CN203562823U - 一种基站电源管理系统 - Google Patents

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郭洪
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Abstract

本实用新型提供一种基站电源管理系统，包括AC/DC变换模块、AC电流检测开关、充电电池组、DC/DC变换模块、电池信息采集模块、核心控制模块、恒流源开关。本实用新型的基站电源管理系统实现了可由外部或电池供电的双保险功能，并且具有过热保护、过流保护、欠压保护、电池过充保护及可测试电池老化或损坏的功能。

Description

一种基站电源管理系统
技术领域
本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及一种基站电源管理系统。
背景技术
在坑道中，含有各种爆炸性气体和粉尘，环境非常危险和复杂，微小的能量即可点燃爆炸性气体，所以基站电源的防爆安全性能是非常关键的。另外基站电源一旦发生故障，通信系统将全部中断，所以基站电源安全可靠的运行也是非常关键的。一个先天不足的基站电源系统将造成通信安全的巨大风险和后期人力、物力、财力的巨大重复投入，所以坑道基站电源系统必须保证具有高安全性和高可靠性。
目前坑道基站电源管理技术在安全方面和可靠运行方面有很大的空缺，大部分电源无法达到本质安全标准，也未做到可靠运行。此外，电源的详细信息也无法实时得知，无法满足坑道用户的需求。
实用新型内容
本实用新型提出一种基站电源管理系统，适用于坑道等对安全要求较高的场景，该系统的具体结构如图1所示，包括：AC/DC变换模块、AC电流检测开关、充电电池组、DC/DC变换模块、电池信息采集模块、核心控制模块、恒流源开关；其中：
AC/DC变换模块用于将交流电流变换为直流电流；
AC电流检测开关用于检测AC/DC变换模块是否有直流电流输出，如果有，则接通AC/DC变换模块的输出端与DC/DC变换模块的输入端；如果没有，则改为接通充电电池组的输出端与DC/DC变换模块的输入端；
DC/DC变换模块用于将输入电流变换为基站所需要的直流电流；
电池信息采集模块用于采集充电电池组信息并汇报给核心控制模块，所述信息可以包括电量、温度、电流、电压、电池老化和损坏信息；进一步的，所述信息还可以是充电电池组的单体电池的信息；
恒流源开关用于接通AC电流检测开关的输出端与充电电池组的充电接口，采用AC/DC变换模块的直流电流输出为充电电池组充电；
核心控制模块用于根据充电电池组信息控制恒流源开关。
优选的，所述DC/DC变换模块包括DC/DC变换第一模块、DC/DC变换第二模块、DC/DC变换第三模块；AC电流检测开关的输出端连接DC/DC变换第一模块、DC/DC变换第二模块；DC/DC变换第一模块的输出端给基站的基带板、射频板、同步板供电，同时连接DC/DC变换第三模块的输入端；DC/DC变换第二模块的输出端给控制核心模块供电；DC/DC变换第三模块的输出端给基站的接口板供电。
优选的，核心控制模块通过一个串口隔离模块与基带板通信，上传电源管理系统的工作状态和充电电池组信息。
优选的，所述系统还包括电池防反接模块，用于提示充电电池反接。
优选的，采用多路选择开关连接核心控制模块和电池信息采集模块。
优选的，充电电池组为镍氢电池组。
优选的，AC/DC变换模块输入85V～250V的交流电流。
本实用新型的电源管理系统作为基站的供电设备，实现了可由外部或电池供电的双保险功能，可解决坑道中紧急断电后导致通信也中断的情况；具有过热保护、过流保护、欠压保护、电池过充保护及可测试电池老化或损坏功能，实现电源的高安全性和高可靠性；实现了防电池反接功能，可解决电池接反毁坏电池和电源板的问题。
附图说明
图1是本实用新型基站电源管理系统的结构框图；
图2是本实用新型实施例的矿用隔爆基站电源板整体结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细的说明。
本实施例以坑道中矿用隔爆基站的电源板为例来说明本实用新型。矿用隔爆基站电源板是隔爆基站的关键部分，给后级模块提供电源，直接关系到后级模块能否正常工作。本实施例的电源板的整体结构框图如图2所示，主要包括以下模块：AC/DC变换模块、1.2V×18的镍氢充电电池组、AC电流检测开关、DC/DC变换第一模块、DC/DC变换第二模块、DC/DC变换第三模块、核心控制模块、恒流源开关、电池信息采集模块、串口隔离模块、电池防反接模块。
AC/DC变换模块：宽输入85V AC～250V AC、输出为27V DC，输出端连接AC电流检测开关；
1.2V×18的镍氢充电电池组：输出端通过电池防反接模块连接AC电流检测开关的输出端；
AC电流检测开关：其主要作用是检测充电电池组和AC/DC变换模块的电流，当检测到AC/DC变换模块有输出时，选择AC/DC变换模块作为电源板的电源，当检测到AC/DC电源模块无输出时，立即切换充电电池组作为电源板的电源；
