一種面向基站備用電源的控制裝置的製作方法

2023-05-10 18:31:26

專利名稱：一種面向基站備用電源的控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信電源控制技術領域，更具體地說，涉及一種面向基站兩種備用電源的自動切換控制裝置。
背景技術：
基站是指在一定的無線電覆蓋區中，通過移動通信交換中心，與行動電話終端之間進行信息傳遞的無線電收發信電臺。基站的正常運轉依賴可靠的供電設備。現有的基站普遍安裝閥控鉛酸蓄電池作為後備電源，在交流市電斷電時能夠為基站不間斷供電。然而，現有的閥控鉛酸蓄電池在反覆深度放電的情況下會出現容量急劇下降壽命縮短的問題，從而影響基站的後備電源的供電可靠性。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型提供一種面向基站備用電源的控制裝置，以實現防止基站後備電源的使用壽命縮短，以及提高基站的供電可靠性。一種面向基站備用電源的控制裝置，包括鐵鋰電池組、鐵鋰電池檢測模塊、鉛酸電池組、鉛酸電池檢測模塊、控制設備、四個直流接觸器和二極體，直流接觸器包括控制線圈，其中，鐵鋰電池組和鐵鋰電池檢測模塊連接，鉛酸電池組和鉛酸電池檢測模塊連接，鐵鋰電池檢測模塊和鉛酸電池檢測模塊分別與控制設備連接，控制設備分別與四個直流接觸器控制線圈連接，鐵鋰電池組與第一直流接觸器連接，鉛酸電池組與第二直流接觸器連接，第三直流接觸器和第四直流接觸器分別與一般負載和重要負載連接，四個直流接觸器控制器支路與母線連接，二極體與第一直流接觸器並聯。從上述的技術方案可以看出，本實用新型實施例在原有基站的鉛酸電池組供電迴路基礎上增加鐵鋰電池組供電迴路，並由控制設備實現停電時鐵鋰蓄電池組優先放電，並在放電容量(或電壓)低於預設值時，作為熱備電源，再由鉛酸蓄電池獨立供電，待鉛酸蓄電池放電容量(或電壓)低於鐵鋰蓄電池組電壓的差值超過二極體導通值時，鐵鋰蓄電池組通過二極體與鉛酸蓄電池並聯供電，從而減少鉛酸蓄電池深度放電，延長了基站備用電源的使用壽命，提高了基站的供電可靠性。其中二極體在第一和第二直流接觸器先離後合的瞬間切換起續流作用，保證負載不中斷供電，在鐵鋰電池組優先放電後鉛酸蓄電池組獨立放電時起隔離作用，並在鉛酸蓄電池組放電電壓低於鐵鋰電池組的差值大於二極體導通值時導通，實現兩組電池並聯供電。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型一實施例公開的一種面向基站備用電源的控制裝置結構示意圖；圖2為本實用新型一實施例公開的另一種面向基站備用電源的控制裝置結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。鉛酸蓄電池由於性能穩定，性價比高成為目前通信基站中最普遍使用的後備電源，採用全浮充方式，溫度控制在25度以下時，理論上可以實現10年左右的使用壽命。然而，對於經常停電的基站由於在高溫環境下鉛酸蓄電池反覆深度放電而造成使用壽命僅為理論使用壽命的一半以下。為了防止鉛酸蓄電池的使用壽命縮短，經過研究，公開了一種面向基站備用電源的控制方法、裝置、控制器和系統，以實現防止基站後備電源的使用壽命縮短，以及提高基站的供電可靠性的技術效果。圖1為本實用新型一實施例公開的一種面向基站備用電源的控制裝置結構示意圖。該方案是通過現有開關電源監控模塊進行升級，利用RS485或RS232通信接口接收兩組蓄電池檢測模塊上傳的信息，分別控制兩個繼電器向第一直流接觸器和第二直流接觸器下發切換信號，實現兩組蓄電池優勢互補。