一种5G设备供电系统的制作方法

文档序号:22246645发布日期:2020-09-15 20:38
一种5G设备供电系统的制作方法

本实用新型涉及通讯领域,具体涉及一种供电设备,尤其涉及一种5g设备供电系统。



背景技术:

随着技术的发展和进步,5g通讯开始进入建设应用阶段,各运营商均开始了5g通信设备的规模化部署,根据国家政策要求和网络部署规划,优先采用在存量基站新增5g设备的建设模式,而5g设备高功耗的特点对基站开关电源系统的供备电能力提出了更高的要求,部分存量基站开关电源容量有限,已不能满足新增5g设备后的供电要求,需新增开关电源系统,传统新增开关电源系统方案存在以下问题:

1.新增室内嵌入式开关电源系统、插框改造扩容和大容量开关电源替换方案,投资成本高;开关电源容量增大后工作产生热量增加,占用基站空调制冷资源,增加基站空调功耗;

2.5g设备功耗大,传统开关电源浮充电压dc53.5v,传输线缆损耗大,远距离传输需加粗线缆线径;若调整为高电压(dc56.4v)无法利用基站已有铅酸电池作为备电电源;

3.在基站电池容量满足新增5g设备备电要求情况下,新增开关电源系统无法与已有开关电源系统共享基站电池备电。

因此,现有技术亟代研究并设计出一种装置和应用方法,在新增5g通信设备,原有开关电源容量不足,需要新增开关电源的情况下,实现不同浮充电压等级开关电源共用,新增开关电源独立为5g设备供电,基站已有蓄电池组共享,为5g设备提供备电,同时不增加基站空调功耗,达节能减排的目的。



技术实现要素:

为了克服上述问题,本发明人进行了锐意研究,设计出一种5g设备供电系统,包括室外开关电源单元1和直流单向导通单元2,其中,

所述室外开关电源单元1位于基站室外,其具有防水外壳11,在所述防水外壳11的内部,设置有依次相连的输入滤波子单元12、apfc升压子单元13和dcdc隔离电源子单元14,

所述输入滤波子单元12具有输入缓启动电路和两级emc滤波电路,

所述apfc升压子单元13为具有降低线路损耗和电压稳压作用的单元,

所述dcdc隔离电源子单元14采用半桥方案,双变压器模式进行转换,

所述直流单向导通单元2将室外开关电源单元1与基站原有开关电源系统隔离。

所述dcdc隔离电源子单元14,采用两个mos管作为上下桥臂,串联谐振电感,后级通过mos管进行同步整流。

所述输入滤波子单元12还具有放电电阻。

所述dcdc隔离电源子单元14的输出端为高电压,所述高电压为dc54v~dc60v。

所述直流单向导通单元2具有壳体21,在壳体21上设置有单向输入端201和单向输出端202,所述dcdc隔离电源子单元14与直流单向导通单元2的单向输出端202相连,所述单向输出端202与5g通讯设备相连,所述直流单向导通单元2的单向输入端201与基站原有开关电源系统直流输出相连。

在所述流单向导通单元2的壳体21中还设置有单向导通二极管器件22,使得电流只能由直流单向导通单元2的单向输入端201流向单向输出端202。

所述单向导通二极管器件22为低vf(前向压降)、高io(导通电流)的肖特基类型二极管。

在单向导通二极管器件22上还装配有满足峰值电流能力300a的散热器对其进行散热。

在壳体21中还设置有旁路开关23,所述旁路开关23与单向导通二极管器件22并联连接。

所述旁路开关23为高可靠性的直流接触器。

本实用新型所提供的5g设备供电系统具有以下有益效果:

(1)根据本实用新型提供的5g设备供电系统,具有室外开关电源单元,在解决基站已有开关电源容量不满足5g系统通信设备供电的前提下,室外安装,自然散热,不会额外增加基站空调功耗,达到节能减排的目的;

(2)根据本实用新型提供的5g设备供电系统,针对5g设备功耗大的特点,室外开关电源单元输出为高电压,降低了线缆损耗,降低了线缆线径,节省了建设成本;

(3)根据本实用新型提供的5g设备供电系统,通过直流单向导通装置,实现了室外开关电源单元1与基站原有开关电源系统隔离,不会因电压等级高而为基站原有开关电源系统接入负载供电;

(4)根据本实用新型提供的5g设备供电系统,实现了不同浮充电压等级开关电源共用,基站蓄电池备电能力共享,在保证5g设备供备电的前提下,降低了建设投资成本。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的5g设备供电系统的整体结构示意图;

图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的室外开关电源单元结构示意图;

图3示出根据本实用新型一种优选实施方式的输入滤波子单元结构示意图;

图4示出根据本实用新型一种优选实施方式的apfc升压子单元结构示意图;

图5示出根据本实用新型一种优选实施方式的dcdc隔离电源子单元结构示意图;

图6示出根据本实用新型一种优选实施方式的直流单向导通单元结构示意图。

附图标号说明:

1-室外开关电源单元;

11-防水外壳;

12-输入滤波子单元;

13-apfc升压子单元;

