一种适应基站供电的AC-DC电源电路的制作方法

本实用新型涉及智慧照明技术领域，更具体的说，它涉及一种适应基站供电的ac-dc电源电路。

背景技术：

随着智慧城市的发展，路灯杆由于覆盖范围广，密度大，供电系统完善，很适合作为5g基站、其他通信设备、微基站的载体。随着智慧路灯杆的发展，利用智慧灯杆作为搭载基站的载体，是一个不错的选择，但是智慧灯杆有如下问题：

1、造价很高，大规模替换传统的路灯杆不易实现。

2、智慧灯杆使用原有路灯的供电系统，面临白天路灯电网没电的问题。

传统的路灯系统通常采用如图1所示的供电方案，通过断路器实现白天断电、晚上通电。如果作为5g基站、其他通信设备、微基站的载体，也面临白天路灯电网没电的问题。

而如何解决路灯电网的24h用电是目前路灯杆搭载终端设备面临的难题，其中ac-dc的转换电路也是其中待解决的之一。

技术实现要素：

为解决以上问题，本实用新型提供了一种设计简单合理、转换率高，便于推广使用的一种适应基站供电的ac-dc电源电路。

一种适应基站供电的ac-dc电源电路，ac-dc电源模块包括整流电路、半波整流电路、芯片u31、电容c31、电容c34、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电容c33、二极管d35、变压器t31、二极管d37、电容c35、电阻r35；

整流电路包括二极管d31、二极管d32、二极管d33、二极管d34；二极管d31的正极、二极管d33的负极与火线连接，二极管d32的正极、二极管d34的负极与零线连接，二极管d31的负极与二极管d32的负极、电容c31的一端、电容c33的一端、电阻r31的一端、变压器t31的初级绕组异名端连接，电阻r31的另一端、电容c33的另一端与二极管d35的负极连接，二极管d35的正极、变压器t31的初级绕组同名端与芯片u31的其中一个引脚连接；

芯片u31与半波整流电路连接，半波整流电路包括二极管d36、电容c32；芯片u31的vcc引脚与电容c32的正端、二极管d36的负极连接，电容c32的负端接地，二极管d36的正极与变压器t31的辅助绕组同名端、电阻r33的一端连接，变压器t31的辅助绕组异名端接地；芯片u31的其中一端与电阻r33的另一端、电阻r34的一端连接；芯片u31的其中一端与电阻r32的一端连接，芯片u31的其中一端与电容c34的一端连接，芯片u31的其中四端与电容c34的另一端、电阻r32的另一端、电阻r34的另一端、电容c31的另一端、二极管d33的正极、二极管d34的正极一起接地。

进一步的，变压器t31的次级绕组同名端与二极管d37的正极连接，二极管d37的负极与电容c35的一端、电阻r35的一端连接，并一起作为输出端的正极；变压器t31的次级绕组异名端与电容c35的另一端、电阻r35的另一端连接，且一起作为输出端的负极。

本实用新型的优点在于：

本方案在断路器常闭合的情况下，实现终端设备24h持续供电，并本方案ac-dc模块用于将市电转化为直流电并通过隔离二极管d22为计量电路、控制电路、通信电路提供工作电压。本方案设计简单合理，转换率高，便于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的供电系统图；

图2为本实用新型的控制装置的原理框图；

图3为本实用新型的ac-dc电源模块原理图；

图4为本实用新型的人机界面原理图；

图5为本实用新型的时钟电路原理图；

图6为本实用新型的dc-dc充电管理模块原理图；

图7为本实用新型的dc-dc放电管理模块原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。文中未特殊说明的均采用传统设计即可实现。

实施例一：

一种适应基站供电的ac-dc电源电路，包括整流电路、半波整流电路、芯片u31、电容c31、电容c34、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电容c33、二极管d35、变压器t31、二极管d37、电容c35、电阻r35；

整流电路包括二极管d31、二极管d32、二极管d33、二极管d34；二极管d31的正极、二极管d33的负极与火线连接，二极管d32的正极、二极管d34的负极与零线连接，二极管d31的负极与二极管d32的负极、电容c31的一端、电容c33的一端、电阻r31的一端、变压器t31的初级绕组异名端连接，电阻r31的另一端、电容c33的另一端与二极管d35的负极连接，二极管d35的正极、变压器t31的初级绕组同名端与芯片u31的其中一个引脚连接；

芯片u31与半波整流电路连接，半波整流电路包括二极管d36、电容c32；芯片u31的vcc引脚与电容c32的正端、二极管d36的负极连接，电容c32的负端接地，二极管d36的正极与变压器t31的辅助绕组同名端、电阻r33的一端连接，变压器t31的辅助绕组异名端接地；芯片u31的其中一端与电阻r33的另一端、电阻r34的一端连接；芯片u31的其中一端与电阻r32的一端连接，芯片u31的其中一端与电容c34的一端连接，芯片u31的其中四端与电容c34的另一端、电阻r32的另一端、电阻r34的另一端、电容c31的另一端、二极管d33的正极、二极管d34的正极一起接地；

