CN208046468U - 一种集成型通信电源供应模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于移动通信基站和户外光纤通信系统的电源供应的技术领域，具体涉及一种集成型通信电源供应模块，包括集成机箱，以及放置在集成机箱内部的高效整流单元、高密度储能单元、智能管理单元和智能温控单元，集成机箱外部设置有交流电源输入接口、直流电源输出接口和管理接口，该电源供应模块结构紧凑，体积小，功能齐全；带温控功能，对环境温度的耐受性好，可以节省散热降温投资和能源消耗；可以进行并联扩容，使用灵活，方便维护和更换；带管理功能，适合各种户外通信应用场景，尤其是4G/5G等分布式基站建设的电源供应需求。

Description

一种集成型通信电源供应模块

技术领域

本实用新型涉及用于移动通信基站和户外光纤通信系统的电源供应的技术领域，具体涉及一种集成型通信电源供应模块。

背景技术

目前，应用于移动通信基站、户外光纤通信系统等的电源供应系统，普遍采用的是机架式或嵌入式整流电源设备，外接各种蓄电池组成的供电系统。这种供电系统容量大、现场接线多、体积大，应用于传统的大中型机房时是比较适用的；但是当应用于小型化的通信户外机箱、户外机柜和小型化的户外机房时，就有体积大、成本高、难安装的缺点，尤其是在小型化的移动基站系统和户外光纤系统中，很难安装和选用。另外一方面，由于传统的整流电源和蓄电池对环境温度要求高(低温不能低于15℃，高温不能超出35℃)，因此要求户外基站或光纤站必须配置空调等降温设施，投资成本高、能源消耗大。

还有一种常用于户外通信系统的电源，采用“逆变电源+后备电池”的供电方式，整个系统体积大、电源转换效率低、可靠性差。尤其是，当外部电源停止供电时，电池通过逆变器转换为交流给通信设备供电、然后又通过通信设备内部的电源模块再将交流转换成电子设备所需的直流，不仅损失了很大一部分(≥20％)电能、增加了电池容量配置要求，而且这部分损失的电能将全部转化为热能、升高了通信系统内部温度，并多了两道电子转换环节、大大降低了系统的可靠性。

随着4G、5G的基站建设量的不断增加，通信基站将越来越小型化、分散化，基站建设将越来越多地采用分布式微站和分布式供电方式，对电源供应系统的小型化、适用性也提出了更多的要求；同时，对设备的投资和对能源的消耗也要求不断降低。因此，户外通信系统需要有一种集成度高、体积小、节能环保的供电系统，替代现有的大中型机房供电方案。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种集成型通信供电模块方案，解决目前技术中传统的通信电源供应方案存在的体积大、成本高、耐候性差、适用性不好的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种集成型通信电源供应模块，包括集成机箱，以及放置在所述集成机箱内部的高效整流单元、高密度储能单元、智能管理单元和智能温控单元，所述集成机箱外部设置有交流电源输入接口、直流电源输出接口和管理接口，所述高效整流单元与所述高密度储能单元电连接，所述智能管理单元分别与所述高效整流单元和所述高密度储能单元电连接，所述智能温控单元分别与所述高效整流单元和所述高密度储能单元电连接；所述智能温控单元包括若干温度传感器、温控模块和散热风机，所述温控模块分别与所述各温度传感器和散热风机电连接。

更优地，所述高效整流单元包括依次连接的输入保护电路、PFC电路、隔离变压器、输出电路和输出滤波电路，所述隔离变压器还连接有驱动电路，所述驱动电路位置设置有第一温度传感器用于采集所述驱动电路的温度，所述温控模块与所述驱动电路电连接。

更优地，所述高密度储能单元包括储能单元和与所述储能单元电连接的充放电管理电路，所述储能单元位置设置有第二温度传感器用于采集所述储能单元的温度，所述温控模块与所述充放电管理电路电连接。

