专利名称：一种节能型通信电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通信电源，尤其涉及一种遵循了节约能耗的设 计理念，能够降低装置工作能耗的通信电源，属于通信电源技术领域。
背景技术：
当前，节能减排己经成为我国经济结构调整的首要任务。人们普遍 认识到只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才是实现经济又好 又快发展的正确道路。在此背景下，节能技术受到了普遍的重视，具有 节能降耗效果的机电设备受到了普遍的欢迎。
电信行业与其他传统行业相比，能耗相对较少，但是这并不意味着 电信行业就可以对节能无动于衷。事实上，电信行业是一个不折不扣的 高耗能产业，这主要是由于电信行业需要通过一系列复杂的通信电源设 备，把发电厂送过来的交流市电转化为电子设备或者是计算机能够使用 的直流电。而这个过程消耗了大量的电能。同时，电子设备在发射各种 信号时，90%以上的能量，转化为热能散失了，真正能够发射出去的功耗， 可能仅占不到1%。这些也使得通信业具有广阔的节能空间。
据有关专家估算，2007年中国仅GSM基站耗电量将接近32亿千瓦 时，基站电费将接近20亿元，这还不包括空调、变电、传输等能耗。从 如此庞大的数字可以看出，节能在电信行业势在必行。节能不仅对环境 保护、创建可持续发展社会有着积极意义，同时也是运营商削减运营成 本的有效途径。
在现有的通信电源系统中，模块的输出电流由两部分组成 一是负 载电流，二是电池充电电流。在市电正常并且电池充饱后，电源模块提 供的电流比较小，电源系统中全部电源模块都处于较小的负载电流输出 状态下，此时电源模块的工作效率比较低，会造成了电能的浪费，从而 增加了通信运营商的运营费用，同时也增加了通信电源系统的故障率。 因此，现有通信电源需要在节能降耗方面进行进一步的改进。 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种节能型通信电源。该通信电源遵循了节约能耗的设计理念，能够显著降低装置本身的能量消耗。 为实现上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案 一种节能型通信电源，其特征在于
所述节能型通信电源由系统控制部分和多个分布在电源模块中的模 块电源控制部分组成，所述系统控制部分和所述模块电源控制部分通过 串行通信网络进行通信；
所述系统控制部分包括中央处理单元、第一串行通信单元、交直流 检测单元、键盘及显示单元和系统控制单元，所述中央处理单元分别与 所述第一串行通信单元、交直流检测单元、键盘及显示单元和系统控制
单元相连接；
所述模块电源控制部分包括单片机单元、模块电流检测电路、模块 电压检测电路、节能关机控制单元、模块电压调整单元、第二串行通信 单元，所述单片机单元分别连接所述模块电流检测电路、模块电压检测 电路、节能关机控制单元、模块电压调整单元和第二串行通信单元。
其中，所述第一串行通信单元分别与若干个第二串行通信单元相连 接，组成基于RS485总线标准的串行通信网络。
所述单片机单元内置脉冲宽度调制电路，所述模块电压调整单元和节
能关机控制单元的输入端分别与所述脉冲宽度调制电路的输出端相连接。 所述模块电源控制部分还包括LED指示电路，所述LED指示电路与 所述单片机单元相连接。
本节能型通信电源可以有效避免通信电源系统在正常工作状态下对 电能的浪费，减少通信运营商的日常运营费用。同时，该节能型通信电 源还具有较高的工作可靠性，可以进一步降低通信电源系统的整体运营
成本。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明。
图1是本节能型通信电源的整体结构框图2是本节能型通信电源中模块电源控制部分的组成结构示意图3为中央处理单元的电路原理图-，
