CN218071073U - 一种基站5g负载精准控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基站5G负载精准控制装置，提供基站开关电源输出直流电接入控制装置，经过用户计量单元对所述直流电进行数据采集后通过大电流开关供给用户负载使用，所述大电流开关接有若干个负载接口；所述直流电同时经过DC/DC单元接入用户备电接口；主控单元用于对市电采样单元数据和用户计量单元数据进行分析进而对大电流开关和DC/DC单元进行控制。本实用新型解决了基站内5G设备单独备电使用的电池和电池共用时充电电压不一致导致充不满电以及市电停电后5G负载单独备电的问题；并解决了存量基站内电源系统不支持多家用户负载远程起租及精细化管理的问题，实现了基站运营商负载的智能化管理。

Description

一种基站5G负载精准控制装置

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，具体涉及一种基站5G负载精准控制装置。

背景技术

5G基站是5G网络的核心设备，提供无线覆盖以实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输；5G移动通信技术能够满足人们对于高速、大容量、高可靠、低时延等快速增长的移动通信业务的需求，而大规模MIMO有源天线技术作为5G移动通信的关键技术之一，它可以通过空间复用大幅度提升频谱利用效率，结合新型编码技术可以大幅度提升通信系统容量和通信速率。

虽然大规模MIMO有源天线技术是5G移动通信基站所普遍采用的技术，但随之而来的便是设备功率增大，5G基站功率约为4G基站的3-4倍；现有存量基站电源系统不支持单个用户负载在交流停电后使用单独的电池备电，同时因铅酸电池和磷酸铁锂电池的均浮充电压不一致，导致铅酸电池和磷酸铁锂电池不能共用于同一套电源系统；应如何配置开关电源及蓄电池、如何才能降低电能损耗、如何实现运营商负载的智能化管理都是5G基站建设时需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基站5G负载精准控制装置，结构简单，使用方便，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基站5G负载精准控制装置，包括若干个用户计量单元、DC/DC单元、市电采样单元以及主控单元；基站开关电源输出直流电接入控制装置，经过用户计量单元对所述直流电进行数据采集后通过大电流开关供给用户负载使用，所述大电流开关接有若干个负载接口；所述直流电同时经过DC/DC单元接入用户备电接口；主控单元用于对市电采样单元数据和用户计量单元数据进行分析并对大电流开关和DC/DC单元进行控制。

进一步地，所述基站开关电源内置有AC/DC模块，其输出端包括正极母排输出和负极一级低压脱离输出，输入端接入市三相交流电经AC/DC模块输出48V直流电再经开关电源内部一级低压脱离接触器接入所述控制装置。

进一步地，所述控制装置的输入端设置有防雷及浪涌吸收单元，用于对前级高频脉冲或雷击进行抑制吸收。

进一步地，所述用户计量单元用于对所述直流电的电压、电流及电量数据进行采集，其中电压采样使用0.1％精度的采样电阻进行差分采样，电流采样使用1％精度的霍尔传感器实现最高300A的电流采样。

进一步地，所述大电流开关采用常闭型镀银触点带磁吹灭弧功能的磁保持接触器作为开关器件，常态下其线圈功耗为0W。

进一步地，所述备电接口接入四组48V/100Ah磷酸铁锂电池，并能够通过DC/DC单元对磷酸铁锂电池进行充电。

进一步地，所述DC/DC单元采用四开关同步升降压拓扑，主控单元能够通过采样数据调整四个开关的驱动实现逐周期限流及短路保护；同时所述DC/DC单元内部集成有两个DC125A镀银单触点接触器，能够在市电停电时实现后备电电池对每个用户最大125A的放电能力。

进一步地，所述市电采样单元采用三只隔离式电压互感器对三相交流电进行电压、谐波、频率分析，以识别交流供电、交流油机发电、交流停电三种状态，并通过SPI将数据传送至主控单元。

进一步地，所述主控单元采用32位MCU作为核心控制芯片，该主控单元集成有能够和外界实现数据收发的RS485隔离通信模块，并外接有交互装置以实现系统工作状态显示及控制操作。

