CN204761285U - 带嵌入式直流电源模块结构的电力系统变电站通信设备电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带嵌入式直流电源模块结构的电力系统变电站通信设备电源。包括电力系统变电站用的110V/220V直流电源和站用通信设备，在站用通信设备中设有嵌入式直流电源模块，电力系统变电站用的110V/220V直流电源系统中设有110V或220V直流输出端，所述110V或220V直流输出端与嵌入式直流电源模块的输入端连接；嵌入式直流电源模块植入通信设备的电路板中与通信设备的电路板形成一体式电路板结构,嵌入式直流电源模块中设有输入直流电压选择电路，以选择110V或者220V直流输入电压，嵌入式直流电源模块中设有12V、5V和3V直流输出电压，构成将110V/220V直流输入电压转换为12V、5V和3V直流输出电压的电压转换电路；构成带12V、5V和3V直流输出电压的通信设备嵌入式直流供电模块。本实用新型使用简单、维护便捷、结构简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带嵌入式直流电源模块结构的电力系统变电站通信设备电源，适用于电力系统变电站一体化整流屏110V/220V直流输出电压直接变换为通信设备电源。属于电力系统变电站通信设备电源技术领域。
背景技术
一体化电源系统是以变电站直流电源为核心，将直流电源和通信用直流变换电源(简称DC-DC)组合为一体，共享直流电源的蓄电池组，并统一监控的成套设备。目前，通信设备1-1常用的直流电源输入模块采用-48V，一体化电源需要经过外置式DC-DC变换器进行直流变换后，才能为通信设备供电。具体是通过DC/DC变换器(DC/DC模块1-2)将110V/220V直流转变为-48V直流，为所有通信设备1-1提供电源，-48V通信电源系统作为一体化电源的子系统，是由变电站直流电源充电机加装-48V通信用直流变换电源(DC/DC模块1-2)，采用的DC/DC通信电源供电系统由DC/DC模块、直流配电屏等部分组成，在直流-48V的输出侧正极接地。
采用现有技术的外置式DC-DC变换器存在如下方面缺陷：(1)当某个通信设备回路发生短路或过载时，无法提供足够的冲击电流实现故障回路的及时切断，空气开关无法及时跳开，使得48V输出母线的电压下降，导致母线上其他负载重启，影响其它通信设备工作，扩大了故障范围。通信设备外部的DC/DC模块成为了通信设备取电的一个制约因素。(2)目前使用的通信设备内部的电路板，通常是采用12V、5V或3V的直流电压作为供电电源。已有技术通过DC/DC模块实现从110V或220V直流电转换为48V直流转换后，在通信设备内部依然需要完成48V到12V、5V或3V的直流电压转换，两次转换降低了电能的使用效率，也增加了故障点。
实用新型内容
本实用新型的目的，是为了解决现有技术的外置式DC-DC变换器存在的需两次转换降低电能的使用效率及增加故障点的问题，提供一种带嵌入式直流电源模块结构的电力系统变电站通信设备电源。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
带嵌入式直流电源模块结构的电力系统变电站通信设备电源，包括电力系统变电站用的110V/220V直流电源和站用通信设备，在站用通信设备中设有嵌入式直流电源模块，电力系统变电站用的110V/220V直流电源系统中设有110V或220V直流输出端，所述110V或220V直流输出端与嵌入式直流电源模块的输入端连接；嵌入式直流电源模块植入通信设备的电路板中与通信设备的电路板形成一体式电路板结构,嵌入式直流电源模块中设有输入直流电压选择电路，以选择110V或者220V直流输入电压，嵌入式直流电源模块中设有12V、5V和3V直流输出电压，构成将110V/220V直流输入电压转换为12V、5V和3V直流输出电压的电压转换电路；构成带12V、5V和3V直流输出电压的通信设备嵌入式直流供电模块。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
