通信基站供电电源监测装置的制作方法

本实用新型具体涉及一种通信基站供电电源监测装置。

背景技术：

随着信息化时代的带来，通信基站的作用越来越明显，同时通信基站的可靠性要求也越来越高。

同时随着5G时代的即将来临，5G通信网络将改变过去高度依赖的大型基地台的布建架构，而大量使用小型基站，让电信营运商以最具成本效益的方式弹性组网，从而提高网络密度与覆盖范围，达到比4G技术更高的传输率和网络容量。与此同时，对通信微基站供电的可靠性和稳定性提出了更高的要求，因此如何及时、准确无误掌控小型通信基站供电状态已成为运营商比较关注的问题。

传统的通信基站监测探测器大部分以GPRS等无线通信为主，该技术缺点是功耗大、传输信号不稳定，严重影响了电源基站的可靠运行。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够对电源监测结果进行可靠的数据传输，而且成本低廉的通信基站供电电源监测装置。

本实用新型提供的这种通信基站供电电源监测装置，包括电源模块、采样模块和控制模块，还包括NB-IOT无线通信模块；采样模块和NB-IOT无线通信模块均与控制模块连接；电源模块给所述通信基站供电电源监测装置供电；采样模块用于采样通信基站供电电源的电信号并上传控制模块，控制模块用于将接收的采样信号通过NB-IOT无线通信模块对外发送。

所述的电源模块包括AC/DC电源转换电路、储能电路和电源切换电路；AC/DC电源转换电路的输出端连接储能电路和电源切换电路的输入端，电源切换电路的输出端连接电源切换电路，电源切换电路的输出端为电源模块的输出端；AC/DC电源转换模块用于将交流市电转换为直流电能，并为储能电路充电，同时也通过电源切换电路对外供电；储能电路通过电源切换电路对外供电；电源切换电路用于在AC/DC电源转换电路和储能电路之间进行供电切换。

所述的储能电路包括储能电池、充电控制电路和放电控制电路；充电控制电路和放电控制电电路均与储能电池连接；AC/DC电源转换电路的输出端通过充电控制电路连接储能电池并为储能电池充电，放电控制电路用于对储能电池进行放电。

所述的采样模块包括电压检测电路和光信号监测电路；电压检测电路用于检测基站的市电供电电源信号并将检测结果上传控制模块；光信号监测电路用于对通信基站的下行光信号进行监测并将监测结果上传控制模块。

所述的光信号监测电路为由型号为AFCT-5179AZ的光信号监测芯片构成的电路。

所述的NB-IOT无线通信模块为由型号为BC95的NB-IOT无线通信模组构成的模块。

本实用新型提供的这种通信基站供电电源监测装置，通过对基站的市电和下行光信号进行检测并将检测信号上传和对外发送，实现了对基站供电电源的监测，而且本实用新型采用双电源供电模式，保证了本实用新型的可靠性，而且本实用新型电路简单可靠，成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的AC/DC电源转换电路的电路原理示意图。

图3为本实用新型的储能电路的电路原理示意图。

图4为本实用新型的电源切换电路的电路原理示意图。

图5为本实用新型的光信号监测电路的电路原理示意图。

图6为本实用新型的电压检测电路的电路原理示意图。

图7为本实用新型的NB-IOT无线通信模块的电路原理示意图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种通信基站供电电源监测装置，包括电源模块、采样模块、控制模块和NB-IOT无线通信模块；采样模块和NB-IOT无线通信模块均与控制模块连接；电源模块给所述通信基站供电电源监测装置供电；采样模块用于采样通信基站供电电源的电信号并上传控制模块，控制模块用于将接收的采样信号通过NB-IOT无线通信模块对外发送。其中，电源模块包括AC/DC电源转换电路、储能电路和电源切换电路；AC/DC电源转换电路的输出端连接储能电路和电源切换电路的输入端，电源切换电路的输出端连接电源切换电路，电源切换电路的输出端为电源模块的输出端；AC/DC电源转换模块用于将交流市电转换为直流电能，并为储能电路充电，同时也通过电源切换电路对外供电；储能电路通过电源切换电路对外供电；电源切换电路用于在AC/DC电源转换电路和储能电路之间进行供电切换。采样模块包括电压检测电路和光信号监测电路；电压检测电路用于检测基站的市电供电电源信号并将检测结果上传控制模块；光信号监测电路用于对通信基站的下行光信号进行监测并将监测结果上传控制模块。

如图2所示为本实用新型的AC/DC电源转换电路的电路原理示意图：输入端连接220V市电，从接口JP1接入电路，通过保护电阻RP1进行保护后，通过整流桥UP1(型号为DB104S)后，输出直流电；直流电通过电容CP2和CP3滤波后，接入变压器TR1的原边，变压器TR1的副边输出两路电源信号，其中一路通过一系列滤波电路(包括滤波电容CP9、CP10、CP6、RP5)后，通过稳压芯片UP5(型号为78L05)输出5.1V电压信号V5P1；变压器的副边另一路输出信号则通过滤波电路输出一路采样信号VT，该信号通过信号一系列信号传输电路(包括电阻RP8～RP11)、电容CP13、电容CP8后，通过反馈光耦隔离后，将输出电压采样信号传输到控制芯片UP2(型号为LNK306)；芯片UP2为开关电源控制芯片，芯片的1脚和2脚为反馈端输入引脚并连接反馈光耦的输出端，芯片的4脚则直接连接变压器的原边线圈并输出PWM信号，控制变压器的原边线圈的通断；芯片的5～8脚均直接接地。

