CN205029386U - 一种应用于变电站和通信机房的通信电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于变电站和通信机房的通信电源系统，其特征包括n个整流模块、监控模块和蓄电池模块；蓄电池模块包括电池巡检模块和蓄电池组；n个整流模块包括故障脱离电路，并通过48V总线与系统负载相连。本实用新型能对通信电源系统进行有效保护，优化蓄电池组的充放电管理，从而提升通信电源系统的整体可靠性。

Description

一种应用于变电站和通信机房的通信电源系统

技术领域

本实用新型涉及电源领域，具体涉及一种应用于变电站和通信机房的通信电源系统。

背景技术

目前的通信电源系统，在轻载时整体效率较低，而且各整流模块长期不间断工作，影响整流模块使用寿命。单模块故障时保护策略不完善，存在安全隐患。

通信电源系统通过蓄电池组电压、电流对蓄电池进行充放电管理，没有采集单体电池信息，电池管理策略比较粗放，不易发现单体电池故障，影响蓄电池使用寿命。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术存在的不足之处，提供一种应用于变电站和通信机房的通信电源系统，以期能对通信电源系统进行有效保护，优化蓄电池组的充放电管理，从而提升通信电源系统的整体可靠性。

本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：

本实用新型一种应用于变电站和通信机房的通信电源系统的结构特点包括n个整流模块、监控模块和蓄电池模块；所述蓄电池模块包括电池巡检模块和蓄电池组；所述n个整流模块包括故障脱离电路，并通过48V总线与系统负载相连；

所述蓄电池模块通过所述电池巡检模块采集所述蓄电池组的综合信号并通过CAN总线传递给所述监控模块；

所述监控模块根据所述综合信号，通过CAN总线向所述n个整流模块发送开关机、限流、均充\浮充的控制命令，从而对所述蓄电池组进行充放电管理；

所述监控模块通过CAN总线分别与所述n个整流模块进行通信，获取所述n个整流模块的状态信号；并根据系统负载对所述n个整流模块进行轮换休眠管理；

所述监控模块通过RS485总线与后台进行通信，用于传递所述n个整流模块的状态信号和监控信息。

本实用新型所述的通信电源系统的结构特点也在于：

所述综合信号包括蓄电池组电压、电流信号、单体电池的电压信号以及环境温度信号；

所述n个整流模块的状态信号包括：电压、电流信号和告警信息。

所述故障脱离电路包括主回路和控制回路；

所述主回路采用三个MOS管并联连接，三个MOS管的3号引脚分别与输出48V+相连，三个MOS管的2号引脚分别与输入VOUT相连，三个MOS管的1号引脚分别与MOS管驱动芯片D3的8号引脚GATE相连；48V+通过由电容C28和电容C38组成的共模滤波电路与48V-相连；

所述控制回路包括低通滤波电路和MOS管驱动电路；所述低通滤波电路由电容C113A、电容C13、电阻R75组成；

所述MOS管驱动电路采用ZXGD3105N8芯片D3，D3的1号引脚VCC经过电阻R78与5号引脚REF相连，同时1号引脚VCC经过电阻R75与VCCG相连，2号引脚DNCD和6号引脚DNCI悬空，3号引脚BIAS经过偏置电阻R76与1号引脚VCC相连；4号引脚DRAIN与48V+相连，7号引脚GND与VOUT相连，D3的8号引脚GATE分别连接到三个MOS管的1号引脚上。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、本实用新型由整流模块、监控模块及蓄电池模块三部分组成，系统配置灵活，整流模块既可单独组屏，也可与配电部分一体化设计，与通信设备并柜；适用于各类变电站、发电厂、通信机房及其它需要给通信设备供电的场合，具备高效率、高可靠性及智能化控制等特点。

2、本实用新型的整流模块支持交流/直流输入，电压输入范围宽，采用故障自动脱离设计，单个模块故障可自动从48V总线脱离，不影响系统整体运行，提高系统可靠性；

3、本实用新型的监控模块，能通过CAN总线与各整流模块进行通信，根据负载情况实现各整流模块的智能轮换休眠，提升了系统整体效率；

4、本实用新型的蓄电池模块，能根据采集电池组及单体电池信息进行均充/浮充自动转换，根据环境温度自动进行温度补偿，提高蓄电池使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型系统架构图；

图2为实用新型故障脱离电路图；

图3为本实用新型智能轮换休眠流程图；

图4为本实用新型电池管理流程图。

具体实施方式

本实施例中，一种应用于变电站和通信机房的通信电源系统是给通信设备供电的核心设备，其主要作用是将交流供电转换成为需要的直流电，用于通信设备和蓄电池充电。如图1所示，该通信电源系统包括n个整流模块、监控模块和蓄电池模块；蓄电池模块包括电池巡检模块和蓄电池组；n个整流模块包括故障脱离电路，故障脱离电路作为整流模块的末端保护电路，通过48V总线与系统负载相连；本实施例中，系统容量由配置的整流模块数量决定，最多可配置12个整流模块，最大功率容量为600A；n为2～12；