进一步的，所述将110V/220V直流输入电压转换为12V直流输出电压的电压转换电路，由电源开关S1、电感L1、二极管VD1、电容C1和电阻RL1连接而成；电容C1和电阻RL1并联，二极管VD1的负极通过电感L1连接电容C1与电阻RL1并联组的一端，110V/220V直流输入电源的正极通过电源开关S1连接二极管VD1的负极，形成12V直流输出电压的正极端；二极管VD1的正极连接电容C1与电阻RL1并联组的另一端及110V/220V直流输入电源的负极，形成12V直流输出电压的负极端。
进一步的，所述将110V/220V直流输入电压转换为5V直流输出电压的电压转换电路，由电源开关S2、电感L2、二极管VD2、电容C2和电阻RL2连接而成；电容C2和电阻RL2并联，二极管VD2的负极通过电感L2连接电容C2与电阻RL2并联组的一端，110V/220V直流输入电源的正极通过电源开关S2连接二极管VD2的负极，形成5V直流输出电压的正极端；二极管VD2的正极连接电容C2与电阻RL2并联组的另一端及110V/220V直流输入电源的负极，形成5V直流输出电压的负极端。
进一步的，所述将110V/220V直流输入电压转换为3V直流输出电压的电压转换电路，由电源开关S3、电感L3、二极管VD3、电容C3和电阻RL3连接而成；电容C3和电阻RL3并联，二极管VD3的负极通过电感L3连接电容C3与电阻RL3并联组的一端，110V/220V直流输入电源的正极通过电源开关S3连接二极管VD3的负极，形成3V直流输出电压的正极端；二极管VD3的正极连接电容C3与电阻RL3并联组的另一端及110V/220V直流输入电源的负极，形成3V直流输出电压的负极端。
进一步的，所述嵌入式直流电源模块的输入/输出电压特性指标满足如下表达式：
1)输入直流电压＝(85％-117.5％)Un，其中，Un为变电站直流电源系统的标称电压，当使用110V直流电源系统时，Un为110V；当使用220V直流电源系统时，Un为220V；
2)直流输出电压范围：12V输出端电压＝10.8V-13.2V直流电，5V输出端电压＝4.5V-5.5V直流电，3V输出端电压＝2.7V-3.3V直流电。
本实用新型具有以下突出的有益效果和实质性特点：
1、本实用新型在在站用通信设备中设有嵌入式直流电源模块，电力系统变电站用的110V/220V直流电源系统中设有110V或220V直流输出端，所述110V或220V直流输出端与嵌入式直流电源模块的输入端连接；嵌入式直流电源模块植入通信设备的电路板中与通信设备的电路板形成一体式电路板结构,嵌入式直流电源模块中设有输入直流电压选择电路，以选择110V或者220V直流输入电压，嵌入式直流电源模块中设有12V、5V和3V直流输出电压，构成将110V/220V直流输入电压转换为12V、5V和3V直流输出电压的电压转换电路；构成带12V、5V和3V直流输出电压的通信设备嵌入式直流供电模块结构，因此，当110V/220V嵌入式直流电源模块故障只影响单个通信设备本身，不会影响其它支路的通信设备供电，解决了现有技术一体化电源中DC/DC模块的48V直流输出支路短路及过载而引起的其它支路的通信设备断电的技术问题，并具有使用简单、维护更加便捷和结构更加简单等有益效果。
2、本实用新型由现有技术变电站直流电源输出的110V或220V转换48V，再由48V转换至12V、5V或3V的降压过程优化成变电站直流电源输出的的110V或220V直接转换12V、5V或3V，本实用新型减少了一次DC/DC变换，避免多次变换电压，提高了能量转换效率，使用效率更高。
3、本实用新型通过在通信设备内电路板上直接植入将变电站直流电源输出的110V或220V直流电转换为通信设备板卡使用的12V、5V或3V直流电的110V/220V嵌入式直流电源模块，使通信设备电压输入特性跟变电站直流电源的输出特性匹配，电压输出特性跟通信设备板卡用电性能匹配，简化和优化直流电转换过程，并且在输出支路短路及过载而引起的其它支路的通信设备断电的故障范围缩小到设备本身，单支路的故障不影响其它通信设备，维护更加方便，安全性能更好。
附图说明
图1为现有技术的线路安装示意图。
图2为本实用新型的线路安装示意图。
图3为实用新型110V/220V嵌入式直流电源模块的具体实施例1的电路原理图。
图4为实用新型110V/220V嵌入式直流电源模块的具体实施例2的电路原理图。