如圖1所示，該面向基站備用電源的控制裝置，包括鐵鋰電池組、鐵鋰電池檢測模塊、鉛酸電池組、鉛酸電池檢測模塊、控制設備、四個直流接觸器(包括第一直流接觸器71、第二直流接觸器72、第三直流接觸器73和第四直流接觸器74)、二極體D和四個分流器，直流接觸器包括控制線圈Cl、C2、C3和C4。其中，鐵鋰電池組和鐵鋰電池檢測模塊連接，鉛酸電池組和鉛酸電池檢測模塊連接，鐵鋰電池檢測模塊和鉛酸電池檢測模塊分別與控制設備連接，控制設備分別與四個直流接觸器控制線圈連接，鐵鋰電池組與第一直流接觸器連接，鉛酸電池組與第二直流接觸器連接，第三直流接觸器和第四直流接觸器分別與一般負載和重要負載連接，兩組電池組正極和兩組負載正極直接接在正極母排上，兩組電池組負極和兩組負載負極分別通過相應的直流接觸器、熔斷器(或空開)、分流器再與母線連接，二極體與第一直流接觸器並聯。控制設備進一步包括開關電源監控模塊包括，開關電源監控模塊分別與採集接口和控制繼電器連接，採集接口分別與鐵鋰電池檢測模塊和鉛酸電池檢測模塊連接，控制繼電器分別與四個直流接觸器連接。四個直流接觸器分別通過分流器與負極母線連接，分流器與直流接觸器之間還設置有熔絲或者空開。圖2為本實用新型一實施例公開的另一種面向基站備用電源的控制裝置結構示意圖。該方案是一種獨立的鐵鋰蓄電池組與現有直流供電系統壓控切換互補方案，自帶智能自動切換功能，適用所有在用開關電源直流供電系統。如圖2所示，該面向基站備用電源的控制裝置包括鐵鋰電池組、鐵鋰電池檢測模塊、鉛酸電池組、鉛酸電池檢測模塊、控制設備、四個直流接觸器(包括第一直流接觸器71、第二直流接觸器72、第三直流接觸器73和第四直流接觸器74)、直流接觸器包括其控制線圈Cl、C2、C3、C4、二極體D和四個分流器。其中，鐵鋰電池組和鐵鋰電池檢測模塊連接，鉛酸電池組和鉛酸電池檢測模塊連接，鐵鋰電池檢測模塊和鉛酸電池檢測模塊分別與控制設備連接，控制設備分別與四個直流接觸器控制線圈連接，鐵鋰電池組與第一直流接觸器連接，鉛酸電池組與第二直流接觸器連接，第三直流接觸器和第四直流接觸器分別與一般負載和重要負載連接。控制設備進一步包括蓄電池組切換控制器70和開關電源監控模塊，蓄電池組切換控制器輸入端分別與鐵鋰電池檢測模塊和鉛酸電池檢測模塊連接，輸出端分別與第一直流接觸器控制線圈和第二直流接觸器控制線圈連接，開關電源監控模塊分別與第三直流接觸器控制線圈和第四直流接觸器控制線圈連接。 蓄電池組切換控制器進一步包括CPU、控制繼電器和採集接口，控制繼電器和採集接口分別與CPU連接，採集接口分別與鐵鋰電池檢測模塊和鉛酸電池檢測模塊連接，控制繼電器分別與第一直流接觸器控制線圈和第二直流接觸器控制線圈連接。四個直流接觸器分別通過分流器與母線連接，分流器與直流接觸器之間還設置有熔絲或者空開。上述兩個實施例的區別在於圖1所示的方案是由一個控制器(開關電源監控模塊)來控制(:1、02、03、04，而圖2所示的方案是通過兩套控制器來實現對(:1、02、03、(:4的控制。兩者的工作原理如下所述:市電正常時，第二直流接觸器72閉合，鉛酸電池組在線浮充；鐵鋰電池組迴路第一直流接觸器71斷開，隔離二極體承受反壓關斷，處於熱備用狀態。當鐵鋰電池因自放電整組電壓低於控制器設定的預定值(作為一個實施例，例如49.5V)時，第二直流接觸器72先斷開，第一直流接觸器71後閉合，開關電源以浮充電壓給鐵鋰電池組補充充電，當充電電流低於設定值(例如0.005-0.0lC (或單只高於3.65V)時，第一直流接觸器71先斷開後，第二直流接觸器72再閉合，鉛酸蓄電池組在線浮充時，二極體D受反向電壓，起隔離作用，鐵鋰電池組處於熱備用狀態。