CN204243892U - 一种兼容多种供电方式的基站用开关电源装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种兼容多种供电方式的基站用开关电源装置，涉及通信基站供电技术，旨在提供一种兼容新能源、工频交流、高频交流等多种供电方式的基站用开关电源装置。本实用新型技术要点：包括工频/高频切换装置、开关电源监控单元、交流配电单元、整流模块、直流配电电源、蓄电池以及高频发电机；其中工频/高频切换装置具有工频交流电输入端与高频交流电输入端，还具有交流电输出端；高频交流电输入端与高频发电机的交流电输出端连接；工频交流电输入端用于接入市电；工频/高频切换装置、交流配电单元、整流模块与直流配电单元顺序连接；直流配电单元分别与蓄电池、基站用电设备连接等。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信基站供电技术，尤其是一种兼容型开关电源装置。
背景技术
在移动通讯基站，需要使用开关电源装置将220V，50Hz工频的市电转换为-48V/+24V的标准直流电为基站设备供电，维持设备的正常工作。当市电停电时就需要使用高频发电机发出的高频交流电，一般为100Hz，代替工频交流电继续供给开关电源装置以维持基站设备正常工作。
然而某些地区，如偏远山区，电力供应紧张，基站中市电停电频繁，开关电源装置的交流输入切换（工频/高频交流电之间的切换）频繁，现有的开关电源装置不能实现工频交流电与高频交流电的兼容，导致切换工作较为复杂。
且现有的基站供电保障措施单一，一旦市电不能正常使用，只能依赖发电机，基站发电工作量繁重。
可见现有的发电机技术和工作模式已经无法适应通信业务发展的需求。另外，通信运营商对成本控制、节能减排要求越来越高，如何选用性能可靠基站开关电源，解决开关电源市电和油机供电切换问题，同时适应新型节能型高频发电机的供电要求，是基站开关电源创新和发展的重要课题。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种兼容多种供电方式的基站用开关电源装置。
本实用新型采用的技术方案是这样的：
包括工频/高频切换装置、开关电源监控单元、交流配电单元、整流模块、直流配电电源、蓄电池以及高频发电机；
其中工频/高频切换装置具有工频交流电输入端与高频交流电输入端，还具有交流电输出端；高频交流电输入端与高频发电机的交流电输出端连接；工频交流电输入端用于接入市电；
工频/高频切换装置的交流电输出端与所述交流配电单元的输入端连接，所述交流配电单元的输出端与整流模块的输入端连接；
整流模块的输出端与直流配电单元的输入端连接；
直流配电单元分别与蓄电池、基站用电设备连接；
开关电源监控单元与高频发电机的启动控制端、工频/高频切换装置的切换控制端、工频/高频切换装置的工频交流电输入端、交流配电单元的输入端以及蓄电池具有信号连接。
进一步，还包括新能源发电系统；所述新能源发电系统的直流电输出端与所述直流配电单元的输入端连接；开关电源监控单元还与新能源发电系统的输出检测端具有信号连接，以及与新能源发电系统的控制管理单元具有信号连接。
进一步，所述整流模块包括切换开关、工频整流电路、工频滤波电路、高频整流电路、高频滤波电路及调制电路模块；
所述切换开关具有一个输入端、一个控制端与两个输出端；
切换开关的输入端与整流模块的输入端连接，切换开关的一个输出端与工频整流电路的输入端连接，切换开关的另一个输出端与高频整流电路的输入端连接；
工频整流电路的输出端与工频滤波电路的输入端连接，工频滤波电路的输出端与调制电路模块的一个输入端连接；
高频整流电路的输出端与高频滤波电路的输入端连接，高频滤波电路的输出端与调制电路模块的另一个输入端连接；
调制电路模块的输出端与整流模块的输出端连接；
切换开关的控制端与开关电源监控模块具有信号连接。
进一步，所述整流模块包括交流电频率检测电路、切换开关、工频整流电路、工频滤波电路、高频整流电路、高频滤波电路及调制电路模块；
所述切换开关具有一个输入端、一个控制端与两个输出端；
整流模块的输入端与切换开关的输入端连接，切换开关的一个输出端与工频整流电路的输入端连接，切换开关的另一个输出端与高频整流电路的输入端连接；
工频整流电路的输出端与工频滤波电路的输入端连接，工频滤波电路的输出端与调制电路模块的一个输入端连接；
高频整流电路的输出端与高频滤波电路的输入端连接，高频滤波电路的输出端与调制电路模块的另一个输入端连接；
调制电路模块的输出端与整流模块的输出端连接；
交流电频率检测电路的输入端与整流模块的输入端连接，交流电频率检测电路的切换信号输出端与切换开关的控制端具有信号连接。
进一步，所述整流模块包括工频与高频兼容整流电路、工频与高频兼容滤波电路及调制电路模块；
整流模块的输入端与工频与高频兼容整流电路的输入端连接；
工频与高频兼容整流电路的输出端和工频与高频兼容滤波电路的输入端连接，工频与高频兼容滤波电路的输出端与调制电路模块的输入端连接；