更优地，所述集成机箱内部还设置有第三温度传感器用于采集所述集成机箱内部的温度。

更优地，所述智能管理单元包括PFC控制电路、输出控制电路和管控模块，所述PFC控制电路分别与所述隔离变压器和所述PFC电路电连接，所述输出控制电路分别与所述输出电路的输出端和所述输出电路电连接，所述PFC控制电路和所述输出控制电路还分别与所述管控模块电连接。

更优地，所述智能管理单元还包括通信模块，所述通信模块与所述管控模块电连接。

更优地，所述储能单元采用高密度新能源电池。

更优地，所述集成机箱为19英寸标准机箱，宽度为485mm，高度尺寸为150～500mm、深度尺寸为300～500mm。

更优地，所述集成机箱内部放置不超过3个所述高效整流单元，每个所述高效整流单元电流为10～50A还放置不超过6个所述高密度储能单元，每个所述高密度储能单元容量为20～50AH。

更优地，所述PFC控制电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，还包括电阻R、输入电压采样电路、电流采样电路、二极管D、N型MOS管、信号发生器、运算放大器、电容C、输出电压采样电路和基准电压，其中，所述电阻R一端与所述第一输入端电连接，另一端与所述二极管D输入端电连接，所述二极管D输出端与所述第一输出端电连接，所述N型MOS管漏极连接在所述电阻R另一端与所述二极管D输入端的连接电路上，栅极与所述信号发生器电连接，源极与所述第二输出端电连接，所述电容C并联在所述第一输出端与所述第二输出端之间，所述输入电压采样电路分别与所述电阻R另一端与所述二极管D输入端的连接电路、所述第二输入端和所述运算放大器电连接，所述电流采样电路分别与所述第二输入端和所述运算放大器电连接，所述输出电压采样电路分别与所述第二输出端和所述运算放大器电连接，所述信号发生器还与所述运算放大器和所述基准电压电连接。

本申请与现有技术相比，其有益效果详细说明如下：本实用新型提供的集成型通信电源供应模块，包括集成机箱，以及放置在集成机箱内部的高效整流单元、高密度储能单元、智能管理单元和智能温控单元，集成机箱外部设置有交流电源输入接口、直流电源输出接口和管理接口。该电源供应模块结构紧凑，体积小，功能齐全；带温控功能，对环境温度的耐受性好，可以节省散热降温投资和能源消耗；可以进行并联扩容，使用灵活，方便维护和更换；带管理功能，适合各种户外通信应用场景，尤其是4G/5G等分布式基站建设的电源供应需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种集成型通信电源供应模块结构示意图；

图2为本实用新型实施例中高效整流单元、高密度储能单元分别与智能温控单元连接结构示意图；

图3为本实用新型实施例中高效整流单元、高密度储能单元分别与智能管理单元连接结构示意图；

图4为本实用新型实施中智能管理单元中的PFC控制电路图；

图5为本实用新型实施提供的一种集成型通信电源供应模块结构透视示意图；

附图标记为：1-高效整流单元，2-高密度储能单元，3-智能温控单元，4-智能管理单元，5-交流电源输入接口，6-直流电源输出接口，7-管理接口，8-集成机箱。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型提供一种集成型通信电源供应模块，包括集成机箱8，以及放置在集成机箱8内部的高效整流单元1、高密度储能单元2、智能管理单元4和智能温控单元3，集成机箱8外部设置有电源输入接口5、电源输出接口6和管理接口7，高效整流单元1与高密度储能单元2电连接，智能管理单元4分别与高效整流单元1和高密度储能单元2电连接，智能温控单元3分别与高效整流单元1和高密度储能单元2电连接；其中，智能温控单元3包括若干温度传感器、温控模块和散热风机，温控模块分别与各温度传感器和散热风机电连接。该集成型通信电源供应模块的各个单元全部集成在集成机箱8内，各单元之间的电源连线和控制接线全部通过集成机箱8内部的接线结构和PCB板完成连接。该集成型通信电源供应模块对外的连接线缆只需要交流电源输入接口、直流电源输出接口和管理接口。该集成型通信电源供应模块的交流电源输入接口、直流电源输出接口、管理接口都可以分别与其他的相同集成型通信电源供应模块进行并联，实现更大的电源供应能力。

