CN208337237U - 一种通信基站开关电源监控设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种通信基站开关电源监控设备，所监控的开关电源至少包括相互连接的市电输入电路、整流电路，市电输入电路用于输入市电，本监控设备包括直流电压采集电路、市电信息采集电路、控制器，控制器分别与直流电压采集电路、市电信息采集电路连接；所述直流电压采集电路用于采集整流电路的输出电压，市电信息采集电路用于采集市电信息。通信基站的开关电源包括用于输入市电的市电输入电路以及将市电转换为直流电的整流电路，因此本监控设备能够适用于大部分通信基站的开关电源，适应性强，而且直流电压采集电路、市电信息采集电路采集到的数据可统一通过同一个控制器与FSU连接，只需一种通信协议即可，开发调试简单，节省人力物力。

Description

一种通信基站开关电源监控设备

技术领域

本实用新型涉及开关电源安全监控领域，具体涉及一种通信基站开关电源监控设备。

背景技术

目前开关电源监控一般都是由开关电源设备内部的监控单元完成，监控单元与FSU（现场监控单元, Field Supervision Unit）设备连接，由FSU设备集中采集监控单元中开关电源设备的各项信息，再通过网络传输方式将开关电源的各项状态信息送至监控平台。

由于开关电源设备种类众多，使用的通信协议各不相同，FSU必须对每一种开关电源设备中的监控单元开发对应的通信协议才能进行监控，开发调试困难，耗时耗力；同时还有部分老旧基站使用的老旧开关电源设备不具备通信功能，或是开关电源设备的厂商停止对设备的维护导致其监控单元无法与FSU通信，FSU无法采集获取开关电源设备的工作信息，为通信基站开关电源集中监控和管理带来许多困难。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种通信基站开关电源监控设备，能够替代开关电源内部的监控单元进行监控，使得FSU只需跟本监控设备进行通信即可，不需要额外开发多种通信协议，节省人力物力。

针对上述技术问题，本实用新型是这样加以解决的：一种通信基站开关电源监控设备，所监控的开关电源至少包括相互连接的市电输入电路、整流电路，市电输入电路用于输入市电，本监控设备包括直流电压采集电路、市电信息采集电路、控制器，控制器分别与直流电压采集电路、市电信息采集电路连接；所述直流电压采集电路用于采集整流电路的输出电压，市电信息采集电路用于采集市电信息。

通信基站的开关电源必然包括用于输入市电的市电输入电路以及将市电转换为直流电的整流电路，因此本监控设备能够适用于大部分通信基站的开关电源，适应性强，而且直流电压采集电路、市电信息采集电路采集到的数据可统一通过同一个控制器与FSU连接，只需一种通信协议即可，开发调试简单，节省人力物力。市电通常为三相电，所以要采集的市电信息至少包括各相的相电压、相电流、有功功率、无功功率以及电压频率等，且根据采集得到的开关电源整流电路输出电压及开关电源市电的有功功率，根据能量守恒定律，可以间接计算得到开关电源整流电路的直流输出电流。

进一步地，开关电源还包括一次下电电路和二次下电电路；本监控设备还包括分别与控制器、一次下电电路和二次下电电路连接的下电状态采集电路，下电状态采集电路用于采集一次下电电路和二次下电电路中的下电告警信息。当市电断开，通信基站中蓄电池电压下降到需要一次下电的阈值时，一次下电电路需对通信基站中的基站收发台和基站控制器等二次设备下电，接着蓄电池电压再下降到需要二次下电的阈值时，二次下电电路需对光端机等传输设备（一次设备）进行下电，下电告警信息为开关电源发生一次下电或二次下电动作时产生的告警信息，采集该信息便于工作人员远程了解基站设备的工作状况，有利于做出及时的应对。

进一步地，还包括分别与控制器、一次下电电路和二次下电电路连接的下电控制电路，下电控制电路用于控制开关电源进行一次下电或二次下电。在开关电源的一次下电电路和二次下电电路损坏的情况下，下电控制电路可以代替一次下电电路和二次下电电路进行一次下电或二次下电，提高开关电源运行稳定性，便于工作人员进行远程操作。

进一步地，所述市电信息采集电路包括相互连接的电压电流接入电路和计量电路，计量电路与控制器连接；电压电流接入电路用于接入市电各相的电压和电流，计量电路通过各相的电压和电流计算得出市电信息。

进一步地，所述电压电流接入电路包括电压接入电路以及电流接入电路，电压接入电路用于接入市电各相的电压，电流接入电路用于接入市电各相的电流，计量电路分别与电压接入电路、电流接入电路连接。

进一步地，所述电压接入电路包括相互连接的交流电压互感电路和第一多路模拟开关，第一多路模拟开关与计量电路连接，交流电压互感电路用于接入市电各相的电压，第一多路模拟开关用于将各相的电压分别输出到计量电路。

进一步地，所述电流接入电路包括相互连接的交流电流互感电路和第二多路模拟开关，第二多路模拟开关与计量电路连接，交流电流互感电路用于接入市电各相的电流，第二多路模拟开关用于将各相的电流分别输出到计量电路。

