CN204681150U - 一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统属于通讯基站供电控制系统技术领域，尤其涉及一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统。本实用新型提供一种自动化程度高、安全性好的光柴储无线智能通讯基站供电控制系统。本实用新型包括柴油发电机组、外挂油箱、重力传感器、AD转换器、中央处理器、无线传输模块、充电管理电路、放电管理电路、AC/DC电源变换器、电源管理电路、太阳能电池组件、蓄电池组和负载，其结构要点柴油发电机组的电能输出端口与AC/DC电源变换器的电能输入端口相连，外挂油箱与柴油发电机组的主油箱连接，外挂油箱设置在重力传感器上，重力传感器的信号输出端口与AD转换器的信号输入端口相连。
Description
技术领域
本实用新型属于通讯基站供电控制系统技术领域，尤其涉及一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统。
背景技术
现有的自动互补型太阳能发电和柴油发电机发电系统，太阳能与柴油发电机自动切换的过程中，无法达到无缝的衔接和柴油发电机柴油低剩余量报警功能，无法做到无人值守和自动控制。
另外，现有自动切换技术中利用柴油发电机自带的ATS设备检测市电电压，当市电电压跌落到达一定时间时，自动启动柴油发电机进行光柴互补，这样的间断时间，会引起对供电设备的影响，即通讯设备的短线，计算机的重新启动。
发明内容
本实用新型就是针对上述问题，提供一种自动化程度高、安全性好的光柴储无线智能通讯基站供电控制系统。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括柴油发电机组、外挂油箱、重力传感器、AD转换器、中央处理器、无线传输模块、充电管理电路、放电管理电路、AC/DC电源变换器、电源管理电路、太阳能电池组件、蓄电池组和负载，其结构要点柴油发电机组的电能输出端口与AC/DC电源变换器的电能输入端口相连，外挂油箱与柴油发电机组的主油箱连接，外挂油箱设置在重力传感器上，重力传感器的信号输出端口与AD转换器的信号输入端口相连，AD转换器的信号输出端口与中央处理器的信号输入端口相连，中央处理器的控制信号输出端口分别与柴油发电机组的运停控制信号输入端口、充电管理电路的控制信号输入端口、放电管理电路的控制信号输入端口相连，中央处理器的信息传输端口与无线传输模块的信息传输端口相连；充电管理电路的控制信号输出端与开关管Q1的控制端相连，Q1的输入端与太阳能电池组件的电能输出端相连，Q1的输出端分别与电源管理电路的输入端、蓄电池组、开关管Q2的输入端相连，Q2的控制端与放电管理电路的控制信号输出端口相连，Q2的输出端与防反接二极管D1的阳极相连，D1的阴极分别与防反接二极管D2的阴极、负载相连，D2的阳极与AC/DC电源变换器的电能输出端口相连；所述电源管理电路的输出端分别与中央处理器的电源输入端口、无线传输模块的电源输入端口相连，中央处理器的信号输入端口与电池电压采集电路的输出端口、太阳能电压电流采集电路的输出端口相连，电池电压采集电路的输入端口与蓄电池组相连，太阳能电压电流采集电路的输入端口与太阳能电池组件的电能输出端口相连。
作为一种优选方案，本实用新型所述中央处理器采用STM32F103CBT6芯片U8、U11，无线传输模块采用SIM900A芯片，SIM900A芯片的SIM1的33脚与22欧电阻R44一端相连，R44另一端分别与电容C53一端、SIM900A芯片的SIM2的2脚相连，C53另一端接地；SIM1的32脚与22欧电阻R46一端相连，R44另一端分别与电容C52一端、SIM2的3脚相连，C52另一端接地；SIM1的31脚与22欧电阻R45一端相连，R45另一端分别与电容C54一端、SIM2的4脚相连，C54另一端接地；SIM1的9、10脚分别与U8的22、21脚对应连接，SIM1的1脚与NPN三极管Q10的集电极相连，Q10的发射极分别与地线、47k欧电阻R39一端相连，R39另一端分别与4.7k欧电阻R38一端、Q10的基极相连，R38另一端与U8的25脚相连；SIM1的16脚与NPN三极管Q11的集电极相连，Q11的发射极分别与地线、47k欧电阻R43一端相连，R43另一端分别与4.7k欧电阻R41一端、Q11的基极相连，R41另一端与U8的15脚相连。
