CN1567668A - 一种过热保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种过热保护方法，其中，该方法包含以下步骤：a.每隔一定的时间间隔读取温度检测点的温度后，得到基站系统的当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn；b.根据该当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn统计各个温度的持续时间t1、t2、t3、……、tn；c.通过下式计算高温持续时间t，t＝A1*t1+A2*t2+A3*t3+……+An*tn，其中A1、A2、A3、……、An是预定值；d.如果该高温持续时间t超过预定的阈值，那么基站系统采取保护措施，否则继续步骤a。本发明解决现有技术中没有充分考虑温度和温度所持续的时间方面的不足，提供一种采用热量累积过程的基站系统的过热保护方法。

Description

一种过热保护方法

技术领域

本发明涉及散热技术，具体涉及用于基站系统的一种过热保护方法。

背景技术

在当今的电子产品中，尤其是如移动通信的基站设备等大型电子设备，由于采用了大规模集成电路和大功率的功放，使得一般基站系统的功耗为几千瓦，大容量基站系统甚至达到上万瓦。如此高的功率，使得设备的发热量很大，导致基站系统的环境温度很高，而对于电子产品而言，温度升高10℃，产品的可靠性几乎下降一半，因此必须使用散热设备才能使基站系统正常工作。

但当散热设备发生故障或基站本身局部故障等导致基站设备内部温度急剧上升时，就必须考虑采取诸如关闭功放和闭塞业务等保护措施来避免引起设备损坏。可见，对基站系统如何进行过热保护，是业界迫切需要解决的问题。

现有技术中通用过热保护方法如下：首先设定一个过热保护温度点，如60℃；然后从温度检测点读取当前的环境温度，如果当该环境温度达到60℃时就立即采取保护措施(如关功放和闭塞业务)。

然而，上述现有技术对基站设备只考虑了温度的常规保护方法，还不全面，例如若设过热保护温度点为60℃，若系统长时间处于59℃的环境，此时基站系统由于没有采取保护措施，将会对基站系统的使用寿命影响很大；又如，由于某种原因，基站系统内部的环境温度以非常快的速度上升到60℃，此时基站系统就会立即采取保护措施，然而由于环境温度上升速度过快，基站系统中单板上的元器件温度很有可能还在正常工作温度范围之内，此时如果立即采取保护措施(如关闭基站)，则会中断正常的业务运行，影响用户的使用，完全没有必要。

发明内容

本发明提供一种过热保护方法，以解决现有技术中不能较为全面且适时地采取过热保护措施的问题。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种过热保护方法，其中，该方法包含以下步骤：

a、每隔一定的时间间隔读取温度检测点的温度后，得到基站系统的当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn；

b、根据该当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn统计各个温度的持续时间t1、t2、t3、……、tn；

c、通过下式计算高温持续时间t，

t＝A1*t1+A2*t2+A3*t3+……+An*tn，其中A1、A2、

A3、……、An是预定值；

d、如果该高温持续时间t超过预定的阈值，那么基站系统采取保护措施，否则继续步骤a。

其中，所述步骤b中还进一步包括：如果该当前环境温度超过预定的阈值，基站系统立即采取保护措施。

所述步骤b中还进一步包括：当该当前环境温度低于预定阈值时，如果其持续时间超过设定值，则步骤c中的高温持续时间t重新开始统计。

所述步骤b具体是指：

b1、将基站系统中环境温度T1、T2、T3、……、Tn分为若干档，每相邻的档间都存在一定的温度差，如果该当前环境温度超过预定的阈值，基站系统立即采取保护措施，当该当前环境温度低于预定阈值时，如果其持续时间超过设定值，则步骤c中的高温持续时间t重新开始统计；

b2、根据该当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn统计若干档温度的持续时间t1、t2、……、tm，其中m为档数。

另外，为了使本发明更具有实用性，其中：

所述步骤a具体是指：每隔30分钟读取温度检测点的温度后，得到基站系统的当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn；

所述步骤b具体是指：

b1、将该当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn分为5档，每5℃一档，如果该当前环境温度超过80℃，基站系统立即采取保护措施，如果该当前环境温度低于55℃的时间超过120分钟，则步骤c中的高温持续时间t重新开始统计；

b2、根据该当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn统计5档温度的持续时间t1、t2、t3、t4、t5；

