

可选的，所述电源监控器，具体用于：

当交流停电且所述电池组的电压小于一次负载下电电压时，生成并发送一次负载下电控制信号给所述下电器件，以通过所述下电器件控制一次负载下电；

当所述电池组的电压小于所述电池下电电压阈值时，生成并发送电池下电控制信号，以通过所述下电器件控制所述电池组下电。

可选的，所述硬件下电板，具体用于：

当所述电源监控器出现故障且监测到所述电池组的电压小于硬件参考电压时，生成并发送第二下电控制信号给所述下电器件。

可选的，所述下电器件为磁保持型接触器或磁保持型继电器。

第二方面，本申请实施例还提供了一种下电控制方法，包括：

如果电源监控器正常，且所述电源监控器监测到交流停电以及电池组的电压满足第一下电条件，所述电源监控器通过下电器件断开电池组和负载的连接；

如果所述电源监控器出现故障，硬件下电板监测到所述电池组的电压满足第二下电条件，所述硬件下电板通过所述下电器件断开所述电池组和负载的连接；

其中，所述电源监控器的优先级高于所述硬件下电板的优先级。

可选的，所述第一下电条件包括所述电池组的电压小于一次负载下电电压和所述电池组的电压小于电池下电电压阈值，所述一次负载下电电压大于所述电池下电电压阈值；

所述第二下电条件包括所述电池组的电压小于硬件下电参考电压，所述硬件下电参考电压不高于所述电池下电电压阈值。

本申请实施例提供一种下电控制装置和方法，该装置包括电源监控器、硬件下电板和下电器件，电源监控器的优先级高于硬件下电板的优先级，当电源监控器正常时，优先通过电源监控器控制下电器件，当电源监控器出现故障时，通过硬件下电板控制下电器件，解决了现有技术中因电源监控器移除或出现故障无法执行下电操作控制下电执行器件断开的问题，保护了电池组。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种下电控制装置的结构图；

图2为本申请实施例提供的另一种下电控制装置的结构图；

图3为本申请实施例提供的一种电池组下电后，电源监控器和硬件下电板断电的场景示意图；

图4为本申请实施例提供的一种电池组下电后，电源监控器和硬件下电板不断电的场景示意图；

图5为本申请实施例提供的一种下电控制方法的流程图；

图6为本申请实施例提供的一种下电控制方法的实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。此外，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本申请实施例提供的一种下电控制装置的结构图，本实施例可适用于当电源监控器移除或出现故障时，依然可以控制下电器件使负载下电的情况，参考图1，下电控制装置1包括：电源监控器10、硬件下电板11和下电器件12，电源监控器10的优先级高于硬件下电板11的优先级；

电源监控器10的输出端与下电器件12的第一输入端连接，硬件下电板11的输出端与下电器件12的第二输入端连接，下电器件12的输出端外接电池组；

电源监控器10，用于当监测到交流停电且电池组的电压满足第一下电条件时，生成并发送第一下电控制信号给下电器件12；

硬件下电板11，用于当电源监控器10出现故障且监测到电池组的电压满足第二下电条件时，生成并发送第二下电控制信号给下电器件12；

下电器件12，用于根据第一下电控制信号或第二下电控制信号，断开电池组与负载的连接。

具体的，电源监控器10用于负责电源系统的信息采集、上传和输出控制，实施例以输出控制中的下电控制为例进行说明。硬件下电板11用于当电源监控器10出现故障或移除时，执行下电操作，及时断开电池组与负载之间的连接，保护电池组。本实施例中电源监控器10的优先级高于硬件下电板11的优先级，即当电源监控器10正常时，优先通过电源监控器10控制下电，避免了电源监控器10正常时下电没有告警记录的问题。可选的，硬件下电板11可以通过监测的电池组的电压确定电源监控器10是否存在故障，例如当硬件下电板11监测到电池组的电压小于电源监控器10设置的电池下电电压阈值时，下电器件12未动作，且电池组的电压仍在继续下降，则认为电源监控器10存在故障或移除。正常情况下，如果电源监控器10未移除且未存在故障，当电池组的电压小于电源监控器10设置的电池下电电压阈值时，电源监控器10执行下电操作，断开电池组与负载的连接，电池组的电压基本维持不变。其中，硬件下电板11可以从电源监控器10的背板取电，电源监控器10的背板可以从母排或电池组取电。