调制电路模块的输出端与整流模块的输出端连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型可自适应工频和高频交流电的输入，开关电源整流模块输出符合通信用高频开关电源的各种技术指标的直流电，无需进行工频交流电与高频交流电的人工切换，节省了人力成本，提高了不同电源切换的速度。
本实用新型除了兼容传统的交流电供电方式外，还能兼容风能、太阳能灯新能源发电系统输出的直流电，有助于节省基站用电成本，同时实现节能减排的效果。
本实用新型中的开关电源监控单元除具有常规的通信用高频开关电源的功能外，还具备工频交流电与高频交流电的自动识别、自动化切换的功能，可控制开关电源整流模块的输入和输出，同时还具有高频交流发电机自启动管理功能。
附图说明
图1为本实用新型装置原理框图。
图2为本实用新型中整流模块一个具体实施方式的原理框图。
图3为本实用新型中整流模块另一个具体实施方式的原理框图。
图4为本实用新型中整流模块第三个具体实施方式的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1 ，本实用新型提供的一种兼容多种供电方式的基站用开关电源装置，包括：
工频/高频切换装置、开关电源监控单元、交流配电单元、整流模块、直流配电电源、蓄电池以及高频发电机。
其中工频/高频切换装置具有工频交流电输入端与高频交流电输入端，还具有交流电输出端；高频交流电输入端与高频发电机的交流电输出端连接；工频交流电输入端用于接入市电。
工频/高频切换装置的交流电输出端与所述交流配电单元的输入端连接，所述交流配电单元的输出端与整流模块的输入端连接；整流模块的输出端与直流配电单元的输入端连接；直流配电单元分别与蓄电池、基站用电设备连接。
开关电源监控单元与高频发电机的启动控制端、工频/高频切换装置的切换控制端、工频/高频切换装置的工频交流电输入端、交流配电单元的输入端以及蓄电池具有信号连接。
在其他实施例中，本实用新型还兼容了新能源发电系统，如风能发电系统与太阳能发电系统。新能源发电系统可直接输出满足需要的标准直流电。
将新能源发电系统的直流电输出端与所述直流配电单元的输入端连接；开关电源监控单元还与新能源发电系统的输出检测端具有信号连接，以及与新能源发电系统的供电开关具有信号连接。
本实用新型的工作过程是这样的：
正常情况下，工频/高频切换装置将市电接入交流配电单元，当开关电源监控单元在检测到工频/高频切换装置的工频交流电输入端没有输入时，则检测蓄电池的电量，若蓄电池的电量低于设定值，如46V，开关电源监控单元通过控制工频/高频切换装置的切换控制端将工频/高频切换装置的高频交流电输入端与工频/高频切换装置的交流输出端接通，并通过高频发电机的启动控制端启动高频发电机发电。若蓄电池的电量不低于设定值，则由蓄电池通过直流配电单元为基站用电设备供电。
当装置兼容新能源供电时，所述开关电源监控单元检测新能源发电系统输出检测端，当检测到新能源发电系统输出电压稳定时，也就是说新能源发电系统工作正常时，启动新能源系统供电；同时控制工频/高频切换装置断开工频交流电或高频交流电输入。
为了兼容工频交流电与高频交流电，本实用新型对开关电源装置中的整流模块还做了以下改进。
如图2，整流模块的第一种实施方式包括切换开关、工频整流电路、工频滤波电路、高频整流电路、高频滤波电路及调制电路模块。
所述切换开关具有一个输入端、一个控制端与两个输出端；整流模块的输入端与切换开关的输入端连接，切换开关的一个输出端与工频整流电路的输入端连接，切换开关的另一个输出端与高频整流电路的输入端连接。
工频整流电路的输出端与工频滤波电路的输入端连接，工频滤波电路的输出端与调制电路模块的一个输入端连接。
高频整流电路的输出端与高频滤波电路的输入端连接，高频滤波电路的输出端与调制电路模块的另一个输入端连接；调制电路模块的输出端与整流模块的输出端连接。
切换开关的控制端与开关电源监控模块具有信号连接。
开关电源监控单元检测交流配电单元的输入端上的交流电为工频交流电还是高频交流电，若为工频交流电，开关电源监控单元通过切换开关的控制端将整流模块的输入端与工频整流电路的输入端连通，若为高频交流电，开关电源监控单元通过切换开关的控制端将整流模块的输入端与高频整流电路的输入端。
如图3，整流模块的第二种具体实施方式包括交流电频率检测电路、切换开关、工频整流电路、工频滤波电路、高频整流电路、高频滤波电路及调制电路模块。
所述切换开关具有一个输入端、一个控制端与两个输出端；切换开关的输入端与整流模块的输入端连接，切换开关的一个输出端与工频整流电路的输入端连接，切换开关的另一个输出端与高频整流电路的输入端连接。
工频整流电路的输出端与工频滤波电路的输入端连接，工频滤波电路的输出端与调制电路模块的一个输入端连接。
高频整流电路的输出端与高频滤波电路的输入端连接，高频滤波电路的输出端与调制电路模块的另一个输入端连接。
调制电路模块的输出端与整流模块的输出端连接。
