CN209150788U - 移动基站的供电系统 - Google Patents

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龙志坚
范良虎
张毅
冯友奎
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Abstract

本实用新型提出移动基站的供电系统。该供电系统包括:开关电源状态监测模块、微控制单元MCU、充电切换电路和供电切换电路,其中:开关电源状态监测模块,一端通过导线连接市电供电的开关电源,另一端通过串口或RS485接口连接MCU;MCU,一端通过串口或RS485接口连接开关电源状态监测模块,一端通过串口或RS485接口连接到充电切换电路,另一端通过串口或RS485接口连接到供电切换电路;充电切换电路,一端通过串口或RS485接口连接MCU,一端通过导线连接光伏控制电源,另一端通过导线连接蓄电池;供电切换电路,一端通过导线连接开关电源,一端通过串口或RS485接口连接MCU,一端通过导线连接蓄电池,另一端通过导线连接移动基站。本实用新型实现了对移动基站的不间断供电。

Description

移动基站的供电系统
技术领域
本实用新型涉及人防技术领域,尤其涉及移动基站的供电系统。
背景技术
人防领域移动通信基站设备采用直流供电系统提供能源。目前采用组合式机架电源供电系统。
移动基站的一般特点如下:
1)交流供电复杂。有的为三相供电,有的为单相供电,有的是国电专线送达,有的则可能直接并接在农网或者居民生活用电线路,这样可能导致供电质量差,如电压波动范围很宽、电压突变情况经常发生、经常频繁停电等。
2)基站数量多、分布广、站点环境差异大。为了网络覆盖而不得不将大量基站建在野外高山上、民房制高点、高温高湿区等,由于安装条件差,造成取电困难且可靠性不高,从而不仅导致交流供电难度大,还导致雷击的机率升高、高温高湿致使设备运行稳定性及寿命降低、故障率升高等。
3)设备种类多、数量多、安装条件差,其故障率远远高于机房内设备。由于无人值守,一旦出现问题不仅人工干预维修及恢复的直接成本高,而且如未能及时发现而“倒站”带来的客户影响及间接损失也很大。
基站的上述一般特点导致供电保证和维护工作不仅工作量加大,而且难度也加大,一些供电故障和事件处理对维护人员技术水平的要求也大大提高。
4)基站无备用电源系统,完全依赖市电,市电停电后基站无法正常工作。
实用新型内容
本实用新型提供移动基站的供电系统,以实现对移动基站的不间断供电。
本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种移动基站的供电系统,包括:开关电源状态监测模块、微控制单元MCU、充电切换电路和供电切换电路,其中:
开关电源状态监测模块,一端通过导线连接市电供电的开关电源,另一端通过串口或RS485接口连接MCU;
MCU,一端通过串口或RS485接口连接开关电源状态监测模块,一端通过串口或RS485接口连接到充电切换电路,另一端通过串口或RS485接口连接到供电切换电路;
充电切换电路,一端通过串口或RS485接口连接MCU,一端通过导线连接开关电源,一端通过导线连接光伏控制电源,另一端通过导线连接蓄电池;
供电切换电路,一端通过串口或RS485接口连接MCU,一端通过导线连接开关电源,一端通过导线连接蓄电池,另一端通过导线连接移动基站;
第一电源状态监测模块将开关电源的状态实时上报给MCU,MCU根据开关电源的状态,确定开关电源的电流大于第一阈值时,向供电切换电路发送第一取电信号,供电切换电路接收到第一取电信号,将来自开关电源的电流传输给移动基站,同时MCU向充电切换电路发送第一充电信号,充电切换电路接收到第一充电信号,将来自开关电源的电流传输给蓄电池;当MCU确定开关电源的电流不大于第一阈值时,向供电切换电路发送第二取电信号,供电切换电路接收到第二取电信号,将来自蓄电池的电流传输给移动基站,同时MCU向充电切换电路发送第二充电信号,充电切换电路接收到第二充电信号,将来自光伏控制电源的电流传输给蓄电池。
所述供电系统进一步包括:蓄电池状态监测模块,且,充电切换电路包括限流限压电路,其中:
蓄电池状态监测模块一端通过导线连接蓄电池,另一端通过串口或RS485接口连接MCU;
蓄电池状态监测模块将监测到的蓄电池的电压发送给MCU,
当开关电源的电流不大于第一阈值时,MCU检测到蓄电池的电压大于限压阈值,则向充电切换电路的限流限压电路发送限压阈值和限流阈值,限流限压电路对来自光伏控制电源的电流进行限流限压处理后传输给蓄电池。
所述开关电源通过防雷抗涌模块连接到市电供电线路;
所述光伏控制电源通过防雷抗涌模块连接到太阳能发电装置。