作为另一种优选方案，本实用新型所述充电管理电路采用KP101芯片IC1，IC1的3脚与NPN三极管Q7的集电极相连，Q7的发射极分别与地线、0.1μF 电容C48一端、100μF电容C65负极端、IC1的5脚相连，C48另一端、C65另一端、IC1的4脚、电源管理电路的输出端相连，Q7的基极与光耦U15输出端发射极相连，U15输出端集电极通过1.5k欧电阻R51与电源管理电路的输出端相连，U15输入端与U11的10脚相连。
IC1的18脚通过电阻R114分别与1k欧电阻R115一端、光耦U16输入端阳极相连，U16输入端阴极分别与R115另一端、IC1的13脚相连，U16的输出端与Q1的控制端相连，Q1采用MOS管。
作为另一种优选方案，本实用新型所述放电管理电路包括光耦OP1，OP1的输入端阳极与U11的16脚相连，OP1的输出端集电极分别与1N5408二极管D11阴极、电源管理电路的输出端、1k欧电阻R32一端相连，R32另一端通过电阻D22分别与D11阳极、Q2的控制端、N沟道MOS管Q8漏极相连，Q8源极分别与地线、10k欧电阻R110一端相连，R110另一端分别与330欧电阻R103一端、Q8栅极相连，R103另一端与OP1的输出端发射极相连，所述Q2采用MOS管。
作为另一种优选方案，本实用新型所述电池电压采集电路包括27k欧电阻R96，R96一端与蓄电池组相连，R96另一端依次通过1k欧电阻R100、1k欧电阻R106分别与1k欧电阻R57一端、稳压管D16阴极、0.1μF电容C78一端、U11的11脚相连，R57另一端、D16阳极、C78另一端、地线相连。
作为另一种优选方案，本实用新型所述太阳能电压电流采集电路包括27k欧电阻R97，R97一端与蓄电池组相连，R97另一端依次通过1k欧电阻R101、1k欧电阻R107分别与1k欧电阻R58一端、稳压管D17阴极、0.1μF电容C79一端、U11的15脚相连，R58另一端、D17阳极、C79另一端、地线相连。
作为另一种优选方案，本实用新型所述电源管理电路包括TD1410芯片U3和SPX6201芯片U7，U3的7脚分别与100k欧电阻R5一端、稳压管D18阴极端相连，R5另一端分别与二极管D9阴极、U3的2脚相连，D9阳极为电源管理电路的输入端，U3的3脚分别与肖特基二极管D19阴极、4.7μH电感L4一端相连，L4另一端分别与100μF电容C41正极端、电容C40一端、电感L3一端相连，L3另一端分别与电容C37一端、100μF电容C38正极端、电容C33一端、100μF电容C39正极端、U7的1脚、47k欧电阻R4一端相连，D19阳极、C41负极端、C40另一端、C37另一端、C38负极端、C33另一端、C39负极端、U7的2脚、地线相连，R4另一端分别与U7的4脚、U8的7脚相连。
作为另一种优选方案，本实用新型所述外挂油箱与主油箱通过软连接管连接。
其次，本实用新型当太阳能辐照量达到太阳能电池发电要求时，中央处理器将太阳能电池所发电能，通过Q1向蓄电池组充电。
当蓄电池组电压充至57V时，中央处理器调整Q1的占空比，使蓄电池组不发生过充。
当太阳能辐照量低于太阳能电池发电要求时，中央处理器通过Q2将蓄电池组电能向负载供电。
当蓄电池组因放电接近馈电阀值44V时，中央处理器启动柴油发电机开始发电，柴油发电机发出交流220V电源，通过AC/DC电源变换器后输出直流48V。
当AC/DC电源变换器输出稳定直流48V后，关闭Q2停止蓄电池组对负载的放电。
当太阳能电池组通过Q1向蓄电池组充电使蓄电池组电压升至50V时，中央处理器关闭柴油发电机发电，负载由蓄电池组供电。
另外，本实用新型所述中央处理器每5分钟检测一次外挂油箱下的重量传感器，判断挂油箱的柴油储备量，当储备量低于柴油发电机持续工作24小时时，中央处理器通过SIM900A芯片发送油量过低报警短息给管理员的绑定手机。
当SIM900A收到短息的时候，首先判断其短信权限，权限合法后，将当前系统状态发送给当前手机。
本实用新型有益效果。
本实用新型中央处理器可实时监测蓄电池组电压，当蓄电池组电压接近过放点时，中央处理器启动柴油发电机，柴油发电机启动后，中央处理器断开蓄电池放电，保证了供电的不间断性。
另外，本实用新型通过重力传感器检测油箱内柴油的剩余量，当到达警戒容量时，通过无线传输模块发送信息给相关人员，提醒补充油料，达到无人值守、不间断供电的目的。
其次，设置防反接二极管D2，蓄电池组仅向负载放电；设置防反接二极管D1，AC/DC电源变换器所输出的电能不会反充给蓄电池组。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1、2是本实用新型电路原理框图。
图3、4是本实用新型中央处理器、无线传输模块、电源管理电路部分电路原理图。
图5是本实用新型充电管理电路部分电路原理图。