进一步地，还包括分别与直流电压采集电路、市电信息采集电路、控制器连接的降压电路，降压电路通过降低整流电路的输出电压向直流电压采集电路、市电信息采集电路、控制器供电。

进一步地，还包括与控制器连接的开关电源效率设置电路，开关电源效率设置电路用于设置不同的开关电源效率。因为开关电源实际运行情况的不同影响开关电源的效率，且不同的开关电源的工作效率也会有所不同，但是在开关电源整流电路的直流输出电流的计算过程中，通常取效率为固定值进行计算，这样会使得计算出的直流输出电流会出现一定的偏差，现该效率可根据开关电源实际运行情况通过开关电源效率设置电路设置，可以提高计算得到开关电源整流电路的直流输出电流的精度。

进一步地，还包括设在整流电路与直流电压采集电路之间的浪涌防护电路。浪涌防护电路的设置可有效抵抗浪涌冲击，并可以抑制电磁干扰，提高本监控设备抗干扰能力。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：通信基站的开关电源必然包括用于输入市电的市电输入电路以及将市电转换为直流电的整流电路，因此本监控设备能够适用于大部分通信基站的开关电源，适应性强，而且直流电压采集电路、市电信息采集电路采集到的数据可统一通过同一个控制器与FSU连接，只需一种通信协议即可，开发调试简单，节省人力物力。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的电路结构图。

具体实施方式

下面根据具体实施例及附图对本实用新型进行详细地说明。

本实施例如图1所示，一种通信基站开关电源监控设备，所监控的开关电源至少包括相互连接的市电输入电路、整流电路，市电输入电路用于输入市电，本监控设备包括直流电压采集电路、市电信息采集电路、控制器，控制器分别与直流电压采集电路、市电信息采集电路连接；所述直流电压采集电路用于采集整流电路的输出电压，市电信息采集电路用于采集市电信息。

通信基站的开关电源必然包括用于输入市电的市电输入电路以及将市电转换为直流电的整流电路，因此本监控设备能够适用于大部分通信基站的开关电源，适应性强，而且直流电压采集电路、市电信息采集电路采集到的数据可统一通过同一个控制器与FSU连接，只需一种通信协议即可，开发调试简单，节省人力物力，具体地，还设置有串口通信接口和串口防护电路，使控制器通过串口通信接口（RS232或RS485）和串口防护电路与FSU连接，为了提高设备的抗干扰能力，直流电压采集电路具体实施过程中还使用隔离技术，将被采集的整流电路输出电压进行衰减后，再通过隔离运放传输模拟信号，并由设在控制器内部的模数转换器ADC转换为数字信号进行读取。市电通常为三相电，所以要采集的市电信息至少包括各相的相电压、相电流、有功功率、无功功率以及电压频率等，且根据采集得到的开关电源整流电路输出电压及开关电源市电的有功功率，利用能量守恒定律，可以间接计算得到开关电源整流电路的直流输出电流。

开关电源还包括一次下电电路和二次下电电路；本监控设备还包括分别与控制器、一次下电电路和二次下电电路连接的下电状态采集电路，下电状态采集电路用于采集一次下电电路和二次下电电路中的下电告警信息。当市电断开，通信基站中蓄电池电压下降到需要一次下电的阈值时，一次下电电路需对通信基站中的基站收发台和基站控制器等二次设备下电，接着蓄电池电压再下降到需要二次下电的阈值时，二次下电电路需对光端机等传输设备（一次设备）进行下电，下电告警信息为开关电源发生一次下电或二次下电动作时产生的告警信息，采集该信息便于工作人员远程了解基站设备的工作状况，有利于做出及时的应对。

本实施例还包括分别与控制器、一次下电电路和二次下电电路连接的下电控制电路，下电控制电路用于控制开关电源进行一次下电或二次下电。在开关电源的一次下电电路和二次下电电路损坏的情况下，下电控制电路可以代替一次下电电路和二次下电电路进行一次下电或二次下电，提高开关电源运行稳定性，便于工作人员进行远程操作。

所述市电信息采集电路包括相互连接的电压电流接入电路和计量电路，计量电路与控制器连接；电压电流接入电路用于接入市电各相的电压和电流，计量电路通过各相的电压和电流计算得出市电信息。

所述电压电流接入电路包括电压接入电路以及电流接入电路，电压接入电路用于接入市电各相的电压，电流接入电路用于接入市电各相的电流，计量电路分别与电压接入电路、电流接入电路连接。

所述电压接入电路包括相互连接的交流电压互感电路和第一多路模拟开关，第一多路模拟开关与计量电路连接，交流电压互感电路用于接入市电各相的电压，第一多路模拟开关用于将各相的电压分别输出到计量电路。具体的交流电压互感电路包括三个一端分别连接三相电的三条干路，另一端分别连接第一多路模拟开关的交流电压互感器，将高压信号转换为低电压小信号。