进一步地，所述交互装置采用LCD显示屏通过IIC协议和主控单元进行通信，并设置有对LCD显示内容进行控制操作的按键。

由以上技术方案可知，本实用新型控制装置具有以下有益效果：

1、通过DC/DC单元对备电电池进行充电，解决了基站内5G设备单独备电使用的磷酸铁锂电池和原有铅酸电池共用时充电电压不一致导致的磷酸铁锂电池充不满电的问题；

2、通过主控单元通过对市电采样单元数据和计量单元数据进行分析从而控制每个用户的磁保持直流接触器以及DC/DC单元的工作状态，在市电停电后能够对负载的实现单独供电；

3、主控单元集成有能够和外界实现数据收发的RS485隔离通信模块并外接有交互装置以实现系统工作状态显示及控制操作，且通过RS485接口接入动环监控系统能够实现四遥功能，解决了存量基站内电源系统不支持多家用户负载远程起租及精细化管理的问题，实现了基站运营商负载的智能化管理。

附图说明

图1为本实用新型系统的模块连接示意图；

图2为本实用新型防雷及浪涌吸收单元的电路结构示意图；

图3为本实用新型用户计量单元电压采样的电路结构示意图；

图4为本实用新型用户计量单元电流采样的电路结构示意图；

图5为本实用新型磁保持直流接触器的电路结构示意图；

图6为本实用新型DC/DC单元的电路结构示意图；

图7为本实用新型市电采样单元的电路结构示意图；

图8为本实用新型主控单元的电路结构示意图；

图9为本实用新型RS485隔离通信模块的电路结构示意图；

图10为本实用新型交互装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种优选实施方式做详细的说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

如图1所示的基站5G负载精准控制装置，包括两个用户计量单元、DC/DC单元、市电采样单元以及主控单元；基站开关电源输出直流电接入控制装置，经过用户计量单元对所述直流电进行数据采集后通过大电流开关供给用户负载使用，所述大电流开关接有三个负载接口；所述直流电同时经过DC/DC单元接入用户备电接口；主控单元用于对市电采样单元数据和用户计量单元数据进行分析并对大电流开关和DC/DC单元进行控制；本优选实施例所述的基站开关电源内置有AC/DC模块，其输出端包括正极母排输出和负极一级低压脱离输出，输入端接入市三相交流电经AC/DC模块输出48V直流电再经开关电源内部一级低压脱离接触器接入所述控制装置。

在具体的使用中，为避免雷电过电压和雷击电磁脉冲造成系统和设备损坏，本优选实施例所述控制装置的输入端设置有如图2所示的防雷及浪涌吸收单元用于对前级高频脉冲或雷击进行抑制吸收；具体的，所述防雷及浪涌吸收单元的输入端采使用气体放电管D1、D2以及压敏电阻R1、R2、R3组成直流防雷防浪涌电路，当遭遇雷击或前级产生浪涌时，可实现共模和差模8/20μs/20KA的高浪涌防护。

本优选实施例所述的用户计量单元用于对所述直流电的电压、电流及电量数据进行采集，如图3所示的电压采样电路和图4所示的电流采样电路，其中电压采样使用0.1％精度的采样电阻进行差分采样，电流采样使用1％精度的霍尔传感器实现最高300A的电流采样，具备硬件级抗干扰能力；连接用户计量单元和用户负载的大电流开关采用常闭型镀银单触点带磁吹灭弧功能的磁保持接触器作为开关器件，从而为两个用户负载提供稳定可控的直流供电，具体型号为如图5所示的直流200A单触点磁保持直流接触器，常态下其线圈功耗为0W；供用户负载连接的三个负载接口按照容量分为一个125A和两个63A的可插拔的接口。

在具体的使用中，可以将用户1/2负载接口接入单个运营商直流配电盒或AAU，能够使多个用户的负载具备智能化管理功能，如直流电量采集、远程开关等功能。进一步地，作为市电停电后的备电电源，本优选实施例所述的备电接口接入四组48V/100Ah磷酸铁锂电池，并能够通过DC/DC单元对磷酸铁锂电池进行恒压或恒流充电，具体的，充电电压值DC50-57V可调，充电电流值DC1-35A可调；如图6所示，所述DC/DC单元采用四开关同步升降压拓扑，包括四个MOS开关管Q1、Q2、Q3、Q4，主控单元能够通过采样数据调整四个MOS开关管的驱动实现逐周期限流及短路保护，输出效率＞96％；同时所述DC/DC单元内部集成有两个DC125A镀银单触点接触器，能够在市电停电时实现后备电电池对每个用户最大125A的放电能力，放电期间效率＞99.9％；解决了市电停电后5G负载单独备电的问题；在具体的使用中，为降低设备成本、方便后期维护，本优选实施例所述的DC/DC单元采用模块化设计且支持支持热拔插。

