CN214543781U - 一种高效整流模块 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种高效整流模块，涉及通讯电力设备，旨在解决在全天二十四小时持续供电存在耗电量大，导致各个运营商开支成本大的问题，其技术方案要点是：包括：切换电路、整流器、处理器、备用电源、电压补偿模块、充电模块，切换电路连接市电与整流器至负载；充电模块与备用电源连接，用于接收市电转换为直流电以存储至备用电源；处理器与切换电路连接，用于响应市电位于峰时段以输出断开市电的切换信号。本实用新型在市电处于峰时段外时，通过充电模块对市电进行降压，对备用电源进行充电，在保持总用电量无明显增加的情况下，减小高峰段的用电量，降低基站运行的成本，更加经济。

Description

一种高效整流模块
技术领域
本实用新型涉及通讯电力设备，更具体地说，它涉及一种高效整流模块。
背景技术
基站一般指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。基站内一般设有整流装备、备用的蓄电池组和空调等。
为保证基站的通讯正常，需二十四小时全天持续进行供电，而在全天二十四小时持续供电存在耗电量大，导致各个运营商开支成本大的问题。
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高效整流模块，在市电处于峰时段外时，通过充电模块对市电进行降压，对备用电源进行充电，在保持总用电量无明显增加的情况下，减小高峰段的用电量，降低基站运行的成本，更加经济。
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：一种高效整流模块，其特征在于：包括：切换电路、整流器、处理器、备用电源、电压补偿模块、充电模块，所述切换电路连接市电与整流器至负载；
所述充电模块与备用电源连接，用于接收市电转换为直流电以存储至备用电源；
所述处理器与切换电路连接，用于响应市电位于峰时段以输出断开市电的切换信号；
所述切换电路通过充电模块与备用电源连接，响应于市电位于低谷时段以将市电转换为存储至备用电源内的低压电；
所述备用电源通过电压补偿模块与整流器连接，响应于市电断电以供给维持负载运行的驱动电压。
通过采用上述技术方案，通过处理器对市电的时段进行区分，在高峰时段时，通过切换电路断开市电对负载的供电，同时通过备用电源通过电压补偿模块持续对负载进行供电，维持负载的正常运行，在市电处于峰时段外时，通过充电模块对市电进行降压，对备用电源进行充电，在保持总用电量无明显增加的情况下，减小高峰段的用电量，降低基站运行的成本，更加经济，且在发生意外断电时，通过备用电源进行维持供电，提高基座通讯的稳定性。
本实用新型进一步设置为：还包括分别与备用电源和充电模块连接的电压检测电路和自断电开关电路，所述电压检测电路用于获取备用电源的电压以输出电压信号，所述自断电开关电路与电压检测电路连接，响应于电压信号大于基准电压以断开切换电路与充电模块的通路。
通过采用上述技术方案，通过电压检测电路对备用电源内存储的电量一电压的方式进行检测，且在充电模块对备用电源充电至设定电压时，断开市电对充电模块的供电，节约电力资源，且有效保护备用电源的使用寿命。
本实用新型进一步设置为：所述充电模块包括整流电路和稳压电路，所述整流电路与稳压电路之间串联有第一发光二极管，所述稳压电路基于芯片LM317的三端稳压器。
通过采用上述技术方案，通过第一发光二极管的设置，在市电经整流电路整流转换为直流电流时，第一发光二极管得电发光，便于人们观察充电模块的工作状态，并且采用三端稳压器作为稳压电路，能安全的对备用电源进行持续的充电。
本实用新型进一步设置为：所述电压检测电路包括电压比较器和串联在三端稳压器输出端的分压电阻和可调电阻，所述可调电阻的活动端与电压比较器的同向输入端连接，所述电压比较器的反向输入端与备用电源连接。
通过采用上述技术方案，通过分压电阻和可调电阻的设置，能对稳压后的电压进行分压，且可调电阻的活动端与电压比较器的同向输入端连接，实现提供电压比较器以及基准电压，与备用电源的电压进行对比，集成度高且便于人们对充电额度进行调节。
本实用新型进一步设置为：所述可调电阻的活动端电性连接有滤波电容后接地。
通过采用上述技术方案，可调电阻的活动端连接滤波电容后接地，实现在调节基准电压时，能减缓电压变化时电流的陡变。
本实用新型进一步设置为：所述自断电开关电路包括常闭型的继电器，所述电压比较器连接继电器后连接有第二发光二极管。