14-dcdc隔离电源子单元;

2-直流单向导通单元;

21-壳体;

201-单向输入端;

202-单向输出端;

22-单向导通二极管器件;

23-旁路开关。

具体实施方式

下面通过附图和实施方式对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明,本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

其中,尽管在附图中示出了实施方式的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。

本实用新型提供了一种5g设备供电系统,该系统包括室外开关电源单元1和直流单向导通单元2。

如图1所示,本实用新型所述的5g设备供电系统置于室外,与基站原有开关电源系统和5g通讯设备连接。

具体地,所述室外开关电源单元1具有防水外壳11,在本实用新型中,对所述防水外壳11的形状无特定要求,只要能够满足防水即可。

在一个优选的实施方式中,所述防水外壳11为一体压铸成型,在所述防水外壳11上设置有防水端子,以实现防水功能,更优选地,所述防水端子满足ip65及以上标准,以满足室外防水使用要求。

在一个优选的实施方式中,所述防水外壳11为铝制,其上具有散热齿,以方便快速散热。

根据本实用新型,所述防水外壳11置于室外,能够将室外开关电源单元1运行过程中产生的热量自然散发到室外空气中,无需占用基站空调制冷资源,不会增加基站空调功耗,解决了传统嵌入式开关电源因工作散热造成基站空调负载和功耗增加的问题。

在所述防水外壳11的内部,设置有输入滤波子单元12、apfc升压子单元13和dcdc隔离电源子单元14,如图2所示。

所述输入滤波子单元12能够与ac220v/380v或dc250v~dc400v相连,优选地,其与市政电源相连,更优选地,由独立市电供电。

所述输入滤波子单元12具有输入缓启动电路和两级emc滤波电路,满足交、直流双输入,如图3所示,进一步地,所述输入滤波子单元12还具有放电电阻,以提高设备使用的安全性。

所述apfc升压子单元13为具有降低线路损耗和电压稳压作用的单元,其与输入滤波子单元12相连,所述apfc升压子单元13的电路如图4所示,优选采用mosfet作为主功率管、sic二极管作为提升二极管,采用低导通压降整流二极管进行续流,实现功率因数校正、前级电压稳压。

基于电压等级的变换以及安全等原因,电源的输入与输出之间需具有电气隔离,在本实用新型中,具有dcdc隔离电源子单元14与apfc升压子单元13相连,以实现上述功能。

进一步地,所述dcdc隔离电源子单元14采用半桥方案,双变压器模式进行转换,采用两个mos管作为上下桥臂,串联谐振电感,后级通过mos管进行同步整流,实现电源的高效隔离转换,其电路如图5所示。

由于5g设备功耗大,传统开关电源浮充电压dc53.5v,传输线缆损耗大,远距离传输需加粗线缆线径,造成设备成本增高,在本实用新型中,所述dcdc隔离电源子单元14的输出端为高电压,所述高电压为dc54v~dc60v,优选为dc56.4v电压,以解决传输损耗问题。

所述直流单向导通单元2具有壳体21,所述壳体21具有防水结构,优选一体压铸成型,其上安装有防水端子。

在壳体21上设置有单向输入端201和单向输出端202,所述单向输入端201和单向输出端202之间通过两根电缆连接,以连通单向输入端201和单向输出端202的正负极,所述dcdc隔离电源子单元14与直流单向导通单元2的单向输出端202相连,进一步地,所述单向输出端202与5g通讯设备相连,以对5g通讯设备进行供电。

所述直流单向导通单元2的单向输入端201与基站原有开关电源系统直流输出相连,以在市政供电异常后,通过基站原有开关电源系统中的蓄电池组为5g通讯设备供电。

由于基站原有的蓄电池组电压为dc53.5v,低于dcdc隔离电源子单元14的输出电压,会出现dcdc隔离电源子单元14为基站原有开关电源系统负载供电的情况,为解决此问题,在所述单向导通单元2的壳体21中还设置有单向导通二极管器件22,如图6所示,所述单向导通二极管器件22位于连接单向输入端201和单向输出端202负极的电缆上,使得电流只能由直流单向导通单元2的单向输入端201流向单向输出端202。

优选地,所述单向导通二极管器件22为低vf(前向压降)、高io(导通电流)的肖特基类型二极管,更优选地,在单向导通二极管器件22上还装配有满足峰值电流能力300a的散热器对其进行散热。

在一个优选的实施方式中,在壳体21中还设置有旁路开关22,所述旁路开关23与单向导通二极管器件22并联连接,当市电停电后,基站原有开关电源系统通过开关旁路输出至5g通讯设备,降低二极管的压降和损耗,在实际使用时,可以通过判断电流的流向开启或关闭旁路开关23。

在本实用新型中,所述旁路开关23可以是mos管开关、可控硅开关、手动开关、继电器开关或接触器开关,优选为高可靠性的直流接触器作为旁路开关。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明,不过这些实施方式仅是范例性的,仅起到说明性的作用。在此基础上,可以对本实用新型进行多种替换和改进,这些均落入本实用新型的保护范围内。

再多了解一些
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