图4为串行通信单元的电路原理图5为单片机单元的电路原理图6为模块电流检测电路的电路原理4图7为模块电压检测电路的电路原理图； 图8为模块电压调整单元的电路原理图； 图9为节能关机控制单元的电路原理图。
具体实施方式
参见图1所示，本节能型通信电源由系统控制部分和模块电源控制部
分组成，两个部分通过RS485串行通信网络进行通信。在一个节能型通 信电源中，系统控制部分通常只有一个，模块电源控制部分可以为1 N 个，其中N为通信电源中电源模块的数量。在系统控制部分中，包括中 央处理单元、第一串行通信单元、交直流检测单元、键盘及显示单元和系 统控制单元，其中中央处理单元分别与第一串行通信单元、交直流检测单 元、键盘及显示单元和系统控制单元相连接。模块电源控制部分的组成参 见图2所示，包括单片机单元、模块电流检测电路、模块电压检测电路、 LED指示电路、节能关机控制单元、模块电压调整单元、第二串行通信 单元，其中单片机单元分别连接上述的模块电流检测电路、模块电压检测 电路、LED指示电路、节能关机控制单元、模块电压调整单元和第二串 行通信单元。第一串行通信单元分别与若干个第二串行通信单元相连接， 组成一个基于RS485总线标准的串行通信网络。
参见图3所示，本实用新型的中央处理单元采用F149单片机。该单 片机属于TI公司推出的MSP430系列单片机中的一种，是一种低成本、 高性能的单片机。该单片机内部具有60K字节FLASH、 2K字节RAM、 8个12位A/D转换器、6个16位的PWM、 2个UART串行口、 16位的 定时/计数器、6个8位I/0口等外设。
在本通信电源中，RS485串行通信网络的输入、输出信号及方向控制 信号各由一光藕隔离电路构成。参见图4所示，第一串行通信单元和第二 串行通信单元都采用单片机内部的UART串行通信电路实现。外围驱动电 路采用的是MAXIM公司生产的MAX487接口芯片，并使用隔离电源Ul 及光藕等器件等实现串行总线间的电气隔离。
系统控制部分中的交直流检测单元和键盘及显示单元都采用常规的 电路设计实现。这是本领域技术人员都能掌握的常规技术，在此就不详细 赘述了。
参见图5所示，模块电源控制部分中的单片机单元采用Mega8单片 机实现。该单片机是Atmel公司的MEGA系列单片机中的一种，内部具有8K字节FLASH、 1K字节RAM、 512字节EEPROM、 6个10位A/D 转换器、16位的PWM、 UART串行口、 16位的定时/计数器、多个I/O 口 等外设。它是本实用新型的核心器件之一。
在图5所示的单片机中，ADO端口为模块电压采集输入端，用于接 收来自模拟电压检测电路的检测信号；AD1为模块电流采集输入端，用 于接收来自模拟电流检测电路的检测信号；AD2为母排电流采集输入端； AD4、 AD5为模块地址采集输入端；PB3端口为PWM (脉冲宽度调制) 电路的输出端，用于实现电源模块的开关机控制输出；PB2端口也为PWM 电路的输出端，用于实现电源模块的电压调整输出。PWM电路嵌入在单 片机单元的芯片中，与外围电路配合，构成模数转换器。
单片机单元将接收到的信号进行数据处理后，分别输出到模块电压调
整单元、节能关机控制单元、第二串行通信单元和LED指示电路；再由 模块电压调整单元输出电压调整信号到电源模块的电压调整端，节能关机 控制单元输出开关机信号到电源模块的开关机控制端。
参见图6所示，本通信电源中的模块电流检测电路使用精密分流电阻 方式，并经过运算放大器N1进行调理后，连接到单片机的输入端。参见 图7所示，模块电压检测电路也直接使用精密电阻分压方式。在本实用新 型中，通过单片机单元进行标定的方式进行电压和电流的校准，以保证测 量结果的精确性。
本实用新型中的模拟量输出由图8所示的模块电压调整单元和图9所 示的节能关机控制单元共同实现。其中，模块电压调整单元主要由缓冲器 D2B、 一组RC网络及运算放大器N1 (例如型号为LM358)构成。模块 电压调整单元的输入端分别与单片机单元内的PWM电路的输出端连接， 采用PWM信号输出，经缓冲、滤波调整后输出一个0 5V的电压信号， 代替模数转换器，完成均流控制及电压输出调节。