下电器件12可以是根据电源监控器10或硬件下电板11的控制，控制电池组与负载的连接状态的开关器件，包括线圈和触点，线圈用于信号输入并根据输入的信号控制触点的断开和闭合。可选的，下电器件12为磁保持型接触器或磁保持型继电器，相较于传统的常闭型直流接触器或常闭型继电器，磁保持型接触器或磁保持型继电器的触点不需要供电就可以保持常开或常闭状态，只有在执行上电或下电操作时，才需要给内部的线包加电，动作后不需要消耗电能，节能效果较好，有利于保护电池组，而且即使电池组下电后，将电源监控器10移除或电源监控器10出现故障，磁保持型接触器或磁保持型继电器也不会重新动作，提高了系统的可靠性。

可选的，本实施例中的电源监控器10和硬件下电板11通过硬件下电板11中的下电继电器110与下电器件12连接，为了便于描述，实施例将硬件下电板11与集成在内部的下电继电器110分开。如图1所示，电源监控器10的输出端通过下电继电器110的常闭触点NC与下电器件12的第一输入端连接，硬件下电板11的输出端通过下电继电器110的常开触点NO与下电器件12的第二输入端连接，下电器件12的线圈与下电继电器110的公共触点连接，其中，下电器件12的第一输入端和第二输入端分别为下电器件12的线圈的第一输入端和第二输入端，下电器件12的输出端即触点与电池组和母排连接。示例性的，当电源监控器10正常时，默认由电源监控器10通过常闭触点NC输出下电控制信号到下电器件12的线圈，通过下电器件12断开电池组与负载的连接，当电源监控器10移除或故障时，硬件下电板11控制下电继电器110动作，即下电继电器110的常闭触点NC断开，常开触点NO触点闭合，硬件下电控制信号通过常开触点NO输出到下电器件12的线圈，由下电器件12断开电池组与负载的连接。

可选的，第一下电条件可以是电池组的电压小于电源监控器10设置的电压阈值，第二下电条件可以是电池组的电压小于硬件下电板11设置的硬件参考电压，硬件参考电压不高于电源监控器10设置的电压阈值。示例性的，当电源监控器10正常时，如果电源监控器10监测到交流停电，且电池组的电压小于电源监控器10设置的电压阈值时，输出第一下电控制信号，通过下电器件12控制电池组下电。当电源监控器10出现故障时，如果硬件下电板11监测到电池组的电压小于硬件参考电压，输出第二下电控制信号，通过下电器件12控制电池组下电，即当电源监控器10出现故障时，通过硬件下电板11实现下电控制，保护了电池组。

可选的，当存在多个负载，例如包括一次负载和二次负载时，还可以分别设置相应的阈值，依次断开电池组与负载的连接，其中，一次负载为次要负载，二次负载为主要负载。此时，第一下电条件可以包括电池组的电压小于一次负载下电电压和电池组的电压小于电池下电电压阈值，第二下电条件可以包括电池组的电压小于硬件下电参考电压，其中，一次负载下电电压为次要负载下电的电压，电池下电电压阈值为电源监控器10设置的用于控制电池组下电的电压，也可以理解为二次负载的下电电压，一次负载下电电压大于电池下电电压阈值，硬件下电参考电压不高于电池下电电压阈值。

示例性的，当电源监控器10正常时，如果电源监控器10监测到交流停电，且电池组的电压小于一次负载下电电压，则生成并发送一次负载下电控制信号给下电器件12，以通过下电器件12优先断开次要负载的供电，延长主要负载的供电时间，如果电源监控器10监测到电池组的电压小于电池下电电压阈值，生成并发送电池下电控制信号，通过下电器件12控制电池组下电。当电源监控器10出现故障，硬件下电板11监测到电池组的电压小于硬件参考电压时，硬件下电板11生成并发送第二下电控制信号给各下电器件12，断开各负载的供电。