图6是本实用新型电池电压采集电路、太阳能电压电流采集电路部分电路原理图。
图7是本实用新型放电管理电路部分电路原理图。
图8是本实用新型柴油发电机组运停控制电路原理图。
具体实施方式
如图所示，本实用新型包括柴油发电机组、外挂油箱、重力传感器、AD转换器、中央处理器、无线传输模块、充电管理电路、放电管理电路、AC/DC电源变换器、电源管理电路、太阳能电池组件、蓄电池组和负载，其结构要点柴油发电机组的电能输出端口与AC/DC电源变换器的电能输入端口相连，外挂油箱与柴油发电机组的主油箱连接，外挂油箱设置在重力传感器上，重力传感器的信号输出端口与AD转换器的信号输入端口相连，AD转换器的信号输出端口与中央处理器的信号输入端口相连，中央处理器的控制信号输出端口分别与柴油发电机组的运停控制信号输入端口、充电管理电路的控制信号输入端口、放电管理电路的控制信号输入端口相连，中央处理器的信息传输端口与无线传输模块的信息传输端口相连；充电管理电路的控制信号输出端与开关管Q1的控制端相连，Q1的输入端与太阳能电池组件的电能输出端相连，Q1的输出端分别与电源管理电路的输入端、蓄电池组、开关管Q2的输入端相连，Q2的控制端与放电管理电路的控制信号输出端口相连，Q2的输出端与防反接二极管D1的阳极相连，D1的阴极分别与防反接二极管D2的阴极、负载相连，D2的阳极与AC/DC电源变换器的电能输出端口相连；所述电源管理电路的输出端分别与中央处理器的电源输入端口、无线传输模块的电源输入端口相连，中央处理器的信号输入端口与电池电压采集电路的输出端口、太阳能电压电流采集电路的输出端口相连，电池电压采集电路的输入端口与蓄电池组相连，太阳能电压电流采集电路的输入端口与太阳能电池组件的电能输出端口相连。
所述中央处理器采用STM32F103CBT6芯片U8、U11，无线传输模块采用SIM900A芯片，SIM900A芯片的SIM1的33脚与22欧电阻R44一端相连，R44另一端分别与电容C53一端、SIM900A芯片的SIM2的2脚相连，C53另一端接地；SIM1的32脚与22欧电阻R46一端相连，R44另一端分别与电容C52一端、SIM2的3脚相连，C52另一端接地；SIM1的31脚与22欧电阻R45一端相连，R45另一端分别与电容C54一端、SIM2的4脚相连，C54另一端接地；SIM1的9、10脚分别与U8的22、21脚对应连接，SIM1的1脚与NPN三极管Q10的集电极相连，Q10的发射极分别与地线、47k欧电阻R39一端相连，R39另一端分别与4.7k欧电阻R38一端、Q10的基极相连，R38另一端与U8的25脚相连；SIM1的16脚与NPN三极管Q11的集电极相连，Q11的发射极分别与地线、47k欧电阻R43一端相连，R43另一端分别与4.7k欧电阻R41一端、Q11的基极相连，R41另一端与U8的15脚相连。
所述充电管理电路采用KP101芯片IC1，IC1的3脚与NPN三极管Q7的集电极相连，Q7的发射极分别与地线、0.1μF 电容C48一端、100μF电容C65负极端、IC1的5脚相连，C48另一端、C65另一端、IC1的4脚、电源管理电路的输出端相连，Q7的基极与光耦U15输出端发射极相连，U15输出端集电极通过1.5k欧电阻R51与电源管理电路的输出端相连，U15输入端与U11的10脚相连；
IC1的18脚通过电阻R114分别与1k欧电阻R115一端、光耦U16输入端阳极相连，U16输入端阴极分别与R115另一端、IC1的13脚相连，U16的输出端与Q1的控制端相连，Q1采用MOS管。
所述放电管理电路包括光耦OP1，OP1的输入端阳极与U11的16脚相连，OP1的输出端集电极分别与1N5408二极管D11阴极、电源管理电路的输出端、1k欧电阻R32一端相连，R32另一端通过电阻D22分别与D11阳极、Q2的控制端、N沟道MOS管Q8漏极相连，Q8源极分别与地线、10k欧电阻R110一端相连，R110另一端分别与330欧电阻R103一端、Q8栅极相连，R103另一端与OP1的输出端发射极相连，所述Q2采用MOS管。
所述电池电压采集电路包括27k欧电阻R96，R96一端与蓄电池组相连，R96另一端依次通过1k欧电阻R100、1k欧电阻R106分别与1k欧电阻R57一端、稳压管D16阴极、0.1μF电容C78一端、U11的11脚相连，R57另一端、D16阳极、C78另一端、地线相连。
所述太阳能电压电流采集电路包括27k欧电阻R97，R97一端与蓄电池组相连，R97另一端依次通过1k欧电阻R101、1k欧电阻R107分别与1k欧电阻R58一端、稳压管D17阴极、0.1μF电容C79一端、U11的15脚相连，R58另一端、D17阳极、C79另一端、地线相连。
