高壓直流遠端供電系統及方法
2023-09-21 06:44:45
專利名稱：高壓直流遠端供電系統及方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域中的供電技術，特別涉及一種通過現有網絡用戶線為遠端設備供電的技術。
背景技術：
隨著XDSL(數字用戶線路的統稱)服務需求的不斷增長，在利用現有已經鋪設的網絡用戶線的基礎上，更多新的業務被不斷拓展到最終的用戶。一種比較通用的做法是將DSLM(ADSL的局端設備)產品更加移向用戶端(遠端)，利用1-2對雙絞線、或者同軸電纜作為上行通道，從而可在用戶端分出更多的用戶和業務。將設備轉移到用戶端，供電成為不易解決的實際問題，因為用戶環境各不相同，有的相對比較複雜，多數情況不方便提供電源。因此通過用戶線在局端提供電源的方法(Line powering)作為運營商「最後一公裡」的主要技術支撐方案，已經獲得實際應用。在採用遠程供電電源系統之後，遠端電源的可靠性和可維護性大大提高。
如圖1所示，為現有的通過用戶線的局端供電系統，局端設備10內的電源模塊，將局端電源系統40輸出的-48V電壓通過用戶線30輸送到遠端設備20，從而為遠端的用電設備供電。一般情況下，為了實現用戶線供電，並提高傳輸效率，該系統需要使用升壓的電源模塊，將-48V工作電壓升高之後疊加在用戶線上，例如電壓提高到直流280V，在遠端在通過另一電源模塊將直流電壓轉換成用電設備的直流電壓。
然而這種遠端供電系統，由於在用戶線上傳輸的電壓已經超過了安全電壓，會給操作者帶來觸電的危險。尤其在功率傳輸比較大，局端電源模塊的電流保護點較大，人體接觸可以產生較大的電流，給人身安全帶來更大的危險。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種高壓直流遠端供電系統及方法，解決現有的遠端供電系統在提高傳輸效率的同時帶來操作危險性的問題。
本發明的技術方案是，提供一種高壓直流遠端供電系統，包括局端設備、遠端設備以及連接所述局端設備和遠端設備的網絡用戶線，所述局端設備包括具有輸入端和至少兩個輸出端的電壓轉換模塊，所述電壓轉換模塊的輸入端連接來自局端的電源系統，所述至少兩個輸出端分別連接不同的用戶線並且至少有一個輸出端的輸出電壓極性與其他輸出端的電壓極性相反，且每一個輸出端的電壓絕對值小於安全電壓，所述遠端設備的輸入端分別連接極性不同的用戶線。
上述的高壓直流遠端供電系統中，所述電壓轉換模塊的輸出端與用戶線通過過電流保護模塊相互連接。
上述的高壓直流遠端供電系統中，所述過電流保護模塊為串聯的控制開關和電流檢測裝置。
上述的高壓直流遠端供電系統中，所述過電流保護模塊為正溫度係數的熱敏電阻。
上述的高壓直流遠端供電系統中，所述電壓轉換模塊具有兩個極性相反的輸出端。
上述的高壓直流遠端供電系統中，所述連接所述局端設備和遠端設備的網絡用戶線為偶數對雙絞線，其中一半雙絞線連接所述電壓轉換模塊的正輸出端，另一半雙絞線連接所述電壓轉換模塊的負輸出端。
上述的高壓直流遠端供電系統中，所述連接所述局端設備和遠端設備的網絡用戶線為成對雙絞線，其中一對連接所述電壓轉換模塊的正輸出端，其他對連接所述電壓轉換模塊的負輸出端。
本發明還提供一種高壓直流遠端供電方法，包括以下步驟(a)在局端將輸入電源轉為至少有一路電壓極性與其他路相反的至少兩路輸出電壓，所述輸出的電壓的絕對值小於或等於140V；(b)將所述輸出電壓通過網絡用戶線傳送到遠端設備，且遠端設備的輸入端分別連接極性不同的用戶線。
上述的高壓直流遠端供電方法中，所述步驟(b)中還包括對局端輸出電壓進行過電流保護的步驟。
本發明的高壓直流遠端供電系統及方法，通過採用相反極性電壓，在保證輸送效率的前提下降低了用戶線中電壓的絕對值，從而保證了操作的安全性。
圖1是現有的遠端供電系統的結構示意圖；圖2是本發明的高壓直流遠端供電系統的結構示意圖；圖3是本發明的高壓直流遠端供電系統另一實施例的結構示意圖；圖4是本發明的高壓直流遠端供電方法的流程圖。
具體實施例方式
如圖2所示，為本發明的高壓直流遠端供電系統的結構示意圖。在本實施例中，局端設備10通過四對雙絞線TP1、TP2、TP3和TP4連接到遠端設備20。局端設備10包括電壓轉換模塊11。
電壓轉換模塊11可將輸入電壓做一定變換後輸出，其輸入端與局端電源系統40相連。在本實施例中，電壓轉換模塊11可將局端電源系統40輸入的-48V直流電壓升壓為絕對值小於安全電壓(如140V)的電壓後輸出。電壓轉換模塊11包括兩個輸出端，分別連接兩對雙絞線。上述兩個輸出端分別輸出極性相反的電壓，即一個輸出端輸出正電壓，另一個輸出負電壓。從而在雙絞線TP1、TP2上輸送正電壓，在雙絞線TP3、TP4上輸送負電壓。上述的正、負電壓經雙絞線輸送到遠端設備20，分別作為遠端設備20的電源模塊的正、負極輸入，經電源模塊的變換後為用電設備供電。當然也可在局端調整輸出電壓，直接為遠端的用電設備供電。
