CN210577930U - 一种5g基站电源远程输送系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种5G基站电源远程输送系统，包括设置于宏基站的DC升压模块；连接所述DC升压模块的DC/AC逆变模块；分布于至少一个微基站的AC/DC变换模块，所述AC/DC变换模块通过传输线连接所述DC/AC逆变模块，用于将高压交流电变换为高压直流电；和连接所述AC/DC变换模块的DC降压模块，所述DC降压模块将高压直流电降压为48V直流电源。本实用新型通过把宏基站的48V直流电源升压逆变为高压交流电，高压交流电通过铜导线输送到远端微基站，高压交流电再经过整流降压，最后输出48V低压直流电，这种新的基站供电方式可以降低基站机房的建设成本和维护成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电源领域，尤其涉及一种5G基站电源远程输送系统。
背景技术
为了快速建设5G无线网络，运营商开始先直接利旧原有4G、3G、2G物理站址，完成宏基站部署，实现覆盖需求，再进行容量规划，根据具体场景或者业务密度部署微基站。移动通信基站将围绕人们居住、工作、休闲、交通以及垂直行业的需求，广泛部署在住宅区、办公室、体育场、地铁、高速公路、高速铁路以及环境监测等场景。基站的覆盖半径会随着频率的上升而缩小，5G频率高，覆盖面积小，5G基站数量将是4G的数十倍。未来网络将呈现宏基站与微基站协同、高站与低站搭配的异构网形态，微基站将是提升网络密度的主要手段，也是网络的重要组成部分。
基站数量的增多，使基站供电出现了不少难题。目前通信业界在微基站采用的供电方式有以下几种方式：
1)本地DC 48V供电。在站点方便获取市电的情况下，采用小型DC电源供电，如果考虑备电的话还要配置电池组，综合投资成本会比较高，也不容易维护；
2)直流远端供电。在微基站点难以获取市电的时候，从宏基站把48V直流电传输过去，这种方式由于输送电流比较大，采用的导线线径很大，投资成本比较高。
实用新型内容
为克服现有技术的不足，本实用新型提出一种5G基站电源远程输送系统，通过把本地基站的48V直流电源升压逆变为高压交流电，高压交流电通过铜导线输送到远端基站，高压交流电再经过整流降压，最后输出48V直流电，这种新的基站供电方式可以降低基站机房的建设成本和维护成本。
本实用新型的技术方案是这样实现的，一种5G基站电源远程输送系统，包括：
DC升压模块，所述DC升压模块设置于宏基站，所述DC升压模块与低压直流电源连接，所述DC升压模块用于对所述低压直流电源进行升压；
DC/AC逆变模块，所述DC/AC逆变模块设置于所述宏基站并且与所述DC升压模块连接，所述DC/AC逆变模块用于对经升压的所述低压直流电源进行再次升压以及进行直流转交流转换，形成高压交流电输出；
AC/DC变换模块，所述AC/DC变换模块设置于至少一个微基站，所述AC/DC变换模块通过电力传输线连接所述DC/AC逆变模块，以及
DC降压模块，所述DC降压模块设置于所述微基站，所述DC降压模块与所述AC/DC变换模块连接，所述高压交流电经所述AC/DC变换模块和所述DC降压模块后形成低压直流电输出。
进一步地，所述低压直流电源为48V直流电源,所述DC升压模块对所述低压直流电源进行升压形成280～380V的直流电；所述DC/AC逆变模块将所述280～380V的直流电转变为2000V-2500V的所述高压交流电。
进一步地，所述电力传输线为满足功率等级要求的金属线。
更进一步地，所述金属线为铜导线。
本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：
(1)建设新的基站时，无需再建新的供电系统为微基站供电，可通过从宏基站供电系统获得电源，减少了供电系统的建设成本和维护管理成本。在外电断开时，宏基站的蓄电池组输出48V直流电给微基站供电，提高了通信的可靠性；
(2)占地面积小，容易部署，微基站广泛部署在商业区、办公区、住宅区等，这些地方存在业主协调难、站址资源不足的问题，本实用新型体积非常小，基本不占地，容易安装部署；
(3)容易扩展，本实用新型的降压模块采用常规开关电源或者其他方式的电源变换。在基站建设初期留有一定的供电裕度，根据业务发展需要，通过并联，满足后期更多地设备扩容需求；
(4)电能采用高压交流电的方式进行传输，采用此方式传输的电缆线径相对于其他传输方式大大减小，降低工程施工难度和材料成本。
附图说明
图1是本实用新型一种5G基站电源远程输送系统一个实施例结构图；
图2是本实用新型一个实施例的基站供电方案示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参见图1，本实用新型提出的一种5G基站电源远程输送系统，包括DC升压模块1、DC/AC逆变模块2、电力传输线3、AC/DC变换模块4、DC降压模块5，其中：
所述DC升压模块设置于宏基站，所述DC升压模块与48V的低压直流电源连接，所述DC升压模块用于对所述低压直流电源进行升压，形成380V的直流电。
所述DC/AC逆变模块设置于所述宏基站并且与所述DC升压模块连接，所述DC/AC逆变模块用于对经升压的所述低压直流电源进行升压以及进行直流转交流转换，形成2500V的高压交流电输出。