通过采用上述技术方案，通过第二发光二极管的设置，在备用电源充电完成后，能通过第二发光二极管的点亮，便于人们对备用电源充电的状态进行了解。
本实用新型进一步设置为：所述处理器为基于STM32的单片机最小系统，所述处理器的时钟端连接有第一晶振电路和第二晶振电路，所述第一晶振电路的时钟频率为8MHZ，所述第二晶振电路的时钟频率为32.768KHZ，所述切换电路包括第一开关三极管以及断电继电器。
通过采用上述技术方案，分别采用8MHZ和32.768KHZ的第一晶振电路和第二晶振电路，提供处理器两种工作频率，提高处理器的处理速度，当需要进行高速处理的时候选择高频时钟，当需要低速运行的时候则可以选择低频时钟，由此可以进行分类处理和选择，有利于提高处理器模块的运行速度。
本实用新型进一步设置为：所述电压补偿模块包括基于芯片CD4047的振荡电路，所述振荡电路的输出端连接有若干运算放大器。
通过采用上述技术方案，通过振动电路和运算放大器，能将备用电源存储的直流电转换为具有设定周期的交流电，完成直流电和交流电的转换，经整流器对负载进行供电。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
通过处理器对市电的时段进行区分，在高峰时段时，通过切换电路断开市电对负载的供电，同时通过备用电源通过电压补偿模块持续对负载进行供电，维持负载的正常运行，在市电处于峰时段外时，通过充电模块对市电进行降压，对备用电源进行充电，在保持总用电量无明显增加的情况下，减小高峰段的用电量，降低基站运行的成本，更加经济，且在发生意外断电时，通过备用电源进行维持供电，提高基座通讯的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的结构方框图；
图2为本实用新型中充电模块的电路原理图；
图3为本实用新型中处理器的电路原理图；
图4为本实用新型中电压补偿电路的电路原理图。
图中：1、切换电路；2、整流器；3、处理器；4、备用电源；5、电压补偿模块；6、充电模块；7、电压检测电路；8、自断电开关电路；9、整流电路；10、稳压电路；11、第一晶振电路；12、第二晶振电路；13、振荡电路。
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。
一种高效整流模块，如图1所示，包括切换电路1、整流器2、处理器3、备用电源4、电压补偿模块5、充电模块6，切换电路1连接市电与整流器2至负载，其中，充电模块6与备用电源4连接，用于接收市电转换为直流电以存储至备用电源4，处理器3与切换电路1连接，用于响应市电位于峰时段以输出断开市电的切换信号，切换电路1通过充电模块6与备用电源4连接，响应于市电位于低谷时段以将市电转换为存储至备用电源4内的低压电，备用电源4通过电压补偿模块5与整流器2连接，响应于市电断电以供给维持负载运行的驱动电压。
如图1所示，还包括分别与备用电源4和充电模块6连接的电压检测电路7和自断电开关电路8，电压检测电路7用于获取备用电源4的电压以输出电压信号，自断电开关电路8与电压检测电路7连接，响应于电压信号大于基准电压以断开切换电路1与充电模块6的通路。
如图2所示，充电模块6包括整流电路9和稳压电路10，其中整流电路9与稳压电路10之间串联有第一发光二极管LED1，具体的，稳压电路10基于芯片LM317的三端稳压器，整流电路9为全桥式整流电路，而电压检测电路7包括电压比较器IC2和串联在三端稳压器输出端的分压电阻和可调电阻，可调电阻的活动端与电压比较器IC2的同向输入端连接，电压比较器IC2的反向输入端与备用电源4连接，并且可调电阻的活动端电性连接有滤波电容后接地，具体的，自断电开关电路8包括常闭型的继电器，电压比较器IC2连接继电器后连接有第二发光二极管LED2。
如图3所示，处理器3为基于STM32的单片机最小系统，处理器3的时钟端连接有第一晶振电路11和第二晶振电路12，其中，第一晶振电路11的时钟频率为8MHZ，第二晶振电路12的时钟频率为32.768KHZ，而切换电路1包括第一开关三极管Q1以及断电继电器KM1，具体的，第一开关三极管Q1的基极与处理器3的输出端连接，且第一开关三极管Q1的集电极连接断电继电器KM1至电源，其中断电继电器KM1为常闭型的电磁继电器，且断电继电器KM1的受控开关串联与市电与整流器2之间构成通路，并且处理器3的输出端连接有第二开关三极管Q2，且第二开关三极管Q2的集电极与电源之间连接常开型的电磁继电器构成补偿开关电路，实现市电处于峰时段时，第二开关三极管Q2导通，闭合补偿开关电路，通过备用电源4对负载进行供电，在本实施例中，第一开关三极管Q1和第二开关三极管Q2均为NPN型的硅三极管。