如图9所示，节能关机控制单元主要由比较器N5 (例如型号为 LM339)、芯片UC3875及其外围所需的RC元件构成。该节能关机控制单 元的输入端也与单片机单元内的PWM电路的输出端连接，釆用PWM信 号输出，经缓冲、滤波调整后输出一个0或2.5V的电压信号，完成模块 的开关机控制。
LED指示电路采用常规的电路设计实现，利用LED灯来指示电源模 块的工作状态，包括绿灯电源开和工作正常指示；红灯输出故障或关机。
在上述电路结构之外，本节能型通信电源还可以包括电压报警电路、 过流报警电路及故障报警电路。这些电压报警电路、过流报警电路及故障 报警电路的输出端与单片机单元的输入端连接。这是本领域技术人员都能 掌握的常规技术，在此就不详细赘述了。
在本实用新型中，系统控制部分中的中央处理单元和分布在各个模块
电源控制部分中的单片机单元通过RS485串行通信网络进行实时通信。 由中央处理单元获得全部电源模块的数据信息以及直流信号和交流信号 的信息。中央处理单元将接收到的交直流检测数据及电源模块的数据进行 处理后，进行保存并完成对系统的控制，确定模块合理的开启数量及开启 时间。另外，节能关机控制单元生成一定范围的电压信号，控制全桥移相 控制芯片，在需要时关断系统内除辅助电源以外的所有电源。通过上述这 些技术手段，可以实现通信电源系统整体的节能效果。
以上对本实用新型所述的节能型通信电源进行了详细的说明。在不背 离本实用新型所述技术方案的精神和权利要求范围的情况下对它进行的 各种显而易见的改变都在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1. 一种节能型通信电源，其特征在于所述节能型通信电源由系统控制部分和多个分布在电源模块中的模块电源控制部分组成，所述系统控制部分和所述模块电源控制部分通过串行通信网络进行通信；所述系统控制部分包括中央处理单元、第一串行通信单元、交直流检测单元、键盘及显示单元和系统控制单元，所述中央处理单元分别与所述第一串行通信单元、交直流检测单元、键盘及显示单元和系统控制单元相连接；所述模块电源控制部分包括单片机单元、模块电流检测电路、模块电压检测电路、节能关机控制单元、模块电压调整单元、第二串行通信单元，所述单片机单元分别连接所述模块电流检测电路、模块电压检测电路、节能关机控制单元、模块电压调整单元和第二串行通信单元。
2. 如权利要求1所述的节能型通信电源，其特征在于 所述单片机单元内置脉冲宽度调制电路，所述模块电压调整单元和节能关机控制单元的输入端分别与所述脉冲宽度调制电路的输出端相连接。
3. 如权利要求1所述的节能型通信电源，其特征在于-所述第一串行通信单元分别与若干个第二串行通信单元相连接，组成基于RS485总线标准的串行通信网络。
4. 如权利要求1所述的节能型通信电源，其特征在于 所述模块电源控制部分还包括LED指示电路，所述LED指示电路与所述单片机单元相连接。
5. 如权利要求1所述的节能型通信电源，其特征在于 所述中央处理单元为F149单片机。
6. 如权利要求1所述的节能型通信电源，其特征在于 所述单片机单元为Mega8单片机。
专利摘要本实用新型提供了一种节能型通信电源。该节能型通信电源由系统控制部分和多个分布在电源模块中的模块电源控制部分组成。系统控制部分中的中央处理单元和模块电源控制部分中的单片机单元通过串行通信网络进行实时通信。中央处理单元将接收到的交直流检测数据及电源模块的数据进行处理，确定模块合理的开启数量及开启时间。另外，节能关机控制单元生成一定范围的电压信号，控制全桥移相控制芯片，在需要时关断系统内除辅助电源以外的所有电源。通过上述这些技术手段，可以实现通信电源系统整体的节能效果。
文档编号G05B19/418GK201259630SQ20082011030
公开日2009年6月17日 申请日期2008年8月29日 优先权日2008年8月29日
发明者镇 王 申请人:通力盛达能源设备(北京)有限公司