所述步骤c具体是指：通过下式计算高温持续时间t，t＝t1+2*t2+8*t3+16*t4+48*t5；

所述步骤b具体是指：如果该高温持续时间t超过96小时，那么基站系统采取保护措施。

本发明通过从两个维度(温度、温度所持续的时间)来考虑基站系统的过热保护，该过热保护是一个热量累积的过程。其与传统的过热保护方法相比具有如下优点：

1、对基站系统长期工作在略低于过热保护温度点，常规保护是不起作用的，这样会严重影响基站的寿命，利用本发明可以起到真正的保护作用。

2、由于某种特殊原因使得基站内部的温度以非常快的速度达到过热保护温度点，此时芯片的温度还在正常工作范围之内，利用常规保护方法，系统就要采取保护措施，而实际上根本没有必要保护，本发明可以克服现有技术这方面的不足，这一点对于基站系统这种不间断的通信系统来说尤为重要，因为基站不能随便关功放和闭塞用户。

下面结合附图说明和具体实现方式来详细介绍本发明。

附图说明

图1为本发明实施例的基站系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的方法流程图；

图3为本发明实施例的各温度段的权重坐标示意图。

具体实现方式

为能使贵审查员清楚本发明的结构组成，以及整体运作方式，兹配合图式说明如下：

本发明实施例的基站系统的结构示意图如图1所示，该基站系统WCDMA NodeB由三大部分组成：基带处理部分12、射频处理部分13、功放部分14。该产品的基带处理部分12和射频处理部分13共用一个散热系统，在其上部，即出风口11有风扇进行强迫风冷，在射频处理部分13的下面是散热系统的进风口15，进风口15布置有3个数字温度传感器17，这里将进风口温度当作设备所处的环境温度。该数字温度传感器17的信号引到监控单板16，在监控单板16上是这样处理的：

由于数字温度传感器只有一根TTL电平的数字信号线，在监控单板16上将三个进风口数字温度传感器17的信号引到监控单板16的EPLD上，监控单板16的EPLD和监控单板16的CPU之间有一个CPU接口，该CPU接口包含有8位地址、8位数据以及控制信号等，EPLD逻辑的作用是将数字温度传感器17的信号转化为CPU可以进行读写的寄存器值。EPLD是如何转换的不是本发明的重点，这里不作介绍。

一般在一个通信系统中(主要是指单个机柜)包括多个插框，每个插框里又插入有一定数量的电路板。对于通信系统一般都是通过风扇进行强迫散热，在风扇的进风口和出风口布置一定数量的温度传感器，其中进风口的温度和实际环境温度接近，因此可以认为该进风口的温度就是环境温度。现有技术中过热保护一般就是对环境温度设定一个值，如60℃，这当环境温度达到60℃时就立即对基站系统进行保护，如关闭业务，关闭设备等。

在风扇的进风口布置3个数字温度传感器，主要是从可靠性角度考虑，在正常情况下进风口温度为3个数字温度传感器的平均值，若其中一个数字温度传感器损坏时，则进风口温度为两个好的数字温度传感器的平均，若3个数字温度传感器全部损坏，则风扇全速运行。

假定本发明实施例中基站设备的正常工作环境温度范围0～45℃，极限工作环境温度-10～0℃，45～55℃。在正常环境温度下，要求基站系统能够正常工作；对于极限工作环境温度，功放要降额使用，根据BellCore(北美通信设备保护标准)GR-63：(R4-6)中的规定，在极限工作环境温度下要求设备连续运行时间不得超过96小时。

下面具体描述本发明实施例的具体内容：

第一、每隔一定的时间间隔读取温度检测点的温度后，得到基站系统的当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn；

基站系统首先通过监控单板16每隔30分钟读取3个数字温度传感器17的信号，其次通过监控单板16上的EPLD将数字温度传感器17的信号转化为CPU可以进行读写的寄存器值，然后确定环境温度，将三个数字温度传感器17的温度值进行两两比较，若其差值在允许范围之内，如本实施例假定为2℃，则取三个温度值的平均值作为环境温度，若有其中一个温度值和其它两个温度值相比较之差大于2℃，则将该温度值剔除，取其他两个温度值的平均值作为环境温度，若三个温度值之差都大于2℃，则说明至少有两个温度传感器损坏，则将风扇运行在全速状态。

第二、根据该当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn统计各个温度的持续时间t1、t2、t3、……、tn；

其具体来讲包括下面步骤：

1、将该当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn分为5档，每5℃一档，如果该当前环境温度超过80℃，基站系统立即采取保护措施，如果该当前环境温度低于55℃的时间超过120分钟，则步骤c中的高温持续时间t重新开始统计；

2、根据该当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn统计这5档温度的持续时间t1、t2、t3、t4、t5；

