一种智能直流配电系统技术方案

本发明专利技术的一种智能直流配电系统，可对开关电源供电电压和蓄电池组供电电压进行升压，为5G负载设备提供高于开关电源和蓄电池组最高输出电压的恒压供电，从而可降低线缆损耗和压降，提升基站5G大功率负载的供电和备电效率。包括：配电管理模块包括电流测量模块、电子开关、隔离型DC/DC模块、空气开关，可对共享基站不同运营商设备、不同网络设备的供电和备电进行智能化管理，解决共享基站差异化供电和备电需求；隔离型DC/DC模块可根据开关电源输出电压或蓄电池放电电压值，进行动态升压，输出‑60V恒压给5G大功率拉远负载供电，降低线缆损耗和压降，提升供电和备电效率，确保5G负载设备稳定可靠工作。

【技术实现步骤摘要】
一种智能直流配电系统
本专利技术涉及通信电源
，具体涉及一种智能直流配电系统。
技术介绍
随着5G基础设施建设的稳步推进，共享基站中5G设备的直流负荷将达到或超过160A，加上基站原有的负荷电流，未来共享基站中通信设备负载电流将超过200A，基站能耗及电池扩容都将成为制约5G基础设施建设的重要因素。基站新增的5G负载设备功率大，在5G大功率AAU负载拉远、上塔时，与直流电源供电系统及蓄电池备电系统距离远，从而造成线缆电流和压降大、损耗高。尤其是在市电断电后，随着蓄电池放电的深入，电池电压逐步降低，蓄电池放电电流增大，这会进一步增加线缆损耗和压降，进一步降低了5G设备输入侧电压，因而大大降低了5G设备供电的可靠性，同时大电流放电还会加剧蓄电池电压下降，造成母排电压低告警，引起基站下电保护。在5G设备投入后，由于5G设备耗电量大，在现阶段投资有限的情况下，现网共享基站备电能力无法按传统网络备电要求同时满足5G设备新增需求，5G共享站正在考虑对5G网络设备提供不同的供电和备电服务标准。比如为降低基站能耗，铁塔公司将依据与运营商的免责协议，拟在夜间低话务量时段切断部分基站5G设备的供电，采取措施后这些基站可节电25％左右。为了满足共享站中不同运营商设备不同备电需求，不同网络设备(5G网络设备、4G和3G网络设备)的不同备电要求，需要有一套可靠的负载管理系统，对不同运营商设备、不同网络设备提供差异化的供电和备电标准。随着共享基站的扩容和5G设备的投入，为满足运营商签约的备电时长，势必也要增加蓄电池组进行并联扩容。然而，新旧不同、种类不同的蓄电池组不能直接并联，这就需要有一套电池组共用管理模块对差异电池组的并联进行控制和管理。5G业务不再是简单的语音和数据，会有市政、教育、医疗、工业等各行各业的垂直应用，因为电源导致的基站故障，不只是一个来自老百姓的投诉，更将是难以估量的追责和判罚。因此，在5G设备投入使用后，提升基站供电和备电效率以及供电可靠性，保障通信负载设备稳定运行，同时尽可能的降低基站投入和运行成本，将比以往任何时候都更加迫切和重要。
技术实现思路
本专利技术提出的一种智能直流配电系统，可对开关电源供电电压和蓄电池组供电电压进行升压，为5G负载设备提供高于开关电源和蓄电池组最高输出电压的恒压供电，从而可降低线缆损耗和压降，提升基站5G大功率负载的供电和备电效率，提高5G负载的供电可靠性。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种智能直流配电系统，包括：至少一个配电管理模块、至少一个电池共用管理模块、主控制器单元、通讯单元、操作显示单元、输入输出接口等组成；其中每个配电管理模块包括至少一个5G负载接口、至少一个普通负载接口、至少一个传输负载接口；其中每个电池共用管理模块至少包括一个蓄电池接口；所述直流母排接口负端接到基站-48V直流母排上，直流母排接口正端接到基站RTN正极母排上；所述电池共用管理模块一端为蓄电池接口，接基站蓄电池组的负极，另一端接到系统内部-48V直流母排上；所述配电管理模块一端接到系统内部-48V直流母排上，另一端为负载端口，分别接到运营商对应的传输负载、其它负载和5G负载上；所述主控制单元接到系统内部电池共用管理模块、配电管理模块、通讯单元和操作显示单元，通讯单元通过通讯接口接到基站FSU动环监控系统中。进一步的，所述配电管理模块由电流测量模块、电子开关、隔离型DC/DC模块、空气开关等组成，空气开关的数量可根据用户负载情况进行配置。每个配电管理模块的输入连接排的一端接到系统内部-48V直流母排上，输入端连接排上安装有电流测量模块，可测量该配电模块的输入电流，进而通过主控制器单元可计算该模块所接运营商负载的用电电量数据；输入连接排的另一端分别接到传输负载空气开关的一端和电子开关的一端；电子开关的另一端分别接到其它负载空气开关的一端和隔离型DC/DC模块的输入端，隔离型DC/DC模块的输出端接到5G负载空气开关的一端；传输负载空气开关、其它负载空气开关、5G负载空气开关的另一端分别通过电缆可接到该运营商对应的传输负载、其它负载和5G负载上。所述电子开关为一次下电开关，可本地或远程定义该配电管理模块所接运营商的一次下电时间，当市电停电后，达到约定的备电时长后，该电子开关会自动分断，当市电恢复后，该电子开关会自动合闸，恢复供电。进一步的，所述配电管理模块中的隔离型DC/DC模块，可根据开关电源输出电压或蓄电池放电电压值，进行动态升压。所述隔离型DC/DC模块输出电压大小为(设定的5G负载供电电压值-[开关电源当前输出电压值或蓄电池当前放电电压值])，与开关电源正负母排两端电压串联叠加后，以确保5G负载接口的输出电压为高于57V的恒定电压。