市電停電時，第二直流接觸器72斷開，鉛酸蓄電池組離線；鐵鋰蓄電池組通過隔離二極體實現不間斷供電，隨後第一直流接觸器71閉合，二極體被旁路，鐵鋰蓄電池組通過第一直流接觸器71直接對負載放電。鐵鋰電池組放出額定容量80%或總電壓低於設定值(作為一個實施例，如45V)或單體電壓低於設定值(例如2.5-2.8V)，第一直流接觸器71受控制器控制斷開，鐵鋰電池組通過二極體D實現不間斷放電，隨後第二直流接觸器72閉合鉛酸電池組投入，因鉛酸電池組電壓高於鐵鋰電池組電壓對負載放電，二極體因承受反壓自動關斷，鐵鋰電池組處於熱備用狀態。鉛酸電池組放電電壓下降到開關電源一次下電設定值(如44.5V)時，第三直流接觸器73斷開，一般負載脫離。鉛酸電池組繼續對重要負載放電，當電壓繼續下降到與鐵鋰電池組的電壓差值大於二極體D導通值時，鐵鋰電池組通過二極體D與鉛酸電池組並聯供電，當放電電壓低於電池保護電壓值(如43.2V)時，第四直流接觸器74斷開，重要負載脫離，第二直流接觸器72也斷開，鉛酸電池組脫離，等待市電來電時再充電。[0028]市電來電時，第二直流接觸器72閉合，開關電源首先通過第二直流接觸器72給鉛酸電池組充電，當開關電源電壓逐步升高大於設定的復電電壓時，第三直流接觸器73和第四直流接觸器74閉合，負載恢復上電工作，鉛酸電池充到預設值(如額定容量80%或充電電流低於設定值時，開關電源監控模塊控制繼電器(或蓄電池組切換控制器)送控制信號將第二直流接觸器72斷開，鉛酸電池組離線；隨後第一直流接觸器71受開關電源監控模塊控制繼電器(或蓄電池組切換控制器)控制閉合，開關電源通過第一直流接觸器71給鐵鋰電池組充電，充滿後，第一直流接觸器71受控斷開，鐵鋰電池組恢復到熱備用狀態，開關電源監控模塊控制繼電器(或蓄電池組切換控制器)再送控制信號將第二直流接觸器72閉合，鉛酸蓄電池組恢復在線均充，當其完全充滿時自動轉為浮充狀態。如果鐵鋰電池組未放到80%市電來電，開關電源自動將鐵鋰電池充滿後，第一直流接觸器71先斷開，鐵鋰電池組熱備用，第二直流接觸器72再閉合，鉛酸電池組在線浮充。如果市電長期不停電，開關電源定期給鉛酸電池組均充；當鐵鋰電池檢測模塊測得有鐵鋰電池單體低於設定值(如單體電壓低於3.33V或整組電壓低於49.5V)時，則先斷開72，後閉合71給鐵鋰電池組補充充電，當充到電壓大於預設值(如單體電壓3.6伏、整組電壓54伏)或充電電流小於預設值(如0.005-0.01C)時，先斷開71，自動停充，恢復鐵鋰電池組備用狀態，再閉合72，鉛酸電池組繼續在線浮充。鐵鋰電池組可優選15隻單體電池串聯成組，鉛酸電池組可優選24隻單體電池串聯成組。每隻單體電池均可設置電壓和內阻檢測電路和自動均衡電路。所述系統的設置及功能實現的具體形式並不局限。綜上所述，本實用新型實施例在原有基站的鉛酸電池供電迴路基礎上增加鐵鋰電池組供電迴路，所述控制方法實現停電時，鐵鋰電池組優先放電，並在放電低於預設容量(或電壓)時，作為熱備電源，當鉛酸電池放電電壓值低於鐵鋰電池組電壓時，繼續參與放電，從而減少鉛酸電池深度放電，延長了基站備用電源的使用壽命，提高了基站的供電可靠性。