本优选实施例所述的主控单元通过对市电采样单元数据和用户计量单元数据进行分析从而控制每个用户的磁保持直流接触器的开合以及DC/DC单元的工作状态；如图7所示，所述市电采样单元采用三只隔离式电压互感器对三相交流电进行电压、谐波、频率分析，以识别交流供电、交流油机发电、交流停电三种状态，并通过SPI将数据传送至主控单元；如图8所示，所述主控单元采用32位MCU作为核心控制芯片，该主控单元集成有如图9所示的RS485隔离通信模块，能够和外界实现数据收发，该RS485隔离通信模块的接口接入动环监控系统以实现遥信、遥测、遥控、和遥调四遥功能；并外接有交互装置以实现系统工作状态显示及控制操作；如图10所示，本优选实施例所述的交互装置采用LCD显示屏通过IIC协议和主控单元进行通信，并设置有对LCD显示内容进行控制操作的按键；有效解决了存量基站内电源系统不支持多家用户负载远程起租及精细化管理的问题，实现了基站运营商负载的智能化管理。

以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基站5G负载精准控制装置，其特征在于，包括若干个用户计量单元、DC/DC单元、市电采样单元以及主控单元；基站开关电源输出直流电接入控制装置，经过用户计量单元对所述直流电进行数据采集后通过大电流开关供给用户负载使用，所述大电流开关接有若干个负载接口；所述直流电同时经过DC/DC单元接入用户备电接口；主控单元用于对市电采样单元数据和用户计量单元数据进行分析并对大电流开关和DC/DC单元进行控制。

2.根据权利要求1所述的基站5G负载精准控制装置，其特征在于，所述基站开关电源内置有AC/DC模块，其输出端包括正极母排输出和负极一级低压脱离输出，输入端接入市三相交流电经AC/DC模块输出48V直流电再经开关电源内部一级低压脱离接触器接入所述控制装置。

3.根据权利要求2所述的基站5G负载精准控制装置，其特征在于，所述控制装置的输入端设置有防雷及浪涌吸收单元，用于对前级高频脉冲或雷击进行抑制吸收。

4.根据权利要求2所述的基站5G负载精准控制装置，其特征在于，所述用户计量单元用于对所述直流电的电压、电流及电量数据进行采集，其中电压采样使用0.1％精度的采样电阻进行差分采样，电流采样使用1％精度的霍尔传感器实现最高300A的电流采样。

5.根据权利要求1所述的基站5G负载精准控制装置，其特征在于，所述大电流开关采用常闭型镀银触点带磁吹灭弧功能的磁保持接触器作为开关器件，常态下其线圈功耗为0W。

6.根据权利要求1所述的基站5G负载精准控制装置，其特征在于，所述备电接口接入四组48V/100Ah磷酸铁锂电池，并能够通过DC/DC单元对磷酸铁锂电池进行充电。

7.根据权利要求6所述的基站5G负载精准控制装置，其特征在于，所述DC/DC单元采用四开关同步升降压拓扑，所述主控单元能够通过采样数据调整四个开关的驱动实现逐周期限流及短路保护；同时所述DC/DC单元内部集成有两个DC125A镀银单触点接触器，能够在市电停电时实现备电电池对每个用户最大125A的放电能力。

8.根据权利要求1所述的基站5G负载精准控制装置，其特征在于，所述市电采样单元采用三只隔离式电压互感器对三相交流电进行电压、谐波、频率分析，以识别交流供电、交流油机发电、交流停电三种状态，并通过SPI将数据传送至主控单元。

9.根据权利要求7或8所述的基站5G负载精准控制装置，其特征在于，所述主控单元采用32位MCU作为核心控制芯片，该主控单元集成有能够和外界实现数据收发的RS485隔离通信模块，并外接有交互装置以实现系统工作状态显示及控制操作。

10.根据权利要求9所述的基站5G负载精准控制装置，其特征在于，所述交互装置采用LCD显示屏通过IIC协议和主控单元进行通信，并设置有对LCD显示内容进行控制操作的按键。

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