进一步的，所述电池共用管理模块每个蓄电池接口可连接一组蓄电池，并可对该组蓄电池进行管理，每个蓄电池管理支路由两只电力MOSFET开关管及其驱动控制电路组成，两只电力MOSFET开关管反向串联(共漏极或共源极)，每只开关管的漏源极之间接有反向并联的二极管。一只电力MOSFET为蓄电池充电控制开关管，另一只电力MOSFET为蓄电池放电控制开关管，通过对充电开关管和放电开关管的控制，可对蓄电池的充放电过程进行管理和控制，确保差异蓄电池组均衡充放电而无环流。两只开关管串联后的一端通过所述一种智能直流配电系统的蓄电池接口连接到蓄电池组的负极，另一端连接到系统内部的-48V直流母排上。每个蓄电池接口至电力MOSFET开关管的连接排上安装有电流测量模块。所述主控制器单元由微处理器、软件程序、监测采集电路及其外围辅助电子电路等组成，可对电池共用管理模块、配电管理模块中的电力MOSFET开关管和电子开关进行控制，对各模块的电压、电流运行数据进行检测和计算，与通讯模块和操作显示单元进行交互。所述通讯单元，可与远程监控系统进行通讯和交互，将所述智能直流配电系统的运行数据上传到远程监控系统，也可将远程监控系统的参数设置和命令数据下发到智能直流配电系统。所述操作显示单元由显示屏、按键及相应辅助控制电路和软件组成，可对系统工作状态和工作参数进行设置，对系统运行数据进行显示。所述输入输出接口包括正负直流母排接口、蓄电池组接口、负载接口、通讯接口等。由上述技术方案可知，本专利技术的智能直流配电系统可对开关电源供电电压和蓄电池组供电电压进行升压，为5G负载设备提供高于57V的恒压供电，降低线缆损耗和压降，从而提升供电和备电效率以及供电可靠性，确保5G负载设备稳定可靠工作；可对不同运营商设备、不同网络设备的供电和备电进行智能化管理，解决共享基站差异化供电、备电需求；可对并联蓄电池组进行管理，解决差异化蓄电池组并联扩容问题。由以上技术方案可知，本专利技术具有如下的有益效果：(1)可对开关电源供电电压和蓄电池组供电电压进行升压，为5G负载设备提供高于开关电源和蓄电池组最高输出电压的恒压供电，从而可降低线缆损耗和压降，提升基站5G大功率负载的供电和备电效率，提高5G负本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能直流配电系统，其特征在于：包括至少一个配电管理模块、至少一个电池共用管理模块、主控制单元(9)、通讯单元(8)、操作显示单元(10)、直流母排接口、通讯接口(109)；/n其中每个配电管理模块包括至少一个5G负载接口、至少一个普通负载接口、至少一个传输负载接口；/n其中每个电池共用管理模块至少包括一个蓄电池接口；/n所述直流母排接口负端(102)接到基站-48V直流母排上，直流母排接口正端(101)接到基站RTN正极母排上；/n所述电池共用管理模块一端为蓄电池接口，接基站蓄电池组的负极，另一端接到系统内部-48V直流母排上；/n所述配电管理模块一端接到系统内部-48V直流母排上，另一端为负载端口，分别接到运营商对应的传输负载、其它负载和5G负载上；/n所述主控制单元(9)接到系统内部电池共用管理模块、配电管理模块、通讯单元(8)和操作显示单元(10)，通讯单元(8)通过通讯接口(109)接到基站FSU动环监控系统中。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能直流配电系统，其特征在于：包括至少一个配电管理模块、至少一个电池共用管理模块、主控制单元(9)、通讯单元(8)、操作显示单元(10)、直流母排接口、通讯接口(109)；
其中每个配电管理模块包括至少一个5G负载接口、至少一个普通负载接口、至少一个传输负载接口；
其中每个电池共用管理模块至少包括一个蓄电池接口；
所述直流母排接口负端(102)接到基站-48V直流母排上，直流母排接口正端(101)接到基站RTN正极母排上；
所述电池共用管理模块一端为蓄电池接口，接基站蓄电池组的负极，另一端接到系统内部-48V直流母排上；
所述配电管理模块一端接到系统内部-48V直流母排上，另一端为负载端口，分别接到运营商对应的传输负载、其它负载和5G负载上；
所述主控制单元(9)接到系统内部电池共用管理模块、配电管理模块、通讯单元(8)和操作显示单元(10)，通讯单元(8)通过通讯接口(109)接到基站FSU动环监控系统中。


2.根据权利要求1所述的一种智能直流配电系统，其特征在于：
所述配电管理模块包括电流测量模块(51)、电子开关(52)、隔离型DC/DC模块(53)、空气开关，其中空气开关的数量与负载接口的数量一致；
所述配电管理模块的输入连接排的一端接到系统内部-48V直流母排上，输入端连接排上安装有电流测量模块(51)，输入连接排的另一端分别接到传输负载空气开关(56)的一端和电子开关(52)的一端，电子开关(52)的另一端分别接到其它负载空气开关(55)的一端和隔离型DC/DC模块(53)的输入端，隔离型DC/DC模块(53)的输出端接到5G负载空气开关(54)的一端，传输负载空气开关(56)、其它负载空气开关(...

【专利技术属性】
技术研发人员：金国卫，
申请(专利权)人：金国卫，
类型：发明
国别省市：安徽;34