一种智能化电源控制及计量装置的制作方法

1.本实用新型涉及基站供电技术领域，尤其涉及一种智能化电源控制及计量装置。


背景技术：

2.截止2019年底，中国已经完成13万个5g基站建设，超出之前 10万个的规划。随着5g业务的发展，由于基站的共享使用，在同一基站上接入不同的运营商，同时接入了不同运营商的2g、3g、4g 设备以及新加入的5g设备。
3.由于不同的运营商对于同一基站上的不同设备需求不同。满足通信基站不同运营商、不同设备的差异化备电需求，并且计量每个运营商或者每个用电设备的用电量，成了当务之急。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种智能化电源控制及计量装置，以满足通信基站不同运营商、不同设备的差异化备电需求，并且计量每个运营商或者每个用电设备的用电量。
5.本实用新型提供的一种智能化电源控制及计量装置，包括：电量计量模块、用电量显示模块、供电电路模块和电源模块；
6.所述电量计量模块分为控制模块和计量模块；所述电量计量模块和所述用电量显示模块电连接，所述电量计量模块和所述供电电路模块电连接；
7.所述电量计量模块包括接线端子和控制板；所述接线端子连接外部电源，所述接线端子和所述控制板之间电连接，所述控制板统计所述供电电路模块的用电量；
8.所述控制模块控制所述供电电路模块的通断，按照优先级供电。
9.进一步地，所述供电电路模块包括电源接入口、电流输出口、第一铜排、第二铜排、直流断路器、分流器和接触器；所述第二铜排与所述电源接入口连接，所述直流断路器连接所述第一铜排，所述第一铜排连接所述分流器，所述分流器连接所述接触器，所述接触器连接所述第二铜排，所述第二铜排连接所述电流输出口。
10.进一步地，所述电源模块的输入端为市电供电或备用电池供电，所述电源模块的输出端连接所述供电电路模块。
11.进一步地，多个所述供电电路模块与所述电量计量模块之间电连接。
12.进一步地，所述电源接入口连接电源模块输出端。
13.进一步地，多个所述电流输出口可分别接入2g、3g、4g、5g设备，为不同设备供电。
14.进一步地，所述备用电池具有至少一组以上的电池。
15.进一步地，所述控制模块是包含有电源自动切换装置。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型的一种智能化电源控制及计量装置中，根据多个运营商的差异化需求，设定好不同运营商的优先级，控制模块控制供电电路的通断，按照不同运营商的优先级供电。或者，根据不同设备的差异化需求，设定好不同设备的优先级，控制模块控制供电电
路的通断，按照不同设备的优先级供电。并且电量计量模块与供电电路模块电连接，能够对不同运营商或者不同设备进行计量，电量显示模块显示不同运营商或者不同设备的用电量或者剩余电量。
附图说明
18.图1为本实用新型提供的微控制器控制电源切换电路；
19.图2为本实用新型提供的智能化电源控制及计量装置示意图；
20.其中：1
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控制板；2
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显示屏；3
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接线端子；4
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电源接入口；5
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电流输出口；6
‑
第一铜排；7
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分流器；8
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接触器；9
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第二铜排；10
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直流断路器。
具体实施方式
21.下面结合附图及优选的实施方式对本实用新型的技术方案进行详细的说明。
22.在本实施例的描述当中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
23.如图2所示，本实施例提供的一种智能化电源控制及计量装置包括：电量计量模块、用电量显示模块、供电电路模块。
24.其中，供电电路模块包括，电源接入口、电流输出口、第一铜排、分流器、接触器，第二铜排；电源接入口连接直流断路器(直流断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置)，直流断路器连接第一铜排，第一铜排连接分流器(分流器是指实际是一个阻值很小的电阻，当有直流电流通过时，产生压降，以便可以用直流电流表显示)，分流器连接接触器，接触器连接第二铜排，第二铜排连接一个电流输出口；供电电路模块，至少有一个，且多个供电电路模块与电量计量模块之间电连接；供电电路模块的电源接入口，连接电源模块输入端，电源模块的输入端连接的是市电供电或者备用电源，电源模块将交流电转换为供电模块可用的直流电由电源模块的输出端输出，供电电路的电源输入端连接电源模块的输出端；电流输出口，至少有一个，且多个输出口可分别接入2g、3g、4g、5g不同的通信基站，为既可以为不同通信基站供电也可为不同的运营商供电；备电电源，至少有一组以上的电池。