本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例公開的裝置而言，由於其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型實施例的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型實施例將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求1.一種面向基站備用電源的控制裝置，其特徵在於，包括鐵鋰電池組、鐵鋰電池檢測模塊、鉛酸電池組、鉛酸電池檢測模塊、控制設備、四個直流接觸器和二極體，直流接觸器包括控制線圈，其中，鐵鋰電池組和鐵鋰電池檢測模塊連接，鉛酸電池組和鉛酸電池檢測模塊連接，鐵鋰電池檢測模塊和鉛酸電池檢測模塊分別與控制設備連接，控制設備分別與四個直流接觸器控制線圈連接，鐵鋰電池組與第一直流接觸器連接，鉛酸電池組與第二直流接觸器連接，第三直流接觸器和第四直流接觸器分別與一般負載和重要負載連接，四個直流接觸器控制器支路與母線連接，二極體與第一直流接觸器並聯。
2.根據權利要求1所述的一種面向基站備用電源的控制裝置，其特徵在於，控制設備進一步包括開關電源監控模塊，開關電源監控模塊進一步包括控制繼電器和採集接口，控制繼電器和採集接口分別與開關電源監控模塊連接，採集接口分別與鐵鋰電池檢測模塊和鉛酸電池檢測模塊連接，控制繼電器分別與四個直流接觸器控制線圈連接。
3.根據權利要求1所述的一種面向基站備用電源的控制裝置，其特徵在於，控制設備進一步包括蓄電池組切換控制器，蓄電池組切換控制器中的採集接口分別與鐵鋰電池檢測模塊和鉛酸電池檢測模塊連接，控制繼電器分別與第一直流接觸器控制線圈和第二直流接觸器控制線圈連接，開關電源監控模塊分別與第三直流接觸器控制線圈和第四直流接觸器控制線圈連接。
4.根據權利要求3所述的一種面向基站備用電源的控制裝置，其特徵在於，蓄電池組切換控制器進一步包括CPU、控制繼電器和採集接口，控制繼電器和採集接口分別與CPU連接，採集接口分別與鐵鋰電池檢測模塊和鉛酸電池檢測模塊連接，控制繼電器分別與第一直流接觸器控制線圈和第二直流接觸器控制線圈連接。
5.根據權利要求1-4中任一權利要求所述的一種面向基站備用電源的控制裝置，其特徵在於，還包括四個分流器，四個直流接觸器分別通過分流器與母線連接。
6.根據權利要求5所述的一種面向基站備用電源的控制裝置，其特徵在於，分流器與直流接觸器之間還設置有熔絲或者空開。
7.根據權利要求1所述的一種面向基站備用電源的控制裝置，其特徵在於，鐵鋰蓄電池組是15隻單體電池串聯成組。
8.根據權利要求1所述的一種面向基站備用電源的控制裝置，其特徵在於，鉛酸蓄電池組是24隻單體電池串聯成組。
專利摘要本實用新型公開了一種面向基站備用電源的控制裝置，鐵鋰電池組和鐵鋰電池檢測模塊連接，鉛酸電池組和鉛酸電池檢測模塊連接，鐵鋰電池檢測模塊和鉛酸電池檢測模塊分別與控制設備連接，控制設備分別與四個直流接觸器控制線圈連接，鐵鋰電池組與第一直流接觸器連接，鉛酸電池組與第二直流接觸器連接，第三直流接觸器和第四直流接觸器分別與一般負載和重要負載連接，四個直流接觸器控制器支路與母線連接，二極體與第一直流接觸器並聯。本實用新型能夠充分利用鐵鋰電池充放電循環次數多和鉛酸電池全浮充狀態下後備壽命長的優點，提高基站直流供電可靠性和經濟性。
文檔編號H02J9/06GK203071610SQ20122074776
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者李永寧, 高健, 李坤茲, 劉中明, 武珂, 宋立芳, 楊慶, 史強, 李黎 申請人:中國移動通信集團安徽有限公司