由于电源监控器10的监控功能较复杂，出现故障的概率也较高，而硬件下电板11仅执行下电一项功能，结构简单，不容易出现故障，本实施例通过电源监控器10和硬件下电板11配合的方式控制下电，大大的降低了电池组损坏的几率。

本申请实施例提供一种下电控制装置，包括电源监控器、硬件下电板和下电器件，电源监控器的优先级高于硬件下电板的优先级，当电源监控器正常时，优先通过电源监控器控制下电器件，当电源监控器出现故障时，通过硬件下电板控制下电器件，解决了现有技术中因电源监控器移除或出现故障无法执行下电操作控制下电执行器件断开的问题，保护了电池组。

图2为本申请实施例提供的另一种下电控制装置的结构图。

本实施例的下电控制装置1包括：电源监控器10、硬件下电板11和下电器件12，硬件下电板11包括电压采集模块111、电压比较模块112和脉冲发生模块113，电压采集模块111、电压比较模块112和脉冲发生模块113顺次连接。其中，电压采集模块111，用于采集电池组的电压。电压比较模块112，用于当电池组的电压小于硬件下电参考电压时，触发脉冲发生模块113，以使脉冲发生模块113生成第二下电控制信号。

具体的，当电源监控器10出现故障时，电压比较模块112将电压采集模块111采集到的电池组的电压与硬件下电参考电压进行比较，如果电池组的电压小于硬件下电参考电压，电压比较模块112的输出翻转，例如当电池组的电压大于硬件下电参考电压时，电压比较模块112输出高电平，当电池组的电压小于硬件下电参考电压时，电压比较模块112输出低电平，高电平到低电平的过程称为翻转。脉冲发生模块113在电压比较模块112的触发下，生成第二下电控制信号。

其中，电压比较模块112为可以对两个输入进行比较，并根据比较结果输出不同信号的装置，例如运算放大器。脉冲发生模块113可以包括两个MOS管、三极管和多谐振荡器，当电压比较模块112的输出翻转时，第一MOS管断开，三极管导通，多谐振荡器产生一个脉宽信号，在此脉宽时间内第二MOS管导通，使得下电器件12的线圈通电，触点断开，从而断开电池组与负载的连接，实施例对实现该功能的具体模块的结构不进行限定，只要在监测到电池组的电压小于硬件下电参考电压时，可以控制下电器件12的线圈通电，触点断开即可。

本申请实施例的硬件下电板仅执行下电一项功能，结构简单、接线方便、容易替换和安装，而且不易出现故障，与电源监控器的配合解决了现有技术中因电源监控器移除或出现故障无法执行下电操作控制下电执行器件断开的问题，保护了电池组。

在上述实施例的基础上，硬件下电板11还包括第一延时模块114和第二延时模块115，电压比较模块112通过第一延时模块114和第二延时模块115与脉冲发生模块113连接。电压比较模块112的输出翻转后经过第一延时模块114设定的延时时间后，优先控制下电继电器110动作，完成第二下电控制信号通路的选择，经过第二延时模块115的延时后再触发脉冲发生模块113控制下电器件12动作，断开负载的供电。其中，第一延时模块114设定的延时时间大于电源监控器10设定的下电时间，从而保证了电源监控器10下电控制的高优先级，在电源监控器10正常的时候优先由电源监控器10控制下电，避免了电源监控器10正常时下电没有告警记录的问题。第二延时模块115设定的延时时间大于硬件下电板11中下电继电器110的动作时间即可。

在上述实施例的基础上，硬件下电板11还包括电源供电模块116，电源供电模块116分别与电压采集模块111、电压比较模块112和脉冲发生模块113连接，用于将48V的电压转换为5V的电压后为电压采集模块111、电压比较模块112和脉冲发生模块113供电。

本申请实施例通过设置延时模块，使延时模块的延时时间大于电源监控器的下电时间，保证了电源监控器的高优先级，在电源监控器正常的时候优先由电源监控器控制下电，避免了电源监控器正常时下电没有告警记录的问题。