蓄电池模块通过电池巡检模块采集蓄电池组的综合信号并通过CAN总线传递给监控模块；其中，综合信号包括蓄电池组电压、电流信号、单体电池的电压信号以及环境温度信号；

监控模块根据综合信号，通过CAN总线向n个整流模块发送开关机、限流、均充\浮充的控制命令，从而对蓄电池组进行充放电管理；电池管理流程如图4所示，充电电流大于设定的电池最大充电电流时，系统对电池进行恒流均充，恒流均充到均充电压时，系统进行恒压均充，恒压均充电流小于均充转浮充电流时，电流浮充，浮充电流大于浮充转均充电流时，系统均充、浮充连续时间到设定时间则自动转均充，恒压均充时间超过设定均充持续时间，自动转浮充，手动均充则转均充。系统在电池温度传感器接入且温度补偿使能的情况下，电池温度高于25℃温度补偿，低于25℃负温度补偿，补偿最大值不超过2V，补偿值＝温度×系数。

监控模块通过CAN总线分别与n个整流模块进行通信，获取n个整流模块的状态信号；并根据系统负载对n个整流模块进行轮换休眠管理；其中，n个整流模块的状态信号包括：电压、电流信号和告警信息；智能轮换休眠流程如图3所示，监控模块计算当前负载P，判断需要投入整流模块数量M，并获取当前运行整流模块状态，得到运行正常整流模块数量N，若M<N，则比较各运行整流模块累加运行时间，使运行时间最长的模块进行休眠；若M<N，则激活正在休眠的整流模块。通过轮换休眠设计，提升了系统整体效率和模块使用寿命，提高了系统可靠性。

监控模块通过RS485总线与后台进行通信，用于传递n个整流模块的状态信号和监控信息，通信协议支持MODBUS、CDT及YD/T1363规约；

整流模块支持交流/直流输入，电压输入范围宽(90V～280VAC)，整流模块在并机到48V总线前设计有故障脱离电路，在单模块故障时可以安全从48V总线脱离，保护48V总线的可靠运行。如图2所示，故障脱离电路包括主回路和控制回路；

主回路采用三个MOS管，即VT27、VT28、VT29并联连接，三个MOS管的3号引脚分别与输出48V+相连，三个MOS管的2号引脚分别与输入VOUT相连，三个MOS管的1号引脚分别与MOS管驱动芯片D3的8号引脚GATE相连；48V+通过共模滤波电路与48V-相连；由C28、C38的中间与机壳相连，组成共模滤波电路；

控制回路包括低通滤波电路和MOS管驱动电路；低通滤波电路由电容C113A、电容C13、电阻R75组成；

MOS管驱动电路采用Diodes公司的ZXGD3105N8芯片D3，D3的1号引脚VCC经过电阻R78与5号引脚REF相连，同时1号引脚VCC经过电阻R75与VCCG相连，2号引脚DNCD和6号引脚DNCI悬空，3号引脚BIAS经过偏置电阻R76与1号引脚VCC相连；4号引脚DRAIN与48V+相连，7号引脚GND与VOUT相连，D3的8号引脚GATE分别连接到三个MOS管的1号引脚上；

在故障脱离电路中，VCCG作为参考源，ZXGD3105N8芯片D3比较VCCG与VOUT，当整流模块正常工作时，VCCG与VOUT相近，D3的8号引脚GATE输出高电平，驱动MOS管导通，VOUT输出到48V+；当整流模块故障时，VCCG与VOUT差别较大，8号引脚GATE输出低电平，将MOS管关闭，VOUT与48V+断开，从而实现整流模块自动与48V总线脱离的目的。

Claims (3)

1.一种应用于变电站和通信机房的通信电源系统，其特征包括n个整流模块、监控模块和蓄电池模块；所述蓄电池模块包括电池巡检模块和蓄电池组；所述n个整流模块包括故障脱离电路，并通过48V总线与系统负载相连；n为2～12；

所述蓄电池模块通过所述电池巡检模块采集所述蓄电池组的综合信号并通过CAN总线传递给所述监控模块；

所述监控模块根据所述综合信号，通过CAN总线向所述n个整流模块发送开关机、限流、均充\浮充的控制命令，从而对所述蓄电池组进行充放电管理；

所述监控模块通过CAN总线分别与所述n个整流模块进行通信，获取所述n个整流模块的状态信号；并根据系统负载对所述n个整流模块进行轮换休眠管理；

所述监控模块通过RS485总线与后台进行通信，用于传递所述n个整流模块的状态信号和监控信息。

2.根据权要求1所述的通信电源系统，其特征是：

所述综合信号包括蓄电池组电压、电流信号、单体电池的电压信号以及环境温度信号；

所述n个整流模块的状态信号包括：电压、电流信号和告警信息。

3.根据权要求1所述的通信电源系统，其特征是：所述故障脱离电路包括主回路和控制回路；

所述主回路采用三个MOS管并联连接，三个MOS管的3号引脚分别与输出48V+相连，三个MOS管的2号引脚分别与输入VOUT相连，三个MOS管的1号引脚分别与MOS管驱动芯片D3的8号引脚GATE相连；48V+通过由电容C28和电容C38组成的共模滤波电路与48V-相连；

所述控制回路包括低通滤波电路和MOS管驱动电路；所述低通滤波电路由电容C113A、电容C13、电阻R75组成；

所述MOS管驱动电路采用ZXGD3105N8芯片D3，D3的1号引脚VCC经过电阻R78与5号引脚REF相连，同时1号引脚VCC经过电阻R75与VCCG相连，2号引脚DNCD和6号引脚DNCI悬空，3号引脚BIAS经过偏置电阻R76与1号引脚VCC相连；4号引脚DRAIN与48V+相连，7号引脚GND与VOUT相连，D3的8号引脚GATE分别连接到三个MOS管的1号引脚上。