图5为实用新型110V/220V嵌入式直流电源模块的具体实施例3的电路原理图。
具体实施方式
参照图2至图5所示的带嵌入式直流电源模块结构的电力系统变电站通信设备电源，包括电力系统变电站用的110V/220V直流电源和站用通信设备2，在站用通信设备中设有嵌入式直流电源模块1，电力系统变电站用的110V/220V直流电源系统中设有110V或220V直流输出端，所述110V或220V直流输出端与嵌入式直流电源模块的输入端连接；嵌入式直流电源模块1植入通信设备2的电路板中与通信设备的电路板形成一体式电路板结构,嵌入式直流电源模块1中设有输入直流电压选择电路，以选择110V或者220V直流输入电压，嵌入式直流电源模块中设有12V、5V和3V直流输出电压，构成将110V/220V直流输入电压转换为12V、5V和3V直流输出电压的电压转换电路；构成带12V、5V和3V直流输出电压的通信设备嵌入式直流供电模块结构。
所述嵌入式直流电源模块1的输入/输出电压特性指标满足如下表达式：
1)输入直流电压＝(85％-117.5％)Un，其中，Un为变电站直流电源系统的标称电压，当使用110V直流电源系统时，Un为110V；当使用220V直流电源系统时，Un为220V；
2)直流输出电压范围：12V输出端电压＝10.8V-13.2V直流电，5V输出端电压＝4.5V-5.5V直流电，3V输出端电压＝2.7V-3.3V直流电。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例1
实施例中，参照图2至图3所示的带嵌入式直流电源模块结构的电力系统变电站通信设备电源，所述将110V/220V直流输入电压转换为12V直流输出电压的电压转换电路，由电源开关S1、电感L1、二极管VD1、电容C1和电阻RL1连接而成；电容C1和电阻RL1并联，二极管VD1的负极通过电感L1连接电容C1与电阻RL1并联组的一端，110V/220V直流输入电源的正极通过电源开关S1连接二极管VD1的负极，形成12V直流输出电压的正极端；二极管VD1的正极连接电容C1与电阻RL1并联组的另一端及110V/220V直流输入电源的负极，形成12V直流输出电压的负极端。
本实施例中的输入输出的电压特性指标如下：
直流母线输入电压范围：(85％～117.5％)Un
直流输出电压范围：12V输出：10.8V～13.2VDC
对于其它可能需要的电压输出，参考标称值输出：90％标称值～110％标称值VDC。
其中，Un为变电站直流电源系统的标称电压，当使用110V直流电源系统时，Un为110V；当使用220V直流电源系统时，Un为220V。
实施例2
本实施例2的技术特点是：如图4所示，所述将110V/220V直流输入电压转换为5V直流输出电压的电压转换电路，由电源开关S2、电感L2、二极管VD2、电容C2和电阻RL2连接而成；电容C2和电阻RL2并联，二极管VD2的负极通过电感L2连接电容C2与电阻RL2并联组的一端，110V/220V直流输入电源的正极通过电源开关S2连接二极管VD2的负极，形成5V直流输出电压的正极端；二极管VD2的正极连接电容C2与电阻RL2并联组的另一端及110V/220V直流输入电源的负极，形成5V直流输出电压的负极端。
本实施例中的输入输出的电压特性指标如下：
直流母线输入电压范围：(85％～117.5％)Un
直流输出电压范围：5V输出：4.5V～5.5VDC
对于其它可能需要的电压输出，参考标称值输出：90％标称值～110％标称值VDC
其中，Un为变电站直流电源系统的标称电压，当使用110V直流电源系统时，Un为110V；当使用220V直流电源系统时，Un为220V。
实施例3
本实施例3的技术特点是：如图5所示，所述将110V/220V直流输入电压转换为3V直流输出电压的电压转换电路，由电源开关S3、电感L3、二极管VD3、电容C3和电阻RL3连接而成；电容C3和电阻RL3并联，二极管VD3的负极通过电感L3连接电容C3与电阻RL3并联组的一端，110V/220V直流输入电源的正极通过电源开关S3连接二极管VD3的负极，形成3V直流输出电压的正极端；二极管VD3的正极连接电容C3与电阻RL3并联组的另一端及110V/220V直流输入电源的负极，形成3V直流输出电压的负极端。
本实施例中的输入输出的电压特性指标如下：
