CN214543780U - 一种5g通讯用嵌入式开关电源 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种5G通讯用嵌入式开关电源，涉及通讯电源设备，旨在解决电气柜放置在室外等环境时，容易受到外界雷电等干扰出现电源电压不稳的情况，从而影响通信设备通信，造成通信系统瘫痪，其技术方案要点是：监控模块，与交流配电单元和整流模块连接，用于实时监测交流电和直流电的电压伏值；保护电路，与监控模块和整流模块连接，响应于交流电或直流电大于预设伏值以断开整流模块与通信负荷分路的通路。本实用新型通过保护电路断开整流模块与通信负荷分路的连接，通过备用电源对通信负荷分路进行供电，有效保证通讯设备的正常通讯。

Description

一种5G通讯用嵌入式开关电源
技术领域
本实用新型涉及通讯电源设备，更具体地说，它涉及一种5G通讯用嵌入式开关电源。
背景技术
通信电源系统是通信系统的心脏，稳定可靠的通信电源供电系统，是保证通信系统安全、可靠运行的关键，一旦通信电源系统故障引起对通信设备的供电中断，通信设备就无法运行，就会造成通信电路中断、通信系统瘫痪，从而造成极大的经济和社会效益损失。因此，通信电源系统在通信系统中占据十分重要的位置。
开关电源用于连接市电以及直流电源供电的通讯设备，将交流电转换为直流电供给通讯设备的正常运行，安装电源模块以及通讯设备的电气柜放置在室外等环境时，容易受到外界雷电等干扰出现电源电压不稳的情况，从而影响通信设备通信，造成通信系统瘫痪。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种5G通讯用嵌入式开关电源，通过保护电路断开整流模块与通信负荷分路的连接，通过备用电源对通信负荷分路进行供电，有效保证通讯设备的正常通讯。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种5G通讯用嵌入式开关电源，包括与通信设备连接的通信负荷分路以及用于供给通信负荷分路的备用电源，还包括：
交流配电单元，与市电连接，以降压输出额定电压的交流电；
整流模块，与交流配电单元连接，接收交流电以输出设定伏值的直流电，用于供给通信负荷分路供电；
监控模块，与交流配电单元和整流模块连接，用于实时监测交流电和直流电的电压伏值；
保护电路，与监控模块和整流模块连接，响应于交流电或直流电大于预设伏值以断开整流模块与通信负荷分路的通路。
通过采用上述技术方案，通过监控模块与交流配电单元和整流模块连接，能对开关电源输入以及供给通信负荷分路的电压状况进行监测，在市电受到雷电等状况导致电压伏值出现异常升高或降低时，通过保护电路断开整流模块与通信负荷分路的连接，通过备用电源对通信负荷分路进行供电，有效保证通讯设备的正常通讯。
本实用新型进一步设置为：所述交流配电单元包括多级变压器以及连接在多级变压器输入端的调压器，所述多级变压器的副线圈连接有桥式整流电路，所述桥式整流电路的输出端连接有若干实时电压电路以及基准电压电路，所述实时电压电路用于获取桥式整流电路输出的实时电压伏值，若干所述实时电压电路和基准电压电路的输出端连接有比较电路，所述比较电路响应于实时电压伏值大于基准电压电路提供的基准电压触发调压器以降低交流电的电压伏值。
通过采用上述技术方案，通过多级变压器与调压器的设置，在实时电压电路测得的实时电压伏值通过比较电路与基准电压进行比较，在实时电压伏值异常增大时，触发调压器降低交流电的电压伏值，实现交流自稳压，提高通讯信息传递的稳定性。
本实用新型进一步设置为：所述实时电压电路包括依次串联的分压电阻和可调电位器，所述分压电阻和可调电位器的连接处设有电位点，所述基准电压电路包括固定电阻和稳压二极管，所述稳压二极管用以提供固定电压伏值的基准电压信号。
通过采用上述技术方案，选用分压电阻和壳体电位器，便于调节电位点处的电压，便于对实时电压电路的静态电压进行初始调节，并且选用固定电阻和稳压二极管的设置，能提供比较电路一个稳定的基准电压，提高电压比较的精度。
本实用新型进一步设置为：所述比较电路包括电压比较器，所述电压比较器的反向输入端与电位点连接，所述电压比较器的同向输入端与稳压二极管和固定电阻的连接处连接。
通过采用上述技术方案，选用电压比较器作为比较电路，具有较高的电路集成度，便于电路的维修。
本实用新型进一步设置为：所述比较电路的输出端连接有开关三极管，所述开关三极管的集电极与桥式整流电路的输出端之间电性连接有与调压器连接的继电器。
通过采用上述技术方案，比较电路的输出端连接开关三极管，在比较电路的输出端输出高电平信号以导通开关三极管，从而使与调压器连接的继电器得电，进而控制调压器工作，对波动的市电进行稳压，提高对通信负荷分路供电的稳定性，提高通讯基站的通讯信息传输的精度。