图3为本申请实施例提供的一种电池组下电后，电源监控器和硬件下电板断电的场景示意图。

图3是按照实际应用搭建的一个通信电源系统，该系统包括整流器41、电源监控器42、硬件下电板43、直流防雷模块44、下电接触器KM1、下电接触器KM2、保险丝FU1-保险丝FU5、二极管D1、电池组45、主要负载RL1和次要负载RL2。其中，整流器41用于为负载RL1和负载RL2提供主输出并连接到母排，实际应用时还可以用DC/DC模块替换，母排即为图3中BUS+和BUS-。电池组45用于当交流停电时，备用输出为主要负载RL1和次要负载RL2供电。保险丝FU1-保险丝FU5用于电路短路或过载防护。下电接触器KM1用于切断电池组45和主要负载RL1的供电回路。下电接触器KM2用于切断次要负载RL2的供电回路。二极管D1用于防反接。直流防雷模块44用于直流端的雷击防护。图3中的下电接触器KM1由电源监控器42和硬件下电板43共同控制，下电接触器KM2由电源监控器42控制，电源监控器42和硬件下电板43均从母排上取电。

当交流停电，且满足下电条件时，电源监控器41或硬件下电板43控制下电接触器KM1和下电接触器KM2执行下电操作，断开电池组45与所有负载的供电回路以及电源监控器41和硬件下电板43的供电，当交流来电时，电源监控器41重新上电工作。

图4为本申请实施例提供的一种电池组下电后，电源监控器和硬件下电板不断电的场景示意图。

图4是按照实际应用搭建的另一个通信电源系统，该系统的构成与图3基本相同，只是图4中的电源监控器42和硬件下电板43分别通过二极管D2和二极管D3从母排和电池组45取电，当电源监控器42或硬件下电板43控制下电接触器KM1和下电接触器KM2执行下电操作后，电池组45与所有负载的供电回路均断开，但是电源监控器42或硬件下电板43仍有电，此时，电源监控器42仍可以监控系统的各项状态，由于电源监控器42和硬件下电板43的功耗很小，电池组45的电压基本保持不变。

图5为本申请实施例提供的一种下电控制方法的流程图。

S610、如果电源监控器正常，且所述电源监控器监测到交流停电以及电池组的电压满足第一下电条件，所述电源监控器通过下电器件断开电池组和负载的连接。

S620、如果所述电源监控器出现故障，硬件下电板监测到所述电池组的电压满足第二下电条件，所述硬件下电板通过所述下电器件断开所述电池组和负载的连接。

其中，所述电源监控器的优先级高于所述硬件下电板的优先级。

可选的，所述第一下电条件包括所述电池组的电压小于一次负载下电电压和所述电池组的电压小于电池下电电压阈值，所述一次负载下电电压大于所述电池下电电压阈值；

所述第二下电条件包括所述电池组的电压小于硬件下电参考电压，所述硬件下电参考电压不高于所述电池下电电压阈值。

一次负载为次要负载，二次负载为主要负载，一次下电器件为控制次要负载供电状态的执行器件，二次下电器件为控制主要负载供电状态的执行器件。

本申请实施例提供一种下电控制方法，如果电源监控器正常，当交流停电，且电池组的电压满足第一下电条件时，优先通过电源监控器控制下电器件，断开电池组和负载的连接，如果电源监控器出现故障，当电池组的电压满足第二下电条件时，通过硬件下电板控制下电器件，断开电池组和负载的连接，即通过电源监控器和硬件下电板配合的方式，解决了现有技术中因电源监控器移除或出现故障无法执行下电操作控制下电执行器件断开的问题，保护了电池组。