DC/DC变换第一模块：输入端连接AC电流检测开关获得27V DC（采用27V DC输入的原因是：由于电池满容量电压为26V，采用27V DC输入可以保证把电池充满），输出26V给后级基带板、射频板、同步板、LED板等供电，同时输出端连接DC/DC变换第三模块；
DC/DC变换第二模块：输入端连接AC电流检测开关获得27V DC，调节配置输出为3.3V DC给核心控制模块供电；
DC/DC变换第三模块：输出12V给接口板供电；
核心控制模块：采用MSP430G2553单片机，MSP430作为电源板的核心控制模块，通过控制恒流源开关接通AC/DC变换模块的输出电流给镍氢充电电池组充电，通过电池信息采集模块监控电池状态，通过串口隔离模块与基带板通信，上传电源板工作状态和电池信息；
恒流源开关：输入端连接AC电流检测开关获得来自AC/DC变换模块的27V DC，给镍氢充电电池组提供恒定充电电流；
电池信息采集模块：对单体电池电压以及其它各项关键信号（电流、电量、电池老化和损坏信息）进行采集监控；
串口隔离模块：核心控制模块与基带板进行通信的RS232串口发送及接收部分，经过光耦进行隔离，其目的是防止电源板的噪声干扰进入基带板和射频板中；
防电源反接模块：其主要作用是防止电池反接，造成器件损坏，主要由两个MOS管组成。当电池反接时，MOS管发光，提示电池反接。
多路选择开关：由于电池信息的采集路数较多，控制器件DA通道数有限，因此采用一个多路选择开关来连接电池信息采集模块和核心控制模块。
本实施例中，核心控制模块的控制方法具体如下：
上电初始化后，首先对AC/DC变换模板输出的电压和电流参数进行检测，若不在预设门限内则进行告警；然后对电池方面的参数进行检测，若不在预设门限内则进行告警，电池参数检测项目如下：
◆是否有电池，若无电池则进行无电池告警，若电池在充电过程中则停止充电，若不在充电过程中，在清除无电池告警之前不允许电池充电；
◆检测电池电压，判断电池是否该充电，若电池电压小于电池充电门限，则对电池进行充电，开始记录充电时间，并上报DSP；
◆上报充电电流，判断电池是否充满（当电压或者温度任何一项达到充满的预设门限，均进行停止充电动作；当充电时间大于预设值的条件下，也进行停止充电动作），若没有充满则进行告警，对电池进行更换；
◆当电池在放电时对电池电压、电流、温度参数进行检测，若不在预设值范围之内则进行告警，对于严重告警，则直接进行保护。
◆中断接收DSP指令，DSP指令包括强行接入电池，强行断开电池，强行充电，电池状态信息，点灯类型，查询运行信息，对以上指令分别进行响应。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基站电源管理系统，其特征在于，所述系统包括以下模块：
AC/DC变换模块、AC电流检测开关、充电电池组、DC/DC变换模块、电池信息采集模块、核心控制模块、恒流源开关；
AC/DC变换模块用于将交流电流变换为直流电流；
AC电流检测开关用于检测AC/DC变换模块是否有直流电流输出，如果有，则接通AC/DC变换模块的输出端与DC/DC变换模块的输入端；如果没有，则改为接通充电电池组的输出端与DC/DC变换模块的输入端；
DC/DC变换模块用于将输入电流变换为基站所需要的直流电流；
电池信息采集模块用于采集充电电池组信息并汇报给核心控制模块；
恒流源开关用于接通AC电流检测开关的输出端与充电电池组的充电接口，采用AC/DC变换模块的直流电流输出为充电电池组充电；
核心控制模块用于根据充电电池组信息控制恒流源开关。
2.根据权利要求1所述电源管理系统，所述充电电池组信息包括电量、温度、电流、电压、电池老化和损坏信息。
3.根据权利要求2所述电源管理系统，其特征在于，所述充电电池组信息为充电电池组的单体电池的信息。
4.根据权利要求1～3所述电源管理系统之一，其特征在于，所述DC/DC变换模块包括DC/DC变换第一模块、DC/DC变换第二模块、DC/DC变换第三模块；
AC电流检测开关的输出端连接DC/DC变换第一模块、DC/DC变换第二模块；DC/DC变换第一模块的输出端给基站的基带板、射频板、同步板供电，同时连接DC/DC变换第三模块的输入端；DC/DC变换第二模块的输出端给控制核心模块供电；DC/DC变换第三模块的输出端给基站的接口板供电。
5.根据权利要求1～3所述电源管理系统之一，其特征在于，核心控制模块通过一个串口隔离模块与基带板通信，上传电源管理系统的工作状态和充电电池组信息。
6.根据权利要求1～3所述电源管理系统之一，其特征在于，所述系统还包括电池防反接模块，用于提示充电电池反接。
7.根据权利要求1～3所述电源管理系统之一，其特征在于，采用多路选择开关连接核心控制模块和电池信息采集模块。
8.根据权利要求1～3所述电源管理系统之一，其特征在于，充电电池组为镍氢电池组。
9.根据权利要求1～3所述电源管理系统之一，其特征在于，AC/DC变换模块输入85V～250V的交流电流。
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