变压器t31的次级绕组同名端与二极管d37的正极连接，二极管d37的负极与电容c35的一端、电阻r35的一端连接，并一起作为输出端的正极；变压器t31的次级绕组异名端与电容c35的另一端、电阻r35的另一端连接，且一起作为输出端的负极。变压器t31次级输出交流电经二极管d37整流，电容c35滤波变成电压稳定的直流电压。

实施例二：

如图1至图7所示，一种适应基站供电的控制系统，包括断路器、控制装置、灯负载和终端设备；断路器与控制装置、终端设备连接，控制装置与灯负载连接。

断路器采用常闭合模式，用于为灯负载和终端设备提供交流电；控制装置用于控制灯负载的供电开关，对路灯电缆进行监测，实时监控路灯的用电状态，并将该信息发送到服务器平台。终端设备为5g基站、微基站或通信设备，或者其他终端设备。

具体的，控制装置可以包括输入端、输出端、ac-dc电源模块、dc-dc充电管理模块、dc-dc放电管理模块、计量模块、人机界面模块、控制电路、通信电路、天线、二极管d21、二极管d22、超级电容c21、时钟电路、开关k21。

人机界面包括按键与显示器，用于设置控制参数；可通过人机界面设置控制模式，根据需要查询产品的状态信息；用按键控制动作，设定路灯上电和断电的时间，且能远程操作实现路灯的上电和断电。一般的控制模式为远程控制与手动控制，其上根据需要可以查询用电状态、开关状态、工作状态等，也可对开关时间进行设定，也可直接对开关进行控制，实现人机交互。

控制装置的输入端连接在路灯电缆上，并与终端设备的输入端并联。控制装置的输出端连接路灯负载的输入端。开关k21用于控制输入端和输出端的接通和关断。计量模块用于测量输入端的电压值,测量输出端的电流.经过内部计算处理,输出电压值、电流值、功率值、功率因数、用电量等信息到控制电路。

ac-dc模块用于将市电转化为直流电并通过隔离二极管d22为计量电路、控制电路、通信电路提供工作电压。dc-dc充电管理模块用于为超级电容c21充电。超级电容c21用于储能，在输入端掉电时为计量模块、控制电路及通信电路提供工作电压。dc-dc放电管理模块用于将超级电容的储能转化为电平稳定的电压通过隔离二极管d21为计量模块、控制电路、通信电路提供工作电压。时钟电路为系统提供精确的时间参数，确保开关时刻的准确性。

具体连接电路如下：

控制装置的输入端的l端火线与计量模块、ac-dc电源模块连接，输入端的n端零线与输出端的n端零线、计量模块、ac-dc电源模块连接，输入端的e端地线与输出端的e端地线连接；ac-dc电源模块输出端与dc-dc充电管理模块的输入端连接，ac-dc电源模块的输出端正极与二极管d22的正极连接；dc-dc充电管理模块的输出端连接超级电容c21，并与dc-dc放电管理模块的输入端连接；dc-dc放电管理模块的输出端正极与二极管d21的正极连接；二极管d21的负极与二极管d22的负极、通信电路vcc端、控制电路vcc端、计量模块vcc端连接；计量模块l线输出端与开关k21连接，开关k21另一端与输出端l端火线连接，开关k21的一端与控制电路连接；控制电路与通信电路、时钟电路、人机界面连接；通信电路与天线连接。

计量模块的vcc端与二极管d21的负极、二极管d22的负极连接，起隔离作用；开关k21采用继电器、mos管、晶闸管当中的一种。

计量模块具体的包括电流采样模块、电压采样模块、处理芯片，电流采样模块的输入端与输入端的l线连接、输出端与开关器件k21的一端连接，电压采样模块的输入端分别与输入端的n线和电流采样模块的输入端连接，电压采样模块与电流采样模块通过数据线与处理单元连接，处理单元的输出接口与控制电路连接。

ac-dc电源模块包括整流电路、半波整流电路、芯片u31、电容c31、电容c34、电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电容c33、二极管d35、变压器t31、二极管d37、电容c35、电阻r35；

整流电路包括二极管d31、二极管d32、二极管d33、二极管d34；二极管d31的正极、二极管d33的负极与火线连接，二极管d32的正极、二极管d34的负极与零线连接，二极管d31的负极与二极管d32的负极、电容c31的一端、电容c33的一端、电阻r31的一端、变压器t31的初级绕组异名端连接，电阻r31的另一端、电容c33的另一端与二极管d35的负极连接，二极管d35的正极、变压器t31的初级绕组同名端与芯片u31的其中一个引脚连接；