所述电流接入电路包括相互连接的交流电流互感电路和第二多路模拟开关，第二多路模拟开关与计量电路连接，交流电流互感电路用于接入市电各相的电流，第二多路模拟开关用于将各相的电流分别输出到计量电路。具体的交流电流互感电路包括三个一端分别连接三相电的三条干路，另一端分别连接第二多路模拟开关的开口交流电流互感器，将干路上的大电流信号转换为小电流信号。

本实施例还包括与整流电路连接的降压电路，降压电路通过降低整流电路的输出电压向本监控设备中的各个电路供电。

本实施例还包括与控制器连接的开关电源效率设置电路，工作人员可根据开关电源实际运行情况设置不同的开关电源效率，在设备运行前，设备默认设置的效率为n₁，检测开关电源整流电路的实际直流输出电流I₁，读取本监控设备根据n₁计算得到的直流输出电流I₂，则实际开关电源效率n=I₁/I₂*n₁，具体结合I₁=P*n/U以及I₂=P*n₁/U可得上述公式，其中P指计量电路计量得到的市电有功功率，U指直流电压采集电路采集得到的整流电路的直流输出电压。

因为开关电源实际运行情况的不同影响开关电源的效率，且不同的开关电源的工作效率也不同，但是在开关电源整流电路的直流输出电流的计算过程中，通常取效率为固定值进行计算，这样会使得计算出的直流输出电流会出现一定的偏差，现该效率可根据开关电源实际运行情况通过开关电源效率设置电路设置，可以提高本监控设备计算得到开关电源整流电路的直流输出电流的精度。

本实施例还包括设在整流电路与直流电压采集电路、降压电路之间的浪涌防护电路。浪涌防护电路的设置可有效抵抗浪涌冲击，并可以抑制电磁干扰，提高本监控设备抗干扰能力。

控制器中包括采集计算得到被监控开关电源设备的市电输入的交流电压、交流电压频率、交流电流等，以及被监控开关电源整流电路的直流输出电压、直流输出电流和一次下电、二次下电状态，控制器可根据预设门限值判断被监控的开关电源设备是否产生一些重要告警信息，例如产生交流输入电压过高/过低告警、交流电停电告警、交流电缺相告警、交流电压频率过高/过低告警、开关电源直流电压输出过高/过低告警、开关电源一次/二次下电告警等告警量，控制器可将这些告警量通过串口通信接口发送到FSU设备，再由FSU设备上送监控平台，便于工作人员及时对故障进行处理，提高安全性。

Claims (10)

1.一种通信基站开关电源监控设备，所监控的开关电源至少包括相互连接的市电输入电路、整流电路，市电输入电路用于输入市电；其特征在于，包括直流电压采集电路、市电信息采集电路、控制器，控制器分别与直流电压采集电路、市电信息采集电路连接；所述直流电压采集电路用于采集整流电路的输出电压，市电信息采集电路用于采集市电信息。

2.根据权利要求1所述的一种通信基站开关电源监控设备，其特征在于，开关电源还包括一次下电电路和二次下电电路；本监控设备还包括分别与控制器、一次下电电路和二次下电电路连接的下电状态采集电路，下电状态采集电路用于采集一次下电电路和二次下电电路中的下电告警信息。

3.根据权利要求2所述的一种通信基站开关电源监控设备，其特征在于，还包括分别与控制器、一次下电电路和二次下电电路连接的下电控制电路，下电控制电路用于控制开关电源进行一次下电或二次下电。

4.根据权利要求1所述的一种通信基站开关电源监控设备，其特征在于，所述市电信息采集电路包括相互连接的电压电流接入电路和计量电路，计量电路与控制器连接；电压电流接入电路用于接入市电各相的电压和电流。

5.根据权利要求4所述的一种通信基站开关电源监控设备，其特征在于，所述电压电流接入电路包括电压接入电路以及电流接入电路，电压接入电路用于接入市电各相的电压，电流接入电路用于接入市电各相的电流，计量电路分别与电压接入电路、电流接入电路连接。

6.根据权利要求5所述的一种通信基站开关电源监控设备，其特征在于，所述电压接入电路包括相互连接的交流电压互感电路和第一多路模拟开关，第一多路模拟开关与计量电路连接，交流电压互感电路用于接入市电各相的电压，第一多路模拟开关用于将各相的电压分别输出到计量电路。

7.根据权利要求5所述的一种通信基站开关电源监控设备，其特征在于，所述电流接入电路包括相互连接的交流电流互感电路和第二多路模拟开关，第二多路模拟开关与计量电路连接，交流电流互感电路用于接入市电各相的电流，第二多路模拟开关用于将各相的电流分别输出到计量电路。

8.根据权利要求1所述的一种通信基站开关电源监控设备，其特征在于，还包括分别与直流电压采集电路、市电信息采集电路、控制器连接的降压电路，降压电路通过降低整流电路的输出电压向直流电压采集电路、市电信息采集电路、控制器供电。

9.根据权利要求1所述的一种通信基站开关电源监控设备，其特征在于，还包括与控制器连接的开关电源效率设置电路。

10.根据权利要求1所述的一种通信基站开关电源监控设备，其特征在于，还包括设在整流电路与直流电压采集电路之间的浪涌防护电路。