交流电频率检测电路的输入端与整流模块的输入端连接，交流电频率检测电路的切换信号输出端与切换开关的控制端具有信号连接。
所述交流电频率检测电路用于检测整流模块的输入交流电为工频交流电还是高频交流电，若为工频交流电，交流电频率检测电路通过切换开关的控制端将切换开关的输入端与工频整流电路的输入端接通，若为高频交流电，交流电频率检测电路通过切换开关的控制端将切换开关的输入端与高频整流电路的输入端接通。
如图4，整流模块的第三种实施方式包括工频与高频兼容整流电路、工频与高频兼容滤波电路及调制电路模块；整流模块的输入端与工频与高频兼容整流电路的输入端连接；工频与高频兼容整流电路的输出端和工频与高频兼容滤波电路的输入端连接，工频与高频兼容滤波电路的输出端与调制电路模块的输入端连接；调制电路模块的输出端与整流模块的输出端连接。
其中工频与高频兼容整流电路、工频与高频兼容滤波电路选用了同时兼容工频和高频交流电的元器件，实现了无论开关电源整流模块输入的是高频交流电还是高频交流电，均可实现整流输出为-48V/+24v的直流电，满足通信用高频开关电源的各种技术指标。
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 (5)
1.一种兼容多种供电方式的基站用开关电源装置，其特征在于，包括：
工频/高频切换装置、开关电源监控单元、交流配电单元、整流模块、直流配电电源、蓄电池以及高频发电机；
其中工频/高频切换装置具有工频交流电输入端与高频交流电输入端，还具有交流电输出端；高频交流电输入端与高频发电机的交流电输出端连接；工频交流电输入端用于接入市电；
工频/高频切换装置的交流电输出端与所述交流配电单元的输入端连接，所述交流配电单元的输出端与整流模块的输入端连接；
整流模块的输出端与直流配电单元的输入端连接；
直流配电单元分别与蓄电池、基站用电设备连接；
开关电源监控单元与高频发电机的启动控制端、工频/高频切换装置的切换控制端、工频/高频切换装置的工频交流电输入端、交流配电单元的输入端以及蓄电池具有信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种兼容多种供电方式的基站用开关电源装置，其特征在于，还包括新能源发电系统；所述新能源发电系统的直流电输出端与所述直流配电单元的输入端连接；开关电源监控单元还与新能源发电系统的输出检测端具有信号连接，以及与新能源发电系统的控制管理单元具有信号连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种兼容多种供电方式的基站用开关电源装置，其特征在于，所述整流模块包括切换开关、工频整流电路、工频滤波电路、高频整流电路、高频滤波电路及调制电路模块；
所述切换开关具有一个输入端、一个控制端与两个输出端；
切换开关的输入端与整流模块的输入端连接，切换开关的一个输出端与工频整流电路的输入端连接，切换开关的另一个输出端与高频整流电路的输入端连接；
工频整流电路的输出端与工频滤波电路的输入端连接，工频滤波电路的输出端与调制电路模块的一个输入端连接；
高频整流电路的输出端与高频滤波电路的输入端连接，高频滤波电路的输出端与调制电路模块的另一个输入端连接；
调制电路模块的输出端与整流模块的输出端连接；切换开关的控制端与开关电源监控模块具有信号连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种兼容多种供电方式的基站用开关电源装置，其特征在于，所述整流模块包括交流电频率检测电路、切换开关、工频整流电路、工频滤波电路、高频整流电路、高频滤波电路及调制电路模块；
所述切换开关具有一个输入端、一个控制端与两个输出端；
整流模块的输入端与切换开关的输入端连接，切换开关的一个输出端与工频整流电路的输入端连接，切换开关的另一个输出端与高频整流电路的输入端连接；
工频整流电路的输出端与工频滤波电路的输入端连接，工频滤波电路的输出端与调制电路模块的一个输入端连接；
高频整流电路的输出端与高频滤波电路的输入端连接，高频滤波电路的输出端与调制电路模块的另一个输入端连接；
调制电路模块的输出端与整流模块的输出端连接；
交流电频率检测电路的输入端与整流模块的输入端连接，交流电频率检测电路的切换信号输出端与切换开关的控制端具有信号连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种兼容多种供电方式的基站用开关电源装置，其特征在于，所述整流模块包括工频与高频兼容整流电路、工频与高频兼容滤波电路及调制电路模块；
整流模块的输入端与工频与高频兼容整流电路的输入端连接；
工频与高频兼容整流电路的输出端和工频与高频兼容滤波电路的输入端连接，工频与高频兼容滤波电路的输出端与调制电路模块的输入端连接；
调制电路模块的输出端与整流模块的输出端连接。
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