如图4所示，电压补偿模块5包括基于芯片CD4047的振荡电路13，振荡电路13的输出端连接有若干运算放大器IC3，且运算放大器IC3的输出端依次连接功率三极管，实现对备用电源4提供的直流电转换成交流电并多级放大，经线圈实现交流电的升压，对负载进行供电。
市电处于高峰时段时，处理器3输出为高电平的控制信号给第一开关三极管和第二开关三极管，使得第一开关三极管和第二开关三极管处于导通状态，进而断开市电给整流器2的供电，同时闭合电压补偿电路与整流器2的连接，通过备用电源4对负载进行供电，维持基站的正常运行，且避开高峰时段使用市电，降低了基准维护、运行的成本。
当切断市电与整流器2的连接时，备用电源4中若干蓄电池放电输出为低电压的直流电，通过芯片CD4047的振荡电路13对直流电进行逆变，转换为交流电，并且通过线圈实现交流电的升压，再经整流器2对负载进行供电，维持负载的运行，且避免高峰时段对市电的使用，降低电能使用存在的费用，在维持负载全天正常运行时，降低基站维护以及运营的成本。
在蓄电池使用电量减低时，市电经整流电路9和三端稳压器将交流电转换为直流电并存储蓄电池内，并且通过电压比较器对蓄电池的电压进行检测，在蓄电池的电压大于分压电阻和可调电阻连接处的电位点时，电压比较器输出为低电平的电位信号，使得第二发光二极管点亮，并继电器J得电触发，断开市电与充电模块6的连接，停止对蓄电池的充电，有效保护蓄电池的使用寿命。
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)

1.一种高效整流模块，其特征在于：包括：切换电路(1)、整流器(2)、处理器(3)、备用电源(4)、电压补偿模块(5)、充电模块(6)，所述切换电路(1)连接市电与整流器(2)至负载；
所述充电模块(6)与备用电源(4)连接，用于接收市电转换为直流电以存储至备用电源(4)；
所述处理器(3)与切换电路(1)连接，用于响应市电位于峰时段以输出断开市电的切换信号；
所述切换电路(1)通过充电模块(6)与备用电源(4)连接，响应于市电位于低谷时段以将市电转换为存储至备用电源(4)内的低压电；
所述备用电源(4)通过电压补偿模块(5)与整流器(2)连接，响应于市电断电以供给维持负载运行的驱动电压。
2.根据权利要求1所述的一种高效整流模块，其特征在于：还包括分别与备用电源(4)和充电模块(6)连接的电压检测电路(7)和自断电开关电路(8)，所述电压检测电路(7)用于获取备用电源(4)的电压以输出电压信号，所述自断电开关电路(8)与电压检测电路(7)连接，响应于电压信号大于基准电压以断开切换电路(1)与充电模块(6)的通路。
3.根据权利要求2所述的一种高效整流模块，其特征在于：所述充电模块(6)包括整流电路(9)和稳压电路(10)，所述整流电路(9)与稳压电路(10)之间串联有第一发光二极管，所述稳压电路(10)基于芯片LM317的三端稳压器。
4.根据权利要求3所述的一种高效整流模块，其特征在于：所述电压检测电路(7)包括电压比较器和串联在三端稳压器输出端的分压电阻和可调电阻，所述可调电阻的活动端与电压比较器的同向输入端连接，所述电压比较器的反向输入端与备用电源(4)连接。
5.根据权利要求4所述的一种高效整流模块，其特征在于：所述可调电阻的活动端电性连接有滤波电容后接地。
6.根据权利要求4所述的一种高效整流模块，其特征在于：所述自断电开关电路(8)包括常闭型的继电器，所述电压比较器连接继电器后连接有第二发光二极管。
7.根据权利要求1所述的一种高效整流模块，其特征在于：所述处理器(3)为基于STM32的单片机最小系统，所述处理器(3)的时钟端连接有第一晶振电路(11)和第二晶振电路(12)，所述第一晶振电路(11)的时钟频率为8MHZ，所述第二晶振电路(12)的时钟频率为32.768KHZ，所述切换电路(1)包括第一开关三极管以及断电继电器。
8.根据权利要求1所述的一种高效整流模块，其特征在于：所述电压补偿模块(5)包括基于芯片CD4047的振荡电路(13)，所述振荡电路(13)的输出端连接有若干运算放大器。
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