专利名称：一种面向基站备用电源的控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信电源控制技术领域，更具体地说，涉及一种面向基站两种备用电源的自动切换控制装置。
背景技术：
基站是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。基站的正常运转依赖可靠的供电设备。现有的基站普遍安装阀控铅酸蓄电池作为后备电源，在交流市电断电时能够为基站不间断供电。然而，现有的阀控铅酸蓄电池在反复深度放电的情况下会出现容量急剧下降寿命缩短的问题，从而影响基站的后备电源的供电可靠性。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种面向基站备用电源的控制装置，以实现防止基站后备电源的使用寿命缩短，以及提高基站的供电可靠性。一种面向基站备用电源的控制装置，包括铁锂电池组、铁锂电池检测模块、铅酸电池组、铅酸电池检测模块、控制设备、四个直流接触器和二极管，直流接触器包括控制线圈，其中，铁锂电池组和铁锂电池检测模块连接，铅酸电池组和铅酸电池检测模块连接，铁锂电池检测模块和铅酸电池检测模块分别与控制设备连接，控制设备分别与四个直流接触器控制线圈连接，铁锂电池组与第一直流接触器连接，铅酸电池组与第二直流接触器连接，第三直流接触器和第四直流接触器分别与一般负载和重要负载连接，四个直流接触器控制器支路与母线连接，二极管与第一直流接触器并联。从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例在原有基站的铅酸电池组供电回路基础上增加铁锂电池组供电回路，并由控制设备实现停电时铁锂蓄电池组优先放电，并在放电容量(或电压)低于预设值时，作为热备电源，再由铅酸蓄电池独立供电，待铅酸蓄电池放电容量(或电压)低于铁锂蓄电池组电压的差值超过二极管导通值时，铁锂蓄电池组通过二极管与铅酸蓄电池并联供电，从而减少铅酸蓄电池深度放电，延长了基站备用电源的使用寿命，提高了基站的供电可靠性。其中二极管在第一和第二直流接触器先离后合的瞬间切换起续流作用，保证负载不中断供电，在铁锂电池组优先放电后铅酸蓄电池组独立放电时起隔离作用，并在铅酸蓄电池组放电电压低于铁锂电池组的差值大于二极管导通值时导通，实现两组电池并联供电。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型一实施例公开的一种面向基站备用电源的控制装置结构示意图；图2为本实用新型一实施例公开的另一种面向基站备用电源的控制装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。铅酸蓄电池由于性能稳定，性价比高成为目前通信基站中最普遍使用的后备电源，采用全浮充方式，温度控制在25度以下时，理论上可以实现10年左右的使用寿命。然而，对于经常停电的基站由于在高温环境下铅酸蓄电池反复深度放电而造成使用寿命仅为理论使用寿命的一半以下。为了防止铅酸蓄电池的使用寿命缩短，经过研究，公开了一种面向基站备用电源的控制方法、装置、控制器和系统，以实现防止基站后备电源的使用寿命缩短，以及提高基站的供电可靠性的技术效果。图1为本实用新型一实施例公开的一种面向基站备用电源的控制装置结构示意图。该方案是通过现有开关电源监控模块进行升级，利用RS485或RS232通信接口接收两组蓄电池检测模块上传的信息，分别控制两个继电器向第一直流接触器和第二直流接触器下发切换信号，实现两组蓄电池优势互补。如图1所示，该面向基站备用电源的控制装置，包括铁锂电池组、铁锂电池检测模块、铅酸电池组、铅酸电池检测模块、控制设备、四个直流接触器(包括第一直流接触器71、第二直流接触器72、第三直流接触器73和第四直流接触器74)、二极管D和四个分流器，直流接触器包括控制线圈Cl、C2、C3和C4。其中，铁锂电池组和铁锂电池检测模块连接，铅酸电池组和铅酸电池检测模块连接，铁锂电池检测模块和铅酸电池检测模块分别与控制设备连接，控制设备分别与四个直流接触器控制线圈连接，铁锂电池组与第一直流接触器连接，铅酸电池组与第二直流接触器连接，第三直流接触器和第四直流接触器分别与一般负载和重要负载连接，两组电池组正极和两组负载正极直接接在正极母排上，两组电池组负极和两组负载负极分别通过相应的直流接触器、熔断器(或空开)、分流器再与母线连接，二极管与第一直流接触器并联。控制设备进一步包括开关电源监控模块包括，开关电源监控模块分别与采集接口和控制继电器连接，采集接口分别与铁锂电池检测模块和铅酸电池检测模块连接，控制继电器分别与四个直流接触器连接。