芯片u31与半波整流电路连接，半波整流电路包括二极管d36、电容c32；芯片u31的vcc引脚与电容c32的正端、二极管d36的负极连接，电容c32的负端接地，二极管d36的正极与变压器t31的辅助绕组同名端、电阻r33的一端连接，变压器t31的辅助绕组异名端接地；芯片u31的其中一端与电阻r33的另一端、电阻r34的一端连接；芯片u31的其中一端与电阻r32的一端连接，芯片u31的其中一端与电容c34的一端连接，芯片u31的其中四端与电容c34的另一端、电阻r32的另一端、电阻r34的另一端、电容c31的另一端、二极管d33的正极、二极管d34的正极一起接地；

变压器t31的次级绕组同名端与二极管d37的正极连接，二极管d37的负极与电容c35的一端、电阻r35的一端连接，并一起作为输出端的正极；变压器t31的次级绕组异名端与电容c35的另一端、电阻r35的另一端连接，且一起作为输出端的负极。变压器t31次级输出交流电经二极管d37整流，电容c35滤波变成电压稳定的直流电压。

人机界面模块具体包括芯片u41、芯片u42、显示器、电阻r401、电阻r402、电阻r403、电阻r404、电容c401、三极管q401和4*4矩阵开关按键(此可以根据实际需要进行适当的扩展)；显示器模块是输出端，显示客户需要的参数及其他的信息。

芯片u41的8个引脚组成对4*4矩阵开关按键的控制定位，芯片u41的vdd引脚、vss引脚分别连接vcc电压和接地；芯片u41的ptb7引脚与电阻r402的一端连接，芯片u41的其中14个引脚与显示器连接，显示器的其中三个引脚连接电阻r401形成滑动变阻器，三极管q401的发射极与显示器连接电阻r401中的一个引脚连接，且连接vcc电压；三极管q401的集电极与显示器的其中一个引脚连接，三极管q401的基极与电阻r402的另一端连接；

芯片u41的其中2个引脚分别与芯片u42的scl引脚、sda引脚连接，芯片u42的scl引脚、sda引脚分别与电阻r403的一端、电阻r404的一端连接，电阻r403的另一端、电阻r404的另一端与电容c401的一端一起接vcc电压，电容c401的另一端接地。

时钟电路包括芯片u51、电容c52、二极管d51、电容c51、晶振y51；芯片u51中的两个引脚与控制电路的scl引脚、sda引脚连接；芯片u51中的两个引脚连接晶振y51；芯片u51中的一个引脚连接vcc电压且与电容c52的一端、二极管d51的正极连接，电容c52的另一端接地；二极管d51的负极与芯片u51中的一个引脚、电容c51的一端连接，电容c51的另一端与芯片u51中的一个引脚一起接地。时钟电路通过scl串行时钟输入端与sda串行数据输入输出端与控制电路进行通信。

dc-dc充电管理模块包括电容c61、电感l61、电容c62、二极管d61、电阻r61、晶体管q61、电感l62、电容c63、电阻r62、电阻r63和芯片u61。

芯片u61中的一个引脚与电容c61的一端、电感l61的一端连接，电感l61的另一端与晶体管q61的一端、电容c62的一端连接，电容c62的另一端与电感l62的一端、二极管d61的正极连接，二极管d61的负极与电阻r61的一端、电容c63的一端、电阻r62的一端连接，电阻r62的另一端与电阻r63的一端、芯片u61中的一个引脚连接；电阻r63的另一端接地；电容c61的另一端、晶体管q61的另一端、电感l62的另一端、电容c63的另一端一起接地；芯片u61剩余的一端与晶体管q61连接；其中，电阻r61的另一端与电容c63的另一端一起作为输出端。电阻r61的作用是避免充电电流过大将二极管d61烧坏，将大大提高整体的稳定性。

dc-dc放电管理模块包括电容c71、电感l71、电容c72、二极管d71、电阻r71、晶体管q71、电感l72、电容c73、电阻r72和芯片u71。

芯片u71中的一个引脚与电容c71的一端、电感l71的一端连接，电感l71的另一端与晶体管q71的一端、电容c72的一端连接，电容c72的另一端与电感l72的一端、二极管d71的正极连接，二极管d71的负极与电阻r71的一端、电容c73的一端连接，电阻r71的另一端与电阻r72的一端、芯片u71中的一个引脚连接；电阻r72的另一端接地；电容c71的另一端、晶体管q71的另一端、电感l72的另一端、电容c73的另一端一起接地；芯片u71剩余的一端与晶体管q71连接；其中，电容c73的两端一起作为输出端。dc-dc放电管理模块为电路供电时的管理电路，输出稳定的直流电。无论输入电压大于或小于输出电压，输出电压都能始终维持恒定。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型保护范围内。