由於局端採用了正負電壓輸電，且正負電壓絕對值小於安全電壓(如140V)，這樣，單線施加到人體和大地之間的電壓降低至安全電壓以內，對人體的危害程度大幅度降低。而遠端使用正負電源的差值電壓，相當於兩倍的直流供電電壓，即2倍於安全電壓(如280V)。這樣就可實現高壓的電源傳輸，保證了傳輸效率。
當然，電壓轉換模塊11的每一輸出端也可僅連接一對雙絞線，即僅採用兩對雙絞線輸送電壓；也可採用一對雙絞線輸送正電壓，其他三對輸送負電壓等方式。此外本系統也可通過其他類型的網絡用戶線輸送正負電壓。也可採用同一對雙絞線的不同線傳輸不同極性的電壓。
此外，為了進一步增加安全性，可在局端增加過電流保護模塊，以防止在雙絞線中的電流過大而發生危險。在本實施例中，過電流保護模塊採用控制開關C1、C2、C3、C4和電流檢測裝置S1、S2、S3、S4對，即局端的電壓轉換模塊11的輸出端經由一對串聯的控制開關和電流檢測裝置後連接到雙絞線。例如輸出端經由控制開關C1和電流檢測裝置S1連接到雙絞線TP1。當電流檢測裝置檢測到輸出的電流超過安全值時，可斷開與其串聯的控制開關，從而保證每一對雙絞線的電流不超過設定的安全值，進一步提高了系統的安全性。
如圖3所示，是本發明的高壓直流遠端供電系統另一實施例的結構示意圖。在本實施例中，過電流保護模塊採用了正溫度係數的熱敏電阻PTC1、PTC2、PTC3和PTC4。當迴路電流增加時，熱敏電阻由於發熱電阻急劇增加形成高阻阻斷電流通路，實現限制電流保護。
此外，過電流保護模塊還可採用其他已知的防止通路電流過大的裝置。
如圖4所示，為本發明的高壓直流遠端供電方法的流程圖。首先，局端的電壓轉換模塊11將局端電源系統40的電壓轉為正、負極的至少兩路電壓輸出(如+140V和-140V)(步驟S41)。過電流保護模塊檢測電壓轉換模塊11的輸出，並判斷輸出是否過流(步驟S42)。若電流過大，則過電流保護模塊斷開上述輸出(步驟S44)；若未過流，則電壓轉換模塊11的輸出電壓經由用戶線輸送到遠端設備(步驟S43)。當然，也可不包括過電流檢測步驟，而直接通過用戶線傳輸。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種高壓直流遠端供電系統，包括局端設備、遠端設備以及連接所述局端設備和遠端設備的網絡用戶線，其特徵在於，所述局端設備包括具有輸入端和至少兩個輸出端的電壓轉換模塊，所述電壓轉換模塊的輸入端連接來自局端的電源系統，所述至少兩個輸出端分別連接不同的用戶線並且至少有一個輸出端的輸出電壓極性與另外輸出端的電壓極性相反，且每一個輸出端的電壓絕對值小於安全電壓，所述遠端設備的輸入端分別連接極性不同的用戶線。
2.根據權利要求1所述的高壓直流遠端供電系統，其特徵在於，所述電壓轉換模塊的輸出端與用戶線通過過電流保護模塊相互連接。
3.根據權利要求2所述的高壓直流遠端供電系統，其特徵在於，所述過電流保護模塊為串聯的控制開關和電流檢測裝置。
4.根據權利要求2所述的高壓直流遠端供電系統，其特徵在於，所述過電流保護模塊為正溫度係數的熱敏電阻。
5.根據權利要求1所述的高壓直流遠端供電系統，其特徵在於，所述電壓轉換模塊具有兩個極性相反的輸出端。
6.根據權利要求5所述的高壓直流遠端供電系統，其特徵在於，所述連接所述局端設備和遠端設備的網絡用戶線為偶數對雙絞線，其中一半雙絞線連接所述電壓轉換模塊的正輸出端，另一半雙絞線連接所述電壓轉換模塊的負輸出端。
7.根據權利要求5所述的高壓直流遠端供電系統，其特徵在於，所述連接所述局端設備和遠端設備的網絡用戶線為成對使用雙絞線，其中一對連接所述電壓轉換模塊的正或負輸出端，其他對連接所述電壓轉換模塊的負或正輸出端。
8.一種高壓直流遠端供電方法，其特徵在於，包括以下步驟(a)在局端將輸入電源轉為至少有一路電壓極性與其他路相反的至少兩路輸出電壓，所述輸出的電壓的絕對值小於安全電壓；(b)將所述輸出電壓通過網絡用戶線傳送到遠端設備，且遠端設備的輸入端分別連接極性不同的用戶線。
9.根據權利要求8所述的高壓直流遠端供電方法，其特徵在於，所述步驟(b)中還包括對局端輸出電壓進行過電流保護的步驟。
全文摘要
一種高壓直流遠端供電系統，包括局端設備、遠端設備以及連接所述局端設備和遠端設備的網絡用戶線，所述局端設備包括具有輸入端和至少兩個輸出端的電壓轉換模塊，所述電壓轉換模塊的輸入端連接來自局端的電源系統，所述至少兩個輸出端分別連接不同的用戶線並且至少有一個輸出端的輸出電壓極性與其他輸出端的電壓極性相反，且每一個輸出端的電壓絕對值小於安全電壓，所述遠端設備的輸入端分別連接極性不同的用戶線。本發明還提供一種高壓直流遠端供電方法。本發明通過採用相反極性電壓，在保證輸送效率的前提下降低了用戶線對地電壓值，從而保證了操作的安全性。
文檔編號H02M3/02GK1832409SQ20051003359
公開日2006年9月13日 申請日期2005年3月10日 優先權日2005年3月10日
發明者潘雪峰, 秦真, 蔣天利, 周英傑 申請人:華為技術有限公司