本实用新型进一步设置为：所述保护电路包括与调压器连接的分压采样电路和判断电路，所述分压采样电路用于获取调压器输出交流电的电压伏值，所述判断电路响应于交流电的电压伏值大于设定电压以断开整流模块的供电。
通过采用上述技术方案，采用分压采样电路，能将经调压器调节后的交流电进行分压采集，采样的电压伏值低，提高电路的使用寿命。
本实用新型进一步设置为：所述分压采样电路包括单向二极管、上拉电阻和可调电阻，所述可调电阻的活动端与判断电路连接。
通过采用上述技术方案，通过单向二极管对交流电进行斩波，降低交流电的电压大小，并且通过上拉电阻进行分压，在可调电阻的作用下，在静态时，对分压采样电路的电位点进行校准，提高保护电路的精度。
本实用新型进一步设置为：所述判断电路基于芯片TWH8778的电子开关以及单刀双掷继电器。
通过采用上述技术方案，选用基于芯片TWH8778的电子开关，具有集成度高，且选用单刀双掷继电器，能实现整流模块与备用电源供电的切换，切换速率快，提高通讯信息传递的准确性。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
通过监控模块与交流配电单元和整流模块连接，能对开关电源输入以及供给通信负荷分路的电压状况进行监测，在市电受到雷电等状况导致电压伏值出现异常升高或降低时，通过保护电路断开整流模块与通信负荷分路的连接，通过备用电源对通信负荷分路进行供电，有效保证通讯设备的正常通讯。
附图说明
图1为本实用新型的结构方框图；
图2为本实用新型中交流配电单元的电路原理图；
图3为本实用新型中保护电路的电路原理图。
图中：1、交流配电单元；2、整流模块；3、监控模块；4、保护电路；5、多级变压器；6、调压器；7、桥式整流电路；8、实时电压电路；9、基准电压电路；10、比较电路；11、分压采样电路；12、判断电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。
一种5G通讯用嵌入式开关电源，包括与通信设备连接的通信负荷分路以及用于供给通信负荷分路的备用电源，还包括交流配电单元1、整流模块2、监控模块3以及保护电路4，其中交流配电单元1与市电连接，以降压输出额定电压的交流电；整流模块2与交流配电单元1连接，接收交流电以输出设定伏值的直流电，用于供给通信负荷分路供电；而监控模块3与交流配电单元1和整流模块2连接，用于实时监测交流电和直流电的电压伏值；保护电路4与监控模块3和整流模块2连接，响应于交流电或直流电大于预设伏值以断开整流模块2与通信负荷分路的通路。
在本实施例中，监控模块3选用基于艾默生网络能源有限公司生产的M500f型号的通信电源监控模块3，且通信负荷分路为实现通信设备数据连接的交换器，为本领域技术人员所公知且能操作的技术，故不多做赘述。
如图2所示，交流配电单元1包括多级变压器5以及连接在多级变压器5输入端的调压器6，多级变压器5的副线圈连接有桥式整流电路7，桥式整流电路7的输出端连接有若干实时电压电路8以及基准电压电路9，其中，实时电压电路8用于获取桥式整流电路7输出的实时电压伏值，若干实时电压电路8和基准电压电路9的输出端连接有比较电路10，而比较电路10响应于实时电压伏值大于基准电压电路9提供的基准电压触发调压器6以降低交流电的电压伏值，具体的，实时电压电路8包括依次串联的分压电阻和可调电位器，分压电阻和可调电位器的连接处设有电位点，分压电阻为固定电阻R1、固定电阻R2，且可调电位器包括电阻RP1和电阻RP2，固定电阻R1与电阻RP1连接的公共端设置电位点A，固定电阻R2与电阻RP2连接的公共端设置电位点B,而基准电压电路9包括固定电阻R3和稳压二极管WD2，比较电路10包括电压比较器，电压比较器的反向输入端与电位点连接，电压比较器的同向输入端与稳压二极管和固定电阻的连接处连接，具体的，电压比较器基于芯片LN324的双运算放大器，分别为运算放大器OA1和运算放大器OA2，稳压二极管WD2用以提供固定电压伏值的基准电压信号，具体的，例如稳压二极管WD2选用3V的稳压管，实现稳压二极管提供比较电路10的基准电压信号为3V。
如图2所示，比较电路10的输出端连接有开关三极管，开关三极管的集电极与桥式整流电路7的输出端之间电性连接有与调压器6连接的继电器，具体的，开关三极管选用NPN型的硅三极管，且三极管的集电极连接为单刀双掷的继电器，实现与比较电路10输出高电平使开关三极管导通时，继电器得电切换调压器6的回路，实现自耦升压或降压的目的。
如图3所示，保护电路4包括与调压器6连接的分压采样电路11和判断电路12，分压采样电路11用于获取调压器6输出交流电的电压伏值，判断电路12响应于交流电的电压伏值大于设定电压以断开整流模块2的供电，其中，分压采样电路11包括单向二极管VD3、上拉电阻R8和可调电阻R9，可调电阻R9的活动端与判断电路12连接，判断电路12基于芯片TWH8778的电子开关以及单刀双掷继电器，芯片TWH8778的1脚和4脚与分压采样电路11并联，且芯片TWH8778的5脚连接1.6V的稳压管WD4，其中，单刀双掷继电器的受控开关包括串联在整流模块2和通信负荷分路之间的常闭型的第一开关，以及串联在备用电源与保护电路4之间的通信负荷分路之间为常开型的第二开关，其中备用电源为多个蓄电池。