所述开关电源一端通过导线连接到柴油发电机。
所述充电切换电路进一步通过导线连接风能控制电源,
且,当MCU确定开关电源的电流不大于第一阈值时,向充电切换电路发送第三充电信号,充电切换电路接收到第三充电信号,将来自光伏控制电源和风能控制电源的电流传输给蓄电池。
所述供电系统进一步包括:蓄电池状态监测模块,且,充电切换电路包括限流限压电路,其中:
蓄电池状态监测模块一端通过导线连接蓄电池,一端通过串口或RS485接口连接MCU;
蓄电池状态监测模块将监测到的蓄电池的电压发送给MCU,
当开关电源的电流不大于第一阈值时,MCU检测到蓄电池的电压大于限压阈值,则向充电切换电路的限流限压电路发送限压阈值和限流阈值,限流限压电路对来自光伏控制电源的电流进行限流限压处理后传输给蓄电池。
所述开关电源通过防雷抗涌模块连接到市电供电线路;
所述光伏控制电源通过防雷抗涌模块连接到太阳能发电装置;
所述风能控制电源通过防雷抗涌模块连接到风力发电机。
所述供电系统进一步包括光伏控制电源状态监测模块、风能控制电源状态监测模块和监控中心模块,其中:
光伏控制电源状态监测模块一端通过导线连接光伏控制电源,另一端通过串口或RS485接口连接到MCU;
风能控制电源状态监测模块一端通过导线连接风能控制电源,另一端通过串口或RS485接口连接到MCU;
监控中心模块,一端通过串口或RS485接口连接MCU,另一端通过串口或RS485接口连接后台控制中心;
光伏控制电源状态监测模块将监测到的光伏控制电源的状态实时上报MCU,风能控制电源状态监测模块将监测到的风能控制电源的状态实时上报MCU,MCU将开关电源的状态、蓄电池的状态、光伏控制电源的状态和风能控制电源的状态经由监控中心模块发送给后台控制中心。
本实用新型实现了对移动基站的不间断供电。
附图说明
图1为本实用新型一实施例提供的移动基站的供电系统的结构示意图;
图2为本实用新型另一实施例提供的移动基站的供电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型再作进一步详细的说明。
图1为本实用新型一实施例提供的移动基站的供电系统的结构示意图,该系统主要包括:开关电源状态监测模块11、MCU 12、充电切换电路13和供电切换电路14,其中:
开关电源状态监测模块11,一端通过导线连接市电供电的开关电源201,另一端通过串口或RS485接口连接MCU 12。
MCU 12,一端通过串口或RS485接口连接开关电源状态监测模块11,一端通过串口或RS485接口连接到充电切换电路13,另一端通过串口或RS485接口连接到供电切换电路14。
充电切换电路13,一端通过串口或RS485接口连接MCU 12,一端通过导线连接开关电源201,一端通过导线连接光伏控制电源202,另一端通过导线连接蓄电池301。
供电切换电路14,一端通过串口或RS485接口连接MCU 12,一端通过导线连接开关电源201,一端通过导线连接蓄电池301,另一端通过导线连接移动基站401。
开关电源状态监测模块11实时监测开关电源201的状态(电流或/和电压或/和功率)并上报给MCU 12;
MCU 12根据开关电源201的状态,确定开关电源201的电流大于第一阈值时,向供电切换电路14发送第一取电信号,供电切换电路14接收到第一取电信号,将来自开关电源201的电流传输给移动基站401,同时MCU 12向充电切换电路13发送第一充电信号,充电切换电路13接收到第一充电信号,将来自开关电源201的电流传输给蓄电池301;
当MCU 12确定开关电源201的电流不大于第一阈值时,向供电切换电路14发送第二取电信号,供电切换电路14接收到第二取电信号,将来自蓄电池301的电流传输给移动基站401,同时MCU 12向充电切换电路13发送第二充电信号,充电切换电路13接收到第二充电信号,将来自光伏控制电源202的电流传输给蓄电池301。
在实际应用中,供电系统可进一步包括:蓄电池状态监测模块,且,充电切换电路13包括限流限压电路,其中:
蓄电池状态监测模块一端通过导线连接蓄电池301,另一端通过串口或RS485接口连接MCU 12;
蓄电池状态监测模块将实时监测到的蓄电池301的电压发送给MCU 12,
当开关电源201的电流不大于第一阈值时,若MCU 12检测到蓄电池301的电压大于限压阈值,则向充电切换电路13的限流限压电路发送限压阈值和限流阈值,限流限压电路对来自光伏控制电源301的电流进行限流限压处理后传输给蓄电池301。
图2为本实用新型另一实施例提供的移动基站的供电系统的结构示意图,该系统主要包括:开关电源状态监测模块11、MCU 12、包含限流限压电路131的充电切换电路13、供电切换电路14和蓄电池状态监测模块15,其中:
开关电源状态监测模块11,一端通过导线连接市电供电的开关电源201,另一端通过串口或RS485接口连接MCU 12。
MCU 12,一端通过串口或RS485接口连接开关电源状态监测模块11,一端通过串口或RS485接口连接到充电切换电路13,另一端通过串口或RS485接口连接到供电切换电路14。
充电切换电路13,一端通过串口或RS485接口连接MCU 12,一端通过导线连接开关电源201,一端通过导线连接光伏控制电源202,一端通过导线连接风能控制电源203,一端通过导线连接另一端通过导线连接蓄电池301。
供电切换电路14,一端通过串口或RS485接口连接MCU 12,一端通过导线连接开关电源201,一端通过导线连接蓄电池301,另一端通过导线连接移动基站401。
蓄电池状态监测模块15,一端通过导线连接蓄电池301,另一端通过串口或RS485接口连接MCU 12。
开关电源状态监测模块11实时监测开关电源201的状态(电流或/和电压或/和功率)并上报给MCU 12;
MCU 12根据开关电源201的状态,确定开关电源201的电流大于第一阈值时,向供电切换电路14发送第一取电信号,供电切换电路14接收到第一取电信号,将来自开关电源201的电流传输给移动基站401,同时MCU 12向充电切换电路13发送第一充电信号,充电切换电路13接收到第一充电信号,将来自开关电源201的电流传输给蓄电池301;
当MCU 12确定开关电源201的电流不大于第一阈值时,向供电切换电路14发送第二取电信号,供电切换电路14接收到第二取电信号,将来自蓄电池301的电流传输给移动基站401,同时MCU 12向充电切换电路13发送第二充电信号,充电切换电路13接收到第二充电信号,将来自光伏控制电源202和风能控制电源203的电流传输给蓄电池301,且,
在通过光伏控制电源202和风能控制电源203给蓄电池301充电的过程中,若MCU12检测到蓄电池301的电压大于限压阈值,则向充电切换电路13的限流限压电路131发送限压阈值和限流阈值,限流限压电路131对来自光伏控制电源202和风能控制电源203的电流进行限流限压处理后传输给蓄电池301。其中,限流限压电路131可采用PWM(脉冲宽度调制)方式进行限流限压处理。
在实际应用中,为了提高开关电源201、光伏控制电源202和风能控制电源203的安全性和稳定性,开关电源201可通过防雷抗涌模块连接到市电供电线路;光伏控制电源202可通过防雷抗涌模块连接到太阳能发电装置;风能控制电源203可通过防雷抗涌模块连接到风力发电机。
在无市电的情况下,为了保证在风光资源欠缺时对移动基站的正常电力供应,还可采用风光柴互补的方式,即,开关电源201还可与柴油发电机连接,以从柴油发电机取电。
另外,供电系统可进一步包括:光伏控制电源状态监测模块、风能控制电源状态监测模块和监控中心模块,其中:
光伏控制电源状态监测模块一端通过导线连接光伏控制电源202,另一端通过串口或RS485接口连接到MCU 12;
风能控制电源状态监测模块一端通过导线连接风能控制电源203,另一端通过串口或RS485接口连接到MCU 12;
监控中心模块,一端通过串口或RS485接口连接MCU 12,另一端通过串口或RS485接口连接后台控制中心;
光伏控制电源状态监测模块将监测到的光伏控制电源202的状态(电流或/和电压或/和功率)实时上报MCU 12,风能控制电源状态监测模块将监测到的风能控制电源203的状态(电流或/和电压或/和功率)实时上报MCU 12,MCU 12将开关电源201的状态(电流或/和电压或/和功率)、蓄电池301的状态(电流或/和电压或/和功率)、光伏控制电源202的状态(电流或/和电压或/和功率)和风能控制电源203的状态(电流或/和电压或/和功率)经由监控中心模块发送给后台控制中心。
另外,MCU 12在充电过程中,根据开关电源201的状态、蓄电池301的状态、光伏控制电源202的状态或风能控制电源203的状态,实时判断充电是否正常,若不正常,则通过监控中心模块上报后台控制中心。
本实用新型的有益技术效果如下:
一、本实用新型可在市电有电时,采用市电给移动基站供电,在市电没电时,采用蓄电池给移动基站供电,且,在市电有电时,采用市电给蓄电池充电,在市电没电时,采用光伏控制电源给蓄电池充电,充分保证了移动基站的不间断供电,满足战时、灾时要求;
二、同时采用光伏控制电源和风能控制电源给蓄电池充电,进一步保证了移动基站的不间断供电;
三、充分考虑了体积小、重量轻、方便安装、更换与维护的需求;
四、通过为开关电源、光伏控制电源和风能控制电源连接防雷抗涌模块,增加了供电系统稳定性;