四个直流接触器分别通过分流器与负极母线连接，分流器与直流接触器之间还设置有熔丝或者空开。图2为本实用新型一实施例公开的另一种面向基站备用电源的控制装置结构示意图。该方案是一种独立的铁锂蓄电池组与现有直流供电系统压控切换互补方案，自带智能自动切换功能，适用所有在用开关电源直流供电系统。如图2所示，该面向基站备用电源的控制装置包括铁锂电池组、铁锂电池检测模块、铅酸电池组、铅酸电池检测模块、控制设备、四个直流接触器(包括第一直流接触器71、第二直流接触器72、第三直流接触器73和第四直流接触器74)、直流接触器包括其控制线圈Cl、C2、C3、C4、二极管D和四个分流器。其中，铁锂电池组和铁锂电池检测模块连接，铅酸电池组和铅酸电池检测模块连接，铁锂电池检测模块和铅酸电池检测模块分别与控制设备连接，控制设备分别与四个直流接触器控制线圈连接，铁锂电池组与第一直流接触器连接，铅酸电池组与第二直流接触器连接，第三直流接触器和第四直流接触器分别与一般负载和重要负载连接。控制设备进一步包括蓄电池组切换控制器70和开关电源监控模块，蓄电池组切换控制器输入端分别与铁锂电池检测模块和铅酸电池检测模块连接，输出端分别与第一直流接触器控制线圈和第二直流接触器控制线圈连接，开关电源监控模块分别与第三直流接触器控制线圈和第四直流接触器控制线圈连接。 蓄电池组切换控制器进一步包括CPU、控制继电器和采集接口，控制继电器和采集接口分别与CPU连接，采集接口分别与铁锂电池检测模块和铅酸电池检测模块连接，控制继电器分别与第一直流接触器控制线圈和第二直流接触器控制线圈连接。四个直流接触器分别通过分流器与母线连接，分流器与直流接触器之间还设置有熔丝或者空开。上述两个实施例的区别在于图1所示的方案是由一个控制器(开关电源监控模块)来控制(:1、02、03、04，而图2所示的方案是通过两套控制器来实现对(:1、02、03、(:4的控制。两者的工作原理如下所述:市电正常时，第二直流接触器72闭合，铅酸电池组在线浮充；铁锂电池组回路第一直流接触器71断开，隔离二极管承受反压关断，处于热备用状态。当铁锂电池因自放电整组电压低于控制器设定的预定值(作为一个实施例，例如49.5V)时，第二直流接触器72先断开，第一直流接触器71后闭合，开关电源以浮充电压给铁锂电池组补充充电，当充电电流低于设定值(例如0.005-0.0lC (或单只高于3.65V)时，第一直流接触器71先断开后，第二直流接触器72再闭合，铅酸蓄电池组在线浮充时，二极管D受反向电压，起隔离作用，铁锂电池组处于热备用状态。市电停电时，第二直流接触器72断开，铅酸蓄电池组离线；铁锂蓄电池组通过隔离二极管实现不间断供电，随后第一直流接触器71闭合，二极管被旁路，铁锂蓄电池组通过第一直流接触器71直接对负载放电。铁锂电池组放出额定容量80%或总电压低于设定值(作为一个实施例，如45V)或单体电压低于设定值(例如2.5-2.8V)，第一直流接触器71受控制器控制断开，铁锂电池组通过二极管D实现不间断放电，随后第二直流接触器72闭合铅酸电池组投入，因铅酸电池组电压高于铁锂电池组电压对负载放电，二极管因承受反压自动关断，铁锂电池组处于热备用状态。铅酸电池组放电电压下降到开关电源一次下电设定值(如44.5V)时，第三直流接触器73断开，一般负载脱离。铅酸电池组继续对重要负载放电，当电压继续下降到与铁锂电池组的电压差值大于二极管D导通值时，铁锂电池组通过二极管D与铅酸电池组并联供电，当放电电压低于电池保护电压值(如43.2V)时，第四直流接触器74断开，重要负载脱离，第二直流接触器72也断开，铅酸电池组脱离，等待市电来电时再充电。[0028]市电来电时，第二直流接触器72闭合，开关电源首先通过第二直流接触器72给铅酸电池组充电，当开关电源电压逐步升高大于设定的复电电压时，第三直流接触器73和第四直流接触器74闭合，负载恢复上电工作，铅酸电池充到预设值(如额定容量80%或充电电流低于设定值时，开关电源监控模块控制继电器(或蓄电池组切换控制器)送控制信号将第二直流接触器72断开，铅酸电池组离线；随后第一直流接触器71受开关电源监控模块控制继电器(或蓄电池组切换控制器)控制闭合，开关电源通过第一直流接触器71给铁锂电池组充电，充满后，第一直流接触器71受控断开，铁锂电池组恢复到热备用状态，开关电源监控模块控制继电器(或蓄电池组切换控制器)再送控制信号将第二直流接触器72闭合，铅酸蓄电池组恢复在线均充，当其完全充满时自动转为浮充状态。