工作原理：市电电压正常时，基准电压电路9中，经电阻R3降压并通过稳压二极管WD2稳压后，使得电阻R3和稳压二极管WD2的连接点(C点)处电压始终为3V，且实时电压电路8中电位点处的电压均大于3V，故运算放大器0A1、运算放大器0A2输出低电平；当市电电压下降时，副线圈输出的电压也随之下降，实时电压电路8中电位点处的电压也跟着下降，当电位点处电压下降到低于3V时，运算放大器0A1输出高电平，使开关三极管Q1饱和导通，继电器KM1吸合，将调压器6输出调于1、3头；当市电电压继续下降时，同理实时电压电路8中B点电压低于3V时，且电位点A的电压小于电位点B的电压时，运算放大器0A2输出高电平，使开关三极管Q2饱和导通，KM2吸合，将调压器6输出调于1、4头，以达到自耦升压之目的。反之，如果电压升高时，电位点B点电压也随之升高，当B点电压高于3V时，运算放大器0A2输出低电平，开关三极管Q2截止，KM2释放，输出端调至1、3头；当市电电压继续升高时，电位点A点电压高于3V，运算放大器0A1输出低电平，开关三极管Q1截止，KM1释放，输出端调至1、2头，实现在市电由于外界雷电等情况出现波动时，能够自行进行稳压，维持基站正常的通信功能，同时通过保护电路4在电压异常升高时，稳压管WD4击穿导通，芯片TWH8778的5脚电位升至1.6V，使得芯片TWH8778翻转，芯片TWH8778的3脚输出高电平，使得单刀双掷继电器得电，断开整流模块2对通信负荷分路的供电，并同时切换至备用电源对通信负荷分路进行供电，维持通信基站的正常使用，提高通讯信息传递的准确性。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种5G通讯用嵌入式开关电源，包括与通信设备连接的通信负荷分路以及用于供给通信负荷分路的备用电源，其特征在于：还包括：
交流配电单元(1)，与市电连接，以降压输出额定电压的交流电；
整流模块(2)，与交流配电单元(1)连接，接收交流电以输出设定伏值的直流电，用于供给通信负荷分路供电；
监控模块(3)，与交流配电单元(1)和整流模块(2)连接，用于实时监测交流电和直流电的电压伏值；
保护电路(4)，与监控模块(3)和整流模块(2)连接，响应于交流电或直流电大于预设伏值以断开整流模块(2)与通信负荷分路的通路。
2.根据权利要求1所述的一种5G通讯用嵌入式开关电源，其特征在于：所述交流配电单元(1)包括多级变压器(5)以及连接在多级变压器(5)输入端的调压器(6)，所述多级变压器(5)的副线圈连接有桥式整流电路(7)，所述桥式整流电路(7)的输出端连接有若干实时电压电路(8)以及基准电压电路(9)，所述实时电压电路(8)用于获取桥式整流电路(7)输出的实时电压伏值，若干所述实时电压电路(8)和基准电压电路(9)的输出端连接有比较电路(10)，所述比较电路(10)响应于实时电压伏值大于基准电压电路(9)提供的基准电压触发调压器(6)以降低交流电的电压伏值。
3.根据权利要求2所述的一种5G通讯用嵌入式开关电源，其特征在于：所述实时电压电路(8)包括依次串联的分压电阻和可调电位器，所述分压电阻和可调电位器的连接处设有电位点，所述基准电压电路(9)包括固定电阻和稳压二极管，所述稳压二极管用以提供固定电压伏值的基准电压信号。
4.根据权利要求3所述的一种5G通讯用嵌入式开关电源，其特征在于：所述比较电路(10)包括电压比较器，所述电压比较器的反向输入端与电位点连接，所述电压比较器的同向输入端与稳压二极管和固定电阻的连接处连接。
5.根据权利要求2所述的一种5G通讯用嵌入式开关电源，其特征在于：所述比较电路(10)的输出端连接有开关三极管，所述开关三极管的集电极与桥式整流电路(7)的输出端之间电性连接有与调压器(6)连接的继电器。
6.根据权利要求2所述的一种5G通讯用嵌入式开关电源，其特征在于：所述保护电路(4)包括与调压器(6)连接的分压采样电路(11)和判断电路(12)，所述分压采样电路(11)用于获取调压器(6)输出交流电的电压伏值，所述判断电路(12)响应于交流电的电压伏值大于设定电压以断开整流模块(2)的供电。
7.根据权利要求6所述的一种5G通讯用嵌入式开关电源，其特征在于：所述分压采样电路(11)包括单向二极管、上拉电阻和可调电阻，所述可调电阻的活动端与判断电路(12)连接。
8.根据权利要求7所述的一种5G通讯用嵌入式开关电源，其特征在于：所述判断电路(12)基于芯片TWH8778的电子开关以及单刀双掷继电器。
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