AC/DC变换模块，所述AC/DC变换模块设置于微基站，所述AC/DC变换模块通过电力传输线连接所述DC/AC逆变模块，用于接收所述高压交流电并对所述高压交流电进行降压以及进行交流转直流转换，形成380V的直流电。
所述DC降压模块设置于所述微基站，所述DC降压模块与所述AC/DC变换模块连接，所述DC降压模块对380V的直流电进行再次降压，形成48V的低压直流电输出。
DC/AC逆变模块2逆变输出的电压、频率、波形不受限制，DC/AC逆变模块2能调整输出交流电的电压、频率、波形等参数，模块器件的耐压等级要求不高，体积小，成本比较低。
电力传输线3是耐压等级满足要求、功率等级满足的金属线，由于采用高压交流输电的方式，传输电流比较小，根据基站负载的大小，可以选择线径很小的铜导线。
AC/DC变换模块4采用工频或者高频变压器结合整流电路获得直流输出，能把高压交流电转换为280V～380V的直流电，具有体积小、成本低的特点。
DC降压模块5采用常规开关电源或者其他方式的电源变换，输出48V的低压直流电。
请参见参照图2，本实用新型的另外一个实施例是对上述实施例所述的5G电源远程输送系统的补充，在本实施方式中逆变和整流模块都是由IGBT器件、相应的PWM驱动电路结合高频变压器组成，耐压等级要求不高，成本低。宏基站的DC升压模块1把48V直流电升压到380V高压直流电，DC/AC逆变模块2再把380V高压直流电转变为2500V高压交流电，高压交流电经过铜导线传输到远端的微基站，通过并联传输的方式为多个微基站供电，微基站的AC/DC变换模块4把传输过来的高压交流电整流降压为380V高压直流电，然后经过DC降压模块5输出48V直流电。
在本实用新型的又一个实施例中，以宏基站48V通信电源，微基站用电负荷额定功率为5KW，通信传输距离500米为例。
本实用新型提出的一种5G基站电源远程输送系统，经过升压、逆变、整流、降压等多次电能转换，考虑到采用的器件都是功耗比较小的器件，因此可以不予考虑电能损耗，DC升压模块价钱大概为100元，DC/AC逆变模块大概500元，AC/DC变换模块为300元左右，DC降压模块大概为100元，则整套5G基站电源远程输送系统价钱在1000元左右。
传统直流远端供电情况下，宏基站48V通信电源需要通过导线为微基站用电负荷提供5KW电能，电缆承担的负荷电流为104A，一般铜导线的安全载流量为5～8A/mm2，由此计算，铜导线的截面积为13～20.8mm2时，才能安全承载此负荷电流。要完成宏基站向微基站传输电力能源，需要制作一对500米长的铜导线，以铜密度为8.9g/cm3来算，至少需要115.7kg铜材，市场上铜材价格大概为52000/吨，那么该铜导线需要成本约为6016元。
本实用新型的电力线路采用高压交流传输的方式，将宏基站的48V通信电源升压逆变为2500V高压通过铜导线传输至微基站，将整流降压后供给用电负荷。导线只需承载2A的负荷电流就能传输5kW的电能，同上述算法，那么铜导线截面积约为0.25～0.4mm2，制作一对500米的铜导线至多需要3.56kg铜材，投入的金属成本约为185元。
对比以上两种传输方式，在相同传输距离、传输相同功率电能的条件下，传统直流供电方式下电缆线径大，导线成本高；本实用新型的电力线路采用高压交流传输，导线线径相比传统方式要小得多，导线投入成本低，模块器件成本也不高；本实用新型可以节省成本6016-185-1000＝4831元。未来5G网络的普及，运营商还将建设数百万个5G基站，仅仅是基站的供电系统就可以节省巨大的投资，对降低基站建造成本起到了重要作用。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，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原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种5G基站电源远程输送系统，其特征在于，包括
DC升压模块，所述DC升压模块设置于宏基站，所述DC升压模块与低压直流电源连接，所述DC升压模块用于对所述低压直流电源进行升压；
DC/AC逆变模块，所述DC/AC逆变模块设置于所述宏基站并且与所述DC升压模块连接，所述DC/AC逆变模块用于对经升压的所述低压直流电源进行再次升压以及进行直流转交流转换，形成高压交流电输出；
AC/DC变换模块，所述AC/DC变换模块设置于至少一个微基站，所述AC/DC变换模块通过电力传输线连接所述DC/AC逆变模块，以及
DC降压模块，所述DC降压模块设置于所述微基站，所述DC降压模块与所述AC/DC变换模块连接，所述高压交流电经所述AC/DC变换模块和所述DC降压模块后形成低压直流电输出。
2.如权利要求1所述的5G基站电源远程输送系统，其特征在于，所述低压直流电源为48V直流电源,所述DC升压模块对所述低压直流电源进行升压形成280～380V的直流电；所述DC/AC逆变模块将所述280～380V的直流电转变为2000V-2500V的所述高压交流电。
3.如权利要求1所述的5G基站电源远程输送系统，其特征在于，所述电力传输线为满足功率等级要求的金属线。
4.如权利要求3所述的5G基站电源远程输送系统，其特征在于，所述金属线为铜导线。
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