五、通过将供电系统各个模块的状态实时上报给后台控制中心,使得在无人值守时仍能实时掌握供电系统运行状况。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种移动基站的供电系统,其特征在于,包括:开关电源状态监测模块、微控制单元MCU、充电切换电路和供电切换电路,其中:
开关电源状态监测模块,一端通过导线连接市电供电的开关电源,另一端通过串口或RS485接口连接MCU;
MCU,一端通过串口或RS485接口连接开关电源状态监测模块,一端通过串口或RS485接口连接到充电切换电路,另一端通过串口或RS485接口连接到供电切换电路;
充电切换电路,一端通过串口或RS485接口连接MCU,一端通过导线连接开关电源,一端通过导线连接光伏控制电源,另一端通过导线连接蓄电池;
供电切换电路,一端通过串口或RS485接口连接MCU,一端通过导线连接开关电源,一端通过导线连接蓄电池,另一端通过导线连接移动基站;
第一电源状态监测模块将开关电源的状态实时上报给MCU,MCU根据开关电源的状态,确定开关电源的电流大于第一阈值时,向供电切换电路发送第一取电信号,供电切换电路接收到第一取电信号,将来自开关电源的电流传输给移动基站,同时MCU向充电切换电路发送第一充电信号,充电切换电路接收到第一充电信号,将来自开关电源的电流传输给蓄电池;当MCU确定开关电源的电流不大于第一阈值时,向供电切换电路发送第二取电信号,供电切换电路接收到第二取电信号,将来自蓄电池的电流传输给移动基站,同时MCU向充电切换电路发送第二充电信号,充电切换电路接收到第二充电信号,将来自光伏控制电源的电流传输给蓄电池。
2.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述供电系统进一步包括:蓄电池状态监测模块,且,充电切换电路包括限流限压电路,其中:
蓄电池状态监测模块一端通过导线连接蓄电池,另一端通过串口或RS485接口连接MCU;
蓄电池状态监测模块将监测到的蓄电池的电压发送给MCU,
当开关电源的电流不大于第一阈值时,MCU检测到蓄电池的电压大于限压阈值,则向充电切换电路的限流限压电路发送限压阈值和限流阈值,限流限压电路对来自光伏控制电源的电流进行限流限压处理后传输给蓄电池。
3.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述开关电源通过防雷抗涌模块连接到市电供电线路;
所述光伏控制电源通过防雷抗涌模块连接到太阳能发电装置。
4.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述开关电源一端通过导线连接到柴油发电机。
5.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述充电切换电路进一步通过导线连接风能控制电源,
且,当MCU确定开关电源的电流不大于第一阈值时,向充电切换电路发送第三充电信号,充电切换电路接收到第三充电信号,将来自光伏控制电源和风能控制电源的电流传输给蓄电池。
6.根据权利要求5所述的供电系统,其特征在于,所述供电系统进一步包括:蓄电池状态监测模块,且,充电切换电路包括限流限压电路,其中:
蓄电池状态监测模块一端通过导线连接蓄电池,一端通过串口或RS485接口连接MCU;
蓄电池状态监测模块将监测到的蓄电池的电压发送给MCU,
当开关电源的电流不大于第一阈值时,MCU检测到蓄电池的电压大于限压阈值,则向充电切换电路的限流限压电路发送限压阈值和限流阈值,限流限压电路对来自光伏控制电源的电流进行限流限压处理后传输给蓄电池。
7.根据权利要求5所述的供电系统,其特征在于,所述开关电源通过防雷抗涌模块连接到市电供电线路;
所述光伏控制电源通过防雷抗涌模块连接到太阳能发电装置;
所述风能控制电源通过防雷抗涌模块连接到风力发电机。
8.根据权利要求5所述的供电系统,其特征在于,所述供电系统进一步包括光伏控制电源状态监测模块、风能控制电源状态监测模块和监控中心模块,其中:
光伏控制电源状态监测模块一端通过导线连接光伏控制电源,另一端通过串口或RS485接口连接到MCU;
风能控制电源状态监测模块一端通过导线连接风能控制电源,另一端通过串口或RS485接口连接到MCU;
监控中心模块,一端通过串口或RS485接口连接MCU,另一端通过串口或RS485接口连接后台控制中心;
光伏控制电源状态监测模块将监测到的光伏控制电源的状态实时上报MCU,风能控制电源状态监测模块将监测到的风能控制电源的状态实时上报MCU,MCU将开关电源的状态、蓄电池的状态、光伏控制电源的状态和风能控制电源的状态经由监控中心模块发送给后台控制中心。
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