本实施例中的下电控制方法与上述实施例的下电控制装置属于同一发明构思，具体细节可以参考上述实施例，此处不再赘述。

图6为本申请实施例提供的一种下电控制方法的实现流程图。

具体的，当通信电源系统出现交流停电时，电池组给负载继续供电，如果电源监控器正常且监测到电池组的电压小于一次负载下电电压，则控制一次下电器件动作，断开次要负载的供电，以延长主要负载的供电时间，此时，电池组继续放电，当电池组的电压小于电池下电电压阈值时，控制二次下电器件动作，使电池组下电。当电源监控器出现故障时，如果硬件下电板监测到电池组的电压小于硬件下电参考电压，经过一定的硬件下电延时后，控制下电器件动作，断开电池组与负载的连接。通过电源监控器和硬件下电板的配合，解决了现有技术中因电源监控器移除或出现故障无法执行下电操作控制下电执行器件断开的问题，保护了电池组。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种下电控制装置，其特征在于，包括：电源监控器、硬件下电板和下电器件，所述电源监控器的优先级高于所述硬件下电板的优先级；

所述电源监控器的输出端与所述下电器件的第一输入端连接，所述硬件下电板的输出端与所述下电器件的第二输入端连接，所述下电器件的输出端外接电池组；

所述电源监控器，用于当监测到交流停电且所述电池组的电压满足第一下电条件时，生成并发送第一下电控制信号给所述下电器件；

所述硬件下电板，用于当所述电源监控器出现故障且监测到所述电池组的电压满足第二下电条件时，生成并发送第二下电控制信号给所述下电器件；

所述下电器件，用于根据所述第一下电控制信号或第二下电控制信号，断开所述电池组与负载的连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述硬件下电板包括电压采集模块、电压比较模块和脉冲发生模块；

所述电压采集模块、电压比较模块和脉冲发生模块顺次连接；

所述电压采集模块，用于采集所述电池组的电压；

所述电压比较模块，用于当所述电池组的电压小于硬件下电参考电压时，触发所述脉冲发生模块，以使所述脉冲发生模块生成第二下电控制信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述硬件下电板还包括第一延时模块和第二延时模块；

所述电压比较模块通过所述第一延时模块和第二延时模块与脉冲发生模块连接；

所述第一延时模块设定的延时时间大于所述电源监控器设定的下电时间，所述第二延时模块设定的延时时间大于所述硬件下电板中下电继电器的动作时间。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述硬件下电板还包括电源供电模块，所述电源供电模块分别与所述电压采集模块、电压比较模块和脉冲发生模块连接，用于为所述电压采集模块、电压比较模块和脉冲发生模块供电。

5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述第一下电条件包括所述电池组的电压小于一次负载下电电压和所述电池组的电压小于电池下电电压阈值，所述一次负载下电电压大于所述电池下电电压阈值；

所述第二下电条件包括所述电池组的电压小于硬件下电参考电压，所述硬件下电参考电压不高于所述电池下电电压阈值。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电源监控器，具体用于：

当交流停电且所述电池组的电压小于一次负载下电电压时，生成并发送一次负载下电控制信号给所述下电器件，以通过所述下电器件控制一次负载下电；

当所述电池组的电压小于所述电池下电电压阈值时，生成并发送电池下电控制信号，以通过所述下电器件控制所述电池组下电。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述硬件下电板，具体用于：

当所述电源监控器出现故障且监测到所述电池组的电压小于硬件参考电压时，生成并发送第二下电控制信号给所述下电器件。

8.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述下电器件为磁保持型接触器或磁保持型继电器。

9.一种下电控制方法，其特征在于，包括：

如果电源监控器正常，且所述电源监控器监测到交流停电以及电池组的电压满足第一下电条件，所述电源监控器通过下电器件断开电池组和负载的连接；

如果所述电源监控器出现故障，硬件下电板监测到所述电池组的电压满足第二下电条件，所述硬件下电板通过所述下电器件断开所述电池组和负载的连接；

其中，所述电源监控器的优先级高于所述硬件下电板的优先级。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一下电条件包括所述电池组的电压小于一次负载下电电压和所述电池组的电压小于电池下电电压阈值，所述一次负载下电电压大于所述电池下电电压阈值；

所述第二下电条件包括所述电池组的电压小于硬件下电参考电压，所述硬件下电参考电压不高于所述电池下电电压阈值。

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