因为热量计算非常复杂，并且是非线性的，本实施例根据经验进行简化，设定在55℃≤T＜60℃温度间(T为当前环境温度)，基站单独运行时间96小时(此96小时参考BellCore标准得来的)发出的热量，等于在60℃≤T＜65℃基站单独运行时间48小时发热量，等于在65℃≤T＜70℃温度间基站单独运行12小时的发热量，等于70℃≤T＜75℃基站单独运行时间6小时的发热量，等于75℃≤T＜80基站单独运行时间2小时的发热量。由此可以推导出，在不同温度段的各个时间的权重，设55℃≤T＜60℃的权重为1，则60℃≤T＜65℃权重为2，65℃≤T＜70℃权重为8，70℃≤T＜75℃权重为16，75℃≤T＜80℃权重为48，请参见图3所示。

以上设定，都是考虑到单个温度区间运行的时间，但对实际基站来说，其温度变化是个渐变过程，如温度为68℃，其实它经过了55℃≤T＜60℃，60℃≤T＜65℃，65℃≤T＜70℃三个区间段，在各个区间持续的时间不一样。这样总的高温持续的时间，为各个温度区间持续时间乘上相应的权重后相加。

第三、通过下式计算高温持续时间t，

    t＝A1*t1+A2*t2+A3*t3+……+An*tn，其中A1、A2、A3、……、An是预定值；

设55℃≤T＜60℃的持续时间为t1，设60℃≤T＜65℃的持续时间为t2，设65℃≤T＜70℃的持续时间为t3，设70℃≤T＜75℃的持续时间为，设75℃≤T＜80℃的持续时间为t5，根据步骤二中的关系得出如下公式：

t＝t1+2*t2+8*t3+16*t4+48*t5

其中，t为高温持续时间。

第四、如果该高温持续时间t超过预定的阈值，那么基站系统采取保护措施，否则继续步骤a。

当t≥96小时，基站系统处理判断基站过热，则采取保护措施，将所有业务全部关闭，就可以采取保护措施，如关闭功放和闭塞用户了；

当t＜96小时，基站系统处理判断基站未处于过热状态，继续步骤一。

本发明实施例与传统的过热保护方法相比具有如下优点：

1、传统保护方法在长时间温度稍微低于高温保护设定点时，系统不作任何措施，这样对系统的寿命、可靠性影响很大，而本发明实施例可以解决此问题。

2、若系统环境温度以非常快的速度上升到保护设定点，此时系统马上就保护了，其实由于上升速度过快，系统内部的元器件温度很有可能还在正常工作温度范围之内，此时关闭系统对象通信系统这种不间断系统来说是致命的，本发明实施例可以解决此问题。

Claims (5)

1、一种过热保护方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

a、每隔一定的时间间隔读取温度检测点的温度后，得到基站系统的当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn；

b、根据该当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn统计各个温度的持续时间t1、t2、t3、……、tn；

c、通过下式计算高温持续时间t，

t＝A1*t1+A2*t2+A3*t3+……+An*tn，其中A1、A2、A3、……、An是预定值；

d、如果该高温持续时间t超过预定的阈值，那么基站系统采取保护措施，否则继续步骤a。

2、如权利要求1所述的一种过热保护方法，其中，所述步骤b中还进一步包括：如果该当前环境温度超过预定的阈值，基站系统立即采取保护措施。

3、如权利要求1所述的一种过热保护方法，其中，所述步骤b中还进一步包括：当该当前环境温度低于预定阈值时，如果其持续时间超过设定值，则步骤c中的高温持续时间t重新开始统计。

4、如权利要求1所述的一种过热保护方法，其中，所述步骤b具体是指：

b1、将基站系统中环境温度T1、T2、T3、……、Tn分为若干档，每相邻的档间都存在一定的温度差，如果该当前环境温度超过预定的阈值，基站系统立即采取保护措施，如果该当前环境温度低于预定阈值的持续时间超过设定值，则步骤c中的高温持续时间t重新开始统计；

b2、根据该当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn统计若干档温度的持续时间t1、t2、……、tm，其中m为档数。

5、如权利要求1所述的一种过热保护方法，其中，

所述步骤a具体是指：每隔30分钟读取温度检测点的温度后，得到基站系统的当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn；

所述步骤b具体是指：

b1、将该当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn分为5档，每5℃一档，如果该当前环境温度超过80℃，基站系统立即采取保护措施，如果该当前环境温度低于55℃的时间超过120分钟，则步骤c中的高温持续时间t重新开始统计；

b2、根据该当前环境温度T1、T2、T3、……、Tn统计5档温度的持续时间t1、t2、t3、t4、t5；

所述步骤c具体是指：通过下式计算高温持续时间t，t＝t1+2*t2+8*t3+16*t4+48*t5；

所述步骤b具体是指：如果该高温持续时间t超过96小时，那么基站系统采取保护措施。

Images