如图3所示为本实用新型的储能电路的电路原理示意图：从图中可以看到，储能电路包括储能电池(通过接口J2接入电路)、充电控制电路(由V_CHARGE信号及其附属电路构成)和放电控制电路(由V_DISCHARGE信号及其附属电路构成)；充电控制电路和放电控制电电路均与储能电池连接；AC/DC电源转换电路的输出端通过充电控制电路连接储能电池并为储能电池充电，放电控制电路用于对储能电池进行放电；具体的，储能电池的输出电压信号通过电阻R36和R37构成的采样电路采样后，通过RC滤波电路(R38和C28)滤波后上传到控制模块；控制模块根据储能电池的输出电压判断储能电池的状态；若储能电池需要充电，则控制模块控制V_CHARGE为高电平，此时三极管Q6导通，MOS管Q5的G极接地，此时MOS管Q5导通，AC/DC电源转换电路的输出的充电信号(V5P0信号)通过电阻R43和R44给储能电池充电；若储能电池需要放电，则控制模块控制V_DISCHARGE信号为低电平，此时三极管Q4导通，MOS管Q3的G极接地，Q3导通，此时储能电池通过放电电阻R32～R35放电。

如图4所示为本实用新型的电源切换电路的电路原理示意图：可以看到，AC/DC电源转换电路的输出的充电信号V5P0通过保护二极管D4、D6以及开关管Q12连接：当储能电池的输出电压信号V_BAT低于AC/DC电源转换电路的输出的充电信号V5P0时，此时MOS管Q12的G极电压高于S极电压，DVCC由AC/DC电源转换电路的输出的充电信号V5P0供电；而当储能电池的输出电压信号V_BAT高于AC/DC电源转换电路的输出的充电信号V5P0时，此时MOS管Q12的G极电压低于S极电压，DVCC由储能电池的输出的充电信号V_BAT供电；同时，若控制模块输出控制信号BAT_ON_OFF为高电平时，此时三极管Q13导通，MOS管Q7的G极接地，此时MOS管导通，DVBB供电信号由V_BAT信号(储能电池)供电，而当BAT_ON_OFF为低电平时，DVBB供电信号由AC/DC电源转换电路的输出的充电信号V5P0供电。

如图5所示为本实用新型的光信号监测电路的电路原理示意图：光信号监测电路为由型号为AFCT-5179AZ的光信号监测芯片构成的电路；芯片U6的1脚和9脚直接接地，芯片的5脚则连接光纤信号V_FIBER，同时也通过电容C42和C43接地；芯片U6通过监测光纤信号实现对关光纤的监测，同时将监测结果通过4脚上传控制模块。

如图6所示为本实用新型的电压检测电路的电路原理示意图：市电电压通过串接的电阻采样电路(R39、R45～R51)采样后，再通过保护电阻RT1保护，RC滤波电路(R8和CA1，R12和CA2)进行滤波，以及电容CA3进行滤波后输入到隔离运放U8(型号为AMC1200B)的输入端，运放的1脚连接电源V5P1，4脚接地，运放的8脚则连接两路电源V5P0和DVCC，同时运放的7脚则输出采样信号DI_PW到控制模块。

如图7所示为本实用新型的NB-IOT无线通信模块的电路原理示意图：NB-IOT无线通信模块为由型号为BC95的NB-IOT无线通信模组构成的模块；模块的2脚接地，模块的29脚和30脚作为串口通信引脚(NB_RXD和NB_TXD)连接控制模块；模块的26脚连接电源；模块的38～42引脚则作为与SIM卡通信的引脚，连接SIM卡电路：其中，UE2为SIM卡，UE2的1脚为电源信号引脚并连接模块的38脚，UE2的2脚则连接无线通信模块的39脚并获取复位信号；UE2的7脚为数据传输引脚，其直接连接无线通信模块的40脚并传输数据；UE2的3脚则连接无线通信模块41脚并获取时钟信号；控制模块输出无线通信模块的电源控制信号C_100NL：电源控制信号C_100NL为高电平时，三极管Q2接通，MOS管Q1导通，此时DVCC信号直接连接V100NL，同时电源信号V100NL则通过稳压芯片UE4(型号为LP38501TJ-AD)输出稳定的供电信号V_NB并连接到无线通信模块的45和46脚，从而实现对无线通信模块的供电；同时，控制模块也通过调整电源控制信号C_100NL的电平高低状态，实现对NB-IOT无线通信模块的控制。