如图2所示，高效整流单元1包括依次连接的输入保护电路、PFC电路、隔离变压器、输出电路和输出滤波电路，隔离变压器还连接有驱动电路，其中，驱动电路位置设置有第一温度传感器用于采集驱动电路的温度，温控模块与驱动电路电连接。

高密度储能单元2包括储能单元和与储能单元电连接的充放电管理电路，储能单元位置设置有第二温度传感器用于采集储能单元的温度，温控模块与充放电管理电路电连接。

集成机箱8内部还设置有第三温度传感器用于采集集成机箱内部的温度。

其中，储能单元采用高密度新能源电池。高效整流单元采用高效整流技术，电能转换效率在90％以上。

当高效整流单元或高效储能单元部件温度升高时，智能温控单元通过减小整流电流或充放电电流进行平衡调节，降低集成型通信电源供应模块内部高效整流单元或高效储能单元的温升；或通过启动散热风机对集成型通信电源供应模块内部进行强制降温，保证整个集成型通信电源供应模块的各部件温度在安全工作范围内。该集成型通信电源供应模块可以承受40℃及以上的工作环境温度。

如图3所示，智能管理单元包括PFC控制电路、输出控制电路和管控模块，PFC控制电路分别与隔离变压器和PFC电路电连接，输出控制电路分别与输出电路的输出端和输出电路电连接，PFC控制电路和输出控制电路还分别与管控模块电连接。

更优地，智能管理单元还包括通信模块，通信模块与管控模块电连接。

智能管理单元用于将集成型通信电源供应模块内部各单元的工作状态和数据进行收集和处理，并在需要时通过通信模块与外部的其他设备进行联网通信。

需要说明的是，该集成型通信电源供应模块的集成机箱可以采用19英寸标准机箱，宽度为485mm，高度尺寸为150～500mm、深度尺寸为300～500mm。基于该集成机箱，其内部可以放置不超过3个高效整流单元，每个高效整流单元电流为10～50A，还可以放置不超过6个高密度储能单元，每个高密度储能单元容量为20～50AH。该集成型通信电源供应模块，每个模块可以提供10A～150A的电源供应和20AH～300AH的后备电池支撑。

如图4所示，为一种智能管理单元中的PFC控制电路原理图，包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，还包括电阻R、输入电压采样电路、电流采样电路、二极管D、N型MOS管、信号发生器、运算放大器、电容C、输出电压采样电路和基准电压，其中，电阻R一端与第一输入端电连接，另一端与二极管D输入端电连接，二极管D输出端与第一输出端电连接，N型MOS管漏极连接在电阻R另一端与二极管D输入端的连接电路上，栅极与信号发生器电连接，源极与第二输出端电连接，电容C并联在第一输出端与第二输出端之间，输入电压采样电路分别与电阻R另一端与二极管D输入端的连接电路、第二输入端和运算放大器电连接，电流采样电路分别与第二输入端和运算放大器电连接，输出电压采样电路分别与第二输出端和运算放大器电连接，信号发生器还与运算放大器和基准电压电连接。

如图5所示，本发明实施例提供的一种集成型通信电源供应模块结构透视示意图，该集成型通信电源供应模块的右上部设置有2个高效整流单元1，下部设置有5个高密度储能单元2，左上部设置有智能管理单元1和智能温控单元3的散热风机和温控模块，该集成型通信电源供应模块外部为集成机箱8。其中，高密度储能单元里集成有充放电管理电路，该集成型通信电源供应模块内的各个单元通过背板或者线缆连接。集成机箱8还设置有安装接口，用于将该集成型通信电源供应模块固定在通信柜上。