所述电源管理电路包括TD1410芯片U3和SPX6201芯片U7，U3的7脚分别与100k欧电阻R5一端、稳压管D18阴极端相连，R5另一端分别与二极管D9阴极、U3的2脚相连，D9阳极为电源管理电路的输入端，U3的3脚分别与肖特基二极管D19阴极、4.7μH电感L4一端相连，L4另一端分别与100μF电容C41正极端、电容C40一端、电感L3一端相连，L3另一端分别与电容C37一端、100μF电容C38正极端、电容C33一端、100μF电容C39正极端、U7的1脚、47k欧电阻R4一端相连，D19阳极、C41负极端、C40另一端、C37另一端、C38负极端、C33另一端、C39负极端、U7的2脚、地线相连，R4另一端分别与U7的4脚、U8的7脚相连。
所述外挂油箱与主油箱通过软连接管连接。电流与油料不存在接触，避免电流引燃油料的危险，并可以通过重力传感器准确的采集油箱内油料剩余情况，将剩余情况通过AD转换成电信号传输到中央处理器。
本实用新型当太阳能辐照量达到太阳能电池发电要求时，中央处理器将太阳能电池所发电能，通过Q1向蓄电池组充电。
当蓄电池组电压充至57V时，中央处理器调整Q1的占空比，使蓄电池组不发生过充。
当太阳能辐照量低于太阳能电池发电要求时，中央处理器通过Q2将蓄电池组电能向负载供电。
当蓄电池组因放电接近馈电阀值44V时，中央处理器启动柴油发电机开始发电，柴油发电机发出交流220V电源，通过AC/DC电源变换器后输出直流48V。
当AC/DC电源变换器输出稳定直流48V后，关闭Q2停止蓄电池组对负载的放电。
当太阳能电池组通过Q1向蓄电池组充电使蓄电池组电压升至50V时，中央处理器关闭柴油发电机发电，负载由蓄电池组供电。
所述中央处理器每5分钟检测一次外挂油箱下的重量传感器，判断挂油箱的柴油储备量，当储备量低于柴油发电机持续工作24小时时，中央处理器通过SIM900A芯片发送油量过低报警短息给管理员的绑定手机；便于管理员实时掌握设备情况。
当SIM900A收到短息的时候，首先判断其短信权限，权限合法后，将当前系统状态发送给当前手机。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统，包括柴油发电机组、外挂油箱、重力传感器、AD转换器、中央处理器、无线传输模块、充电管理电路、放电管理电路、AC/DC电源变换器、电源管理电路、太阳能电池组件、蓄电池组和负载，其特征在于柴油发电机组的电能输出端口与AC/DC电源变换器的电能输入端口相连，外挂油箱与柴油发电机组的主油箱连接，外挂油箱设置在重力传感器上，重力传感器的信号输出端口与AD转换器的信号输入端口相连，AD转换器的信号输出端口与中央处理器的信号输入端口相连，中央处理器的控制信号输出端口分别与柴油发电机组的运停控制信号输入端口、充电管理电路的控制信号输入端口、放电管理电路的控制信号输入端口相连，中央处理器的信息传输端口与无线传输模块的信息传输端口相连；充电管理电路的控制信号输出端与开关管Q1的控制端相连，Q1的输入端与太阳能电池组件的电能输出端相连，Q1的输出端分别与电源管理电路的输入端、蓄电池组、开关管Q2的输入端相连，Q2的控制端与放电管理电路的控制信号输出端口相连，Q2的输出端与防反接二极管D1的阳极相连，D1的阴极分别与防反接二极管D2的阴极、负载相连，D2的阳极与AC/DC电源变换器的电能输出端口相连；所述电源管理电路的输出端分别与中央处理器的电源输入端口、无线传输模块的电源输入端口相连，中央处理器的信号输入端口与电池电压采集电路的输出端口、太阳能电压电流采集电路的输出端口相连，电池电压采集电路的输入端口与蓄电池组相连，太阳能电压电流采集电路的输入端口与太阳能电池组件的电能输出端口相连。
2.根据权利要求1所述一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统，其特征在于所述中央处理器采用STM32F103CBT6芯片U8、U11，无线传输模块采用SIM900A芯片，SIM900A芯片的SIM1的33脚与22欧电阻R44一端相连，R44另一端分别与电容C53一端、SIM900A芯片的SIM2的2脚相连，C53另一端接地；SIM1的32脚与22欧电阻R46一端相连，R44另一端分别与电容C52一端、SIM2的3脚相连，C52另一端接地；SIM1的31脚与22欧电阻R45一端相连，R45另一端分别与电容C54一端、SIM2的4脚相连，C54另一端接地；SIM1的9、10脚分别与U8的22、21脚对应连接，SIM1的1脚与NPN三极管Q10的集电极相连，Q10的发射极分别与地线、47k欧电阻R39一端相连，R39另一端分别与4.7k欧电阻R38一端、Q10的基极相连，R38另一端与U8的25脚相连；SIM1的16脚与NPN三极管Q11的集电极相连，Q11的发射极分别与地线、47k欧电阻R43一端相连，R43另一端分别与4.7k欧电阻R41一端、Q11的基极相连，R41另一端与U8的15脚相连。