如果铁锂电池组未放到80%市电来电，开关电源自动将铁锂电池充满后，第一直流接触器71先断开，铁锂电池组热备用，第二直流接触器72再闭合，铅酸电池组在线浮充。如果市电长期不停电，开关电源定期给铅酸电池组均充；当铁锂电池检测模块测得有铁锂电池单体低于设定值(如单体电压低于3.33V或整组电压低于49.5V)时，则先断开72，后闭合71给铁锂电池组补充充电，当充到电压大于预设值(如单体电压3.6伏、整组电压54伏)或充电电流小于预设值(如0.005-0.01C)时，先断开71，自动停充，恢复铁锂电池组备用状态，再闭合72，铅酸电池组继续在线浮充。铁锂电池组可优选15只单体电池串联成组，铅酸电池组可优选24只单体电池串联成组。每只单体电池均可设置电压和内阻检测电路和自动均衡电路。所述系统的设置及功能实现的具体形式并不局限。综上所述，本实用新型实施例在原有基站的铅酸电池供电回路基础上增加铁锂电池组供电回路，所述控制方法实现停电时，铁锂电池组优先放电，并在放电低于预设容量(或电压)时，作为热备电源，当铅酸电池放电电压值低于铁锂电池组电压时，继续参与放电，从而减少铅酸电池深度放电，延长了基站备用电源的使用寿命，提高了基站的供电可靠性。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种面向基站备用电源的控制装置，其特征在于，包括铁锂电池组、铁锂电池检测模块、铅酸电池组、铅酸电池检测模块、控制设备、四个直流接触器和二极管，直流接触器包括控制线圈，其中，铁锂电池组和铁锂电池检测模块连接，铅酸电池组和铅酸电池检测模块连接，铁锂电池检测模块和铅酸电池检测模块分别与控制设备连接，控制设备分别与四个直流接触器控制线圈连接，铁锂电池组与第一直流接触器连接，铅酸电池组与第二直流接触器连接，第三直流接触器和第四直流接触器分别与一般负载和重要负载连接，四个直流接触器控制器支路与母线连接，二极管与第一直流接触器并联。
2.根据权利要求1所述的一种面向基站备用电源的控制装置，其特征在于，控制设备进一步包括开关电源监控模块，开关电源监控模块进一步包括控制继电器和采集接口，控制继电器和采集接口分别与开关电源监控模块连接，采集接口分别与铁锂电池检测模块和铅酸电池检测模块连接，控制继电器分别与四个直流接触器控制线圈连接。
3.根据权利要求1所述的一种面向基站备用电源的控制装置，其特征在于，控制设备进一步包括蓄电池组切换控制器，蓄电池组切换控制器中的采集接口分别与铁锂电池检测模块和铅酸电池检测模块连接，控制继电器分别与第一直流接触器控制线圈和第二直流接触器控制线圈连接，开关电源监控模块分别与第三直流接触器控制线圈和第四直流接触器控制线圈连接。
4.根据权利要求3所述的一种面向基站备用电源的控制装置，其特征在于，蓄电池组切换控制器进一步包括CPU、控制继电器和采集接口，控制继电器和采集接口分别与CPU连接，采集接口分别与铁锂电池检测模块和铅酸电池检测模块连接，控制继电器分别与第一直流接触器控制线圈和第二直流接触器控制线圈连接。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的一种面向基站备用电源的控制装置，其特征在于，还包括四个分流器，四个直流接触器分别通过分流器与母线连接。
6.根据权利要求5所述的一种面向基站备用电源的控制装置，其特征在于，分流器与直流接触器之间还设置有熔丝或者空开。
7.根据权利要求1所述的一种面向基站备用电源的控制装置，其特征在于，铁锂蓄电池组是15只单体电池串联成组。
8.根据权利要求1所述的一种面向基站备用电源的控制装置，其特征在于，铅酸蓄电池组是24只单体电池串联成组。
专利摘要本实用新型公开了一种面向基站备用电源的控制装置，铁锂电池组和铁锂电池检测模块连接，铅酸电池组和铅酸电池检测模块连接，铁锂电池检测模块和铅酸电池检测模块分别与控制设备连接，控制设备分别与四个直流接触器控制线圈连接，铁锂电池组与第一直流接触器连接，铅酸电池组与第二直流接触器连接，第三直流接触器和第四直流接触器分别与一般负载和重要负载连接，四个直流接触器控制器支路与母线连接，二极管与第一直流接触器并联。本实用新型能够充分利用铁锂电池充放电循环次数多和铅酸电池全浮充状态下后备寿命长的优点，提高基站直流供电可靠性和经济性。
文档编号H02J9/06GK203071610SQ20122074776
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月29日 优先权日2012年12月29日
发明者李永宁, 高健, 李坤兹, 刘中明, 武珂, 宋立芳, 杨庆, 史强, 李黎 申请人:中国移动通信集团安徽有限公司