直流母线输入电压范围：(85％～117.5％)Un
直流输出电压范围：3V输出：2.7V～3.3VDC
对于其它可能需要的电压输出，参考标称值输出：90％标称值～110％标称值VDC
其中，Un为变电站直流电源系统的标称电压，当使用110V直流电源系统时，Un为110V；当使用220V直流电源系统时，Un为220V。
本实用新型通过统一通信设备和变电站内继电保护等直流用电设备的用电电压，还可解决现有技术一体化电源中DC/DC模块的48V直流输出支路短路及过载而引起的其它支路的通信设备断电的问题。
Claims (5)
1.带嵌入式直流电源模块结构的电力系统变电站通信设备电源，包括电力系统变电站用的110V/220V直流电源和站用通信设备(2)，其特征在于：在站用通信设备中设有嵌入式直流电源模块(1)，电力系统变电站用的110V/220V直流电源系统中设有110V或220V直流输出端，所述110V或220V直流输出端与嵌入式直流电源模块的输入端连接；嵌入式直流电源模块(1)植入通信设备(2)的电路板中与通信设备的电路板形成一体式电路板结构,嵌入式直流电源模块(1)中设有输入直流电压选择电路，以选择110V或者220V直流输入电压，嵌入式直流电源模块中设有12V、5V和3V直流输出电压，构成将110V/220V直流输入电压转换为12V、5V和3V直流输出电压的电压转换电路；构成带12V、5V和3V直流输出电压的通信设备嵌入式直流供电模块。
2.根据权利要求1所述的带嵌入式直流电源模块结构的电力系统变电站通信设备电源，其特征在于：所述将110V/220V直流输入电压转换为12V直流输出电压的电压转换电路，由电源开关S1、电感L1、二极管VD1、电容C1和电阻RL1连接而成；电容C1和电阻RL1并联，二极管VD1的负极通过电感L1连接电容C1与电阻RL1并联组的一端，110V/220V直流输入电源的正极通过电源开关S1连接二极管VD1的负极，形成12V直流输出电压的正极端；二极管VD1的正极连接电容C1与电阻RL1并联组的另一端及110V/220V直流输入电源的负极，形成12V直流输出电压的负极端。
3.根据权利要求1所述的带嵌入式直流电源模块结构的电力系统变电站通信设备电源，其特征在于：所述将110V/220V直流输入电压转换为5V直流输出电压的电压转换电路，由电源开关S2、电感L2、二极管VD2、电容C2和电阻RL2连接而成；电容C2和电阻RL2并联，二极管VD2的负极通过电感L2连接电容C2与电阻RL2并联组的一端，110V/220V直流输入电源的正极通过电源开关S2连接二极管VD2的负极，形成5V直流输出电压的正极端；二极管VD2的正极连接电容C2与电阻RL2并联组的另一端及110V/220V直流输入电源的负极，形成5V直流输出电压的负极端。
4.根据权利要求1所述的带嵌入式直流电源模块结构的电力系统变电站通信设备电源，其特征在于：所述将110V/220V直流输入电压转换为3V直流输出电压的电压转换电路，由电源开关S3、电感L3、二极管VD3、电容C3和电阻RL3连接而成；电容C3和电阻RL3并联，二极管VD3的负极通过电感L3连接电容C3与电阻RL3并联组的一端，110V/220V直流输入电源的正极通过电源开关S3连接二极管VD3的负极，形成3V直流输出电压的正极端；二极管VD3的正极连接电容C3与电阻RL3并联组的另一端及110V/220V直流输入电源的负极，形成3V直流输出电压的负极端。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的带嵌入式直流电源模块结构的电力系统变电站通信设备电源，其特征在于：所述嵌入式直流电源模块(1)的输入/输出电压特性指标满足如下表达式：
1)输入直流电压＝(85％-117.5％)Un，其中，Un为变电站直流电源系统的标称电压，当使用110V直流电源系统时，Un为110V；当使用220V直流电源系统时，Un为220V；
2)直流输出电压范围：12V输出端电压＝10.8V-13.2V直流电，5V输出端电压＝4.5V-5.5V直流电，3V输出端电压＝2.7V-3.3V直流电。
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