3.根据权利要求2所述一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统，其特征在于所述充电管理电路采用KP101芯片IC1，IC1的3脚与NPN三极管Q7的集电极相连，Q7的发射极分别与地线、0.1μF 电容C48一端、100μF电容C65负极端、IC1的5脚相连，C48另一端、C65另一端、IC1的4脚、电源管理电路的输出端相连，Q7的基极与光耦U15输出端发射极相连，U15输出端集电极通过1.5k欧电阻R51与电源管理电路的输出端相连，U15输入端与U11的10脚相连；
IC1的18脚通过电阻R114分别与1k欧电阻R115一端、光耦U16输入端阳极相连，U16输入端阴极分别与R115另一端、IC1的13脚相连，U16的输出端与Q1的控制端相连，Q1采用MOS管。
4.根据权利要求2所述一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统，其特征在于所述放电管理电路包括光耦OP1，OP1的输入端阳极与U11的16脚相连，OP1的输出端集电极分别与1N5408二极管D11阴极、电源管理电路的输出端、1k欧电阻R32一端相连，R32另一端通过电阻D22分别与D11阳极、Q2的控制端、N沟道MOS管Q8漏极相连，Q8源极分别与地线、10k欧电阻R110一端相连，R110另一端分别与330欧电阻R103一端、Q8栅极相连，R103另一端与OP1的输出端发射极相连，所述Q2采用MOS管。
5.根据权利要求2所述一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统，其特征在于所述电池电压采集电路包括27k欧电阻R96，R96一端与蓄电池组相连，R96另一端依次通过1k欧电阻R100、1k欧电阻R106分别与1k欧电阻R57一端、稳压管D16阴极、0.1μF电容C78一端、U11的11脚相连，R57另一端、D16阳极、C78另一端、地线相连。
6.根据权利要求2所述一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统，其特征在于所述太阳能电压电流采集电路包括27k欧电阻R97，R97一端与蓄电池组相连，R97另一端依次通过1k欧电阻R101、1k欧电阻R107分别与1k欧电阻R58一端、稳压管D17阴极、0.1μF电容C79一端、U11的15脚相连，R58另一端、D17阳极、C79另一端、地线相连。
7.根据权利要求1所述一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统，其特征在于所述电源管理电路包括TD1410芯片U3和SPX6201芯片U7，U3的7脚分别与100k欧电阻R5一端、稳压管D18阴极端相连，R5另一端分别与二极管D9阴极、U3的2脚相连，D9阳极为电源管理电路的输入端，U3的3脚分别与肖特基二极管D19阴极、4.7μH电感L4一端相连，L4另一端分别与100μF电容C41正极端、电容C40一端、电感L3一端相连，L3另一端分别与电容C37一端、100μF电容C38正极端、电容C33一端、100μF电容C39正极端、U7的1脚、47k欧电阻R4一端相连，D19阳极、C41负极端、C40另一端、C37另一端、C38负极端、C33另一端、C39负极端、U7的2脚、地线相连，R4另一端分别与U7的4脚、U8的7脚相连。
8.根据权利要求1所述一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统，其特征在于所述外挂油箱与主油箱通过软连接管连接。
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| CN201520075112.3U CN204681150U (zh) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | 一种光柴储无线智能通讯基站供电控制系统 |
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