本实用新型提供的集成型通信电源供应模块，由于采用高度集成的组合技术、高密度的新能源电池、可靠的内部接线技术、智能温度控制技术、高效整流技术、智能监控管理技术以及简便的模块并联和级联技术，从而使本集成型通信电源供应模块具有集成度高、体积小、耐候性好、可靠性高、配置灵活、使用方便的优点。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种集成型通信电源供应模块，其特征在于，包括集成机箱，以及放置在所述集成机箱内部的高效整流单元、高密度储能单元、智能管理单元和智能温控单元，所述集成机箱外部设置有交流电源输入接口、直流电源输出接口和管理接口，所述高效整流单元与所述高密度储能单元电连接，所述智能管理单元分别与所述高效整流单元和所述高密度储能单元电连接，所述智能温控单元分别与所述高效整流单元和所述高密度储能单元电连接；所述智能温控单元包括若干温度传感器、温控模块和散热风机，所述温控模块分别与所述各温度传感器和散热风机电连接。

2.根据权利要求1所述的集成型通信电源供应模块，其特征在于，所述高效整流单元包括依次连接的输入保护电路、PFC电路、隔离变压器、输出电路和输出滤波电路，所述隔离变压器还连接有驱动电路，所述驱动电路位置设置有第一温度传感器用于采集所述驱动电路的温度，所述温控模块与所述驱动电路电连接。

3.根据权利要求1所述的集成型通信电源供应模块，其特征在于，所述高密度储能单元包括储能单元和与所述储能单元电连接的充放电管理电路，所述储能单元位置设置有第二温度传感器用于采集所述储能单元的温度，所述温控模块与所述充放电管理电路电连接。

4.根据权利要求1所述的集成型通信电源供应模块，其特征在于，所述集成机箱内部还设置有第三温度传感器用于采集所述集成机箱内部的温度。

5.根据权利要求2所述的集成型通信电源供应模块，其特征在于，所述智能管理单元包括PFC控制电路、输出控制电路和管控模块，所述PFC控制电路分别与所述隔离变压器和所述PFC电路电连接，所述输出控制电路分别与所述输出电路的输出端和所述输出电路电连接，所述PFC控制电路和所述输出控制电路还分别与所述管控模块电连接。

6.根据权利要求5所述的集成型通信电源供应模块，其特征在于，所述智能管理单元还包括通信模块，所述通信模块与所述管控模块电连接。

7.根据权利要求3所述的集成型通信电源供应模块，其特征在于，所述储能单元采用高密度新能源电池。

8.根据权利要求1所述的集成型通信电源供应模块，其特征在于，所述集成机箱为19英寸标准机箱，宽度为485mm，高度尺寸为150～500mm、深度尺寸为300～500mm。

9.根据权利要求8所述的集成型通信电源供应模块，其特征在于，所述集成机箱内部放置不超过3个所述高效整流单元，每个所述高效整流单元电流为10～50A，还放置不超过6个所述高密度储能单元，每个所述高密度储能单元容量为20～50AH。

10.根据权利要求5所述的集成型通信电源供应模块，其特征在于，所述PFC控制电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，还包括电阻R、输入电压采样电路、电流采样电路、二极管D、N型MOS管、信号发生器、运算放大器、电容C、输出电压采样电路和基准电压，其中，所述电阻R一端与所述第一输入端电连接，另一端与所述二极管D输入端电连接，所述二极管D输出端与所述第一输出端电连接，所述N型MOS管漏极连接在所述电阻R另一端与所述二极管D输入端的连接电路上，栅极与所述信号发生器电连接，源极与所述第二输出端电连接，所述电容C并联在所述第一输出端与所述第二输出端之间，所述输入电压采样电路分别与所述电阻R另一端与所述二极管D输入端的连接电路、所述第二输入端和所述运算放大器电连接，所述电流采样电路分别与所述第二输入端和所述运算放大器电连接，所述输出电压采样电路分别与所述第二输出端和所述运算放大器电连接，所述信号发生器还与所述运算放大器和所述基准电压电连接。