25.电量计量模块分为控制模块和计量模块，控制模块主要控制是否为各路或者各户供电，当发生市电供电不能供电时，控制模块，控制电源模块将市政供电该为备用电源供电，并且各路或各户有优先级的话，控制模块根据优先级，对优先级高的进行优先供电。控制模块中的对电源模块的输入电路切换可以采用ltc4414控制器，ltc4414是一种功率p
‑
eft控制器，主要用于控制电源的通、断及自动切换，也可用作高端功率开关。如图1所示，为由微控制器(μc)控制的电源切换电路，此图中的主、辅p
‑
mosfet都采用了两个背对背的 p
‑
mosfet组成，其目的是主电源或辅电源中的p
‑
mosfet截止时，均不会通过p
‑
mosfet内部的二极管向负载供电。其缺点是电源要通过两个p
‑
mosfet才能向负载供电，损耗增加一倍，并增加成本。
26.图1虚线框中的稳压二极管(一般取8～10v)连接在辅p
‑
mosfet 的极限
‑
vgss时，
由于稳压二极管的击穿电压gs，稳压二极管被击穿使p
‑
mosfet的
‑
vgs箝位于8～10v，从而进行保护。
27.主、辅电源的电压若等于或小于μc的工作电压时，主、辅电源可直接连接μc的adc接口；若主、辅电源的电压大于μc的工作电压时，则电源电压要经过电阻分压器分压后才能输入μc的adc。
28.μc的i/o口与ltc4414的ctl端连接。当在ctl端施加逻辑低电平时(低于0.35v)时，主电源向负载供电(不管辅电源的电压高低)；当μc向ctl端施加高电平(高于0.9v)时，则由辅电源向负载供电(也不管其电压比主电源高还是低)。一旦辅电源供电，主电源可移去。只有当主电源高于辅电源并且在ctl端置低电平时才能使主电源恢复供电。为了在切换的瞬间使输出电压变化较小，输出电容 cout要有足够的电容量。
29.这电路切换的过程是：ctl＝h时，gate端的电压与sense端的电压相等，使主p
‑
mosfet的
‑
vgs＝0而截止；与此同时stat端为低电平，使辅p
‑
mosfet的
‑
vgs≈vout而导通。
30.在实际使用时，市电供电为主电源，主电源低阈值电压(切换电压)先设定好并存入μc中，μc检测主要电源的电压，一旦主电源的电压低于设定的低阈值电压，μc向ctl端输出高电平，则主 p
‑
mosfet截止；stat端输出低电平，辅p
‑
mosfet导通，电源切换成辅电源供电。此时断开主电源的，等待运营商充值。μc可检查主电源的电压，若vin>vsenen超过20mv，μc会自动切换到主电源供电。μc还可以通过i/o口驱动不同颜色的led，显示主、辅电源的供电状态。所以在实际的使用中采用ltc4414控制器来实现电源的切换。
31.本实用新型包括的电量计量模块分为控制模块和计量模块，计量模块，优选的可以为一个直流电流表，直流电流表连接供电的模块中的分流器。在实际的使用供电模块中，电流流经分流器时产生一定的压降，使得与其连接的直流电流表显示电流数，计量模块得到流经供电电路的电流值，进一步计算得到供电电路的所使用的电量值。
32.本实用新型包括的电量计量模块包括接线端子、控制板、接线端子连接外部电源，接线端子和控制板之间电连接，控制板统计供电电路模块的用电量；用电量显示模块显示电量计量模块的所统计的电量值；接线端子是为控制模块提供电量的接入口，接线端子可以接入市电供电，为电量计量模块供电，电量计量模块分为控制模块和计量模块，控制模块，控制是否给各大运营商供电，并且控制模块控制在同时有两个以上的运营商同时需要备用电源供电，控制模块控制为运营商供电的优先级；计量模块，统计的是从供电电路模块中流出的电流，并且通过计算公式，用所统计的电流得到已经已经使用的电量和剩余电量，以及剩余电量能够维持的时间；控制模块连接供电电路模块的分流器，即将电量计量模块串联进供电电路模块中，多个供电电路模块和电量计量模块并联；电量计量模块和显示模块串联，显示模块，显示用户的用电量，用户的剩余电量，用户的的剩余用电量可以维持的天数；电源模块输入口，既可以接入市电供电也可以接入备用电源，当运营商的预存电费已经消耗完时，开始切换到备用电源，备用电源代替原有的市电供电给供电电路模块提供电源，使得供电电路模块不断电，不对运营商的业务造成影响，不影响基站的正常工作。
33.优选的当供电电路模块为一个运营商供电时，即有一个供电电路模块时，当运营商预存的费用足够供电电路模块使用时，供电电路模块由市电供电，当计量模块中的计量模块，计算出剩余电量能够维持的时间24h时，工作人员通知运营商缴费，当计量模块，计算得出剩余电量能够维持的时间为0h时，电量计量模块中的控制模块控制切换至备用电源；
当运营商充值缴费时，电压计量模块中的控制模块控制切换至市电供电；当运营商不充值缴费时，备用电源的电量耗尽时，所诉的运营商供电电路模块不再有电流的输入，即供电电路模块不再工作。
34.优选的当供电电路模块为多个运营商供电时，即有多个供电电路模块时，多个供电电路模块和电量计量模块并联，每一个供电电路模块的分流器分别连接各个直流电流表，各个电流直流表记录各个运营商的用电量，通过所记录的各个运营商的用电量计算剩余的可与电量，接线方式和各个元器件的功能和接入一个运营商时的相同。
35.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
36.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
37.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。