一种直流型末端电源系统的制作方法

本实用新型涉及一种电源，具体涉及一种具有电池充放电管理功能及48V直流输出的末端电源系统。

背景技术：

目前，各种WLAN站点的大量建设、BBU和RRU供电方式和供电质量的不断变化、站点的工作环境的巨大差异等现实建设情况，对其电源供电可靠性、技术先进性、经济性等提出了较大要求。现有供电方式是通过建设远程直流供电系统，该远程直流供电方式建设成本高，传统开关电源方案不能很好的适应户外高温环境，安装不方便，成本高，电源种类繁多，不能实现合理有效的管理。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种具有电池管理功能并为48Vdc通信设备的通信负载提供不间断直流电源保障的的直流型末端电源系统，该电源系统集成在一个壳体中，体积小巧、便于安装，使用方式灵活多变，可大幅降低成本，维护方便。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种直流型末端电源系统，包括铸铝壳体，所述铸铝壳体内设有整流模块、监控模块、直流配电模块、锂电池组和通讯模块，所述整流模块连接至市电，所述监控模块和直流配电模块分别与所述整流模块连接，所述直流配电模块和锂电池组分别与监控模块连接，所述监控模块通过通讯模块与动力环境监控主机连接，所述锂电池组还连接所述直流配电模块。

进一步的，所述整流模块包括依次串联连接的浪涌抑制电路、PFC升压电路、DC-DC全桥变换电路和输出整流滤波电路，所述浪涌抑制电路通过辅助电源分别与PFC升压控制及保护电路、DC-DC全桥变换控制及保护电路连接，所述PFC升压控制及保护电路与PFC升压控制电路连接，DC-DC全桥变换电路与DC-DC全桥变换控制及保护电路连接，所述浪涌抑制电路还通过辅助电源与充电管理及通信模块连接，所述充电管理及通信模块与DC-DC全桥变换控制及保护电路连接，所述输出整流滤波电路的输出端分别与DC-DC全桥变换控制及保护电路、充电管理及通信模块连接，所述充电管理及通信模块连接至主机通信接口。

进一步的，所述监控模块包括MCU模块、供电模块、市电检测模块、整流检测模块、电池测量模块、电池负载控制模块、干接点控制模块和通信模块，所述供电模块用于给MCU模块供电，所述市电检测模块用于采集市电的电压值并传输至所述MCU模块，所述整流检测模块用于采集所述整流模块输出电压及电流值并传输至所述MCU模块，所述电池测量模块用于采集电池充放电电流值并传输至所述MCU模块，所述MCU模块用于接收市电检测模块、充电检测模块、电池测量模块、电池负载控制模块传输来的采集信号并处理，所述电池负载控制模块用于控制电池低压保护，所述干接点控制模块用于控制干接点输出状态，所述通信模块用于实现MCU模块和上位机通信信号转换。

进一步的，所述监控模块还包括与MCU模块连接的时钟模块，所述时钟模块用于采集或者设置当前时间。

进一步的，所述监控模块还包括与人机交互模块，所述人机交互模块用于显示市电的电压值、充电模块输出电压及电流值和电池充放电电流值或者修改系统信息。

进一步的，所述直流配电模块包括1路蓄电池输入回路和多路直流负载输出回路。

进一步的，所述通讯模块采用485通讯电路。

进一步的，所述MCU模块采用单片机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型将整流模块、监控模块、直流配电模块、锂电池组和通讯模块集成安装在密封的铸铝壳体内，提供了电源系统的可靠性和防护性，减小体积，便于携带和安装，能够为综合接入场景、室内或者户外分布及延伸系统、移动基站及延伸覆盖系统、WLAN、弱电机房以及其他需要直流不间断供电的环境中的主要设备提供可靠的电源保障；

(2)采用整流模块实现对电压转换，得到所需要的直流电压，采用监控模块对电压转换过程中的电压和电流值的实时监测及完成对电池的充放电管理，并通过外接后备电池组，满足48V直流电压输入的负载设备不间断供电要求；同时可以把电源系统的工作状态和数据信息通过基站内的动力环境监控主机上传到监控中心，实现用户对电源系统的远程监控和管理。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的整流模块结构示意图；

图3是本实用新型实施例的监控模块结构示意图；

其中，1、市电，2、整流模块，3、监控模块，4、直流配电模块，5、锂电池组，6、铸铝壳体，7、通讯模块，8、动力环境监控主机，9、浪涌抑制电路，10、PFC升压电路，11、DC-DC全桥变换电路，12、输出整流滤波电路，13、辅助电源，14、PFC升压控制及保护电路，15、DC-DC全桥变换控制及保护电路，16、充电管理及通信模块，17、MCU模块，18、供电模块，19、市电检测模块，20、电池负载控制模块，21、整流检测模块，22、电池测量模块，23、干接点控制模块，24、通信模块，25、人机交互模块，26、时钟模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实施例提供了一种直流型末端电源系统，该电源系统包括铸铝壳体6，所述铸铝壳体6内设有整流模块2、监控模块3、直流配电模块4、锂电池组5和通讯模块7，所述整流模块2连接至市电1，所述监控模块3和直流配电模块4分别与所述整流模块2连接，所述直流配电模块4和锂电池组5分别与监控模块3连接，所述直流配电模块4包括1路蓄电池输入回路和多路直流负载输出回路，所述蓄电池输入回路与所述锂电池组5连接，所述多路直流负载输出回路与多个直流负载连接；所述通讯模块7采用485通讯电路，所述监控模块通过485通讯模块与动力环境监控主机8连接,实现远程监控。

本实施例中，将整流模块2、监控模块3、直流配电模块4、锂电池组5和通讯模块7集中设置在铸铝壳体6中，采用全密封铸铝外壳设计，该电源系统具备高智能、高可靠性、高效率、高防护等级的特点，减小了整体电源系统的体积，便于安装，使用方式灵活多变，可大幅降低成本，维护方便；该直流型末端电源系统以STM32F103VCT6单片机为控制中心，采用交流输入方式，同时具备电池充放电管理功能及输出直流48V直流的能力，通过外接后备电池组，满足48V直流输入的负载设备不间断供电要求；该电源系统可兼容磷酸铁锂电池及铅酸蓄电池，可应用于信号加强覆盖及信号补盲，需要户外壁挂安装及户外抱杆安装的区域。

如图2所示，所述整流模块2包括依次串联连接的浪涌抑制电路9、PFC升压电路10、DC-DC全桥变换电路11和输出整流滤波电路12，所述浪涌抑制电路11通过辅助电源13分别与PFC升压控制及保护电路14、DC-DC全桥变换控制及保护电路15连接，所述PFC升压控制及保护电路14与PFC升压控制电路10连接，所述DC-DC全桥变换控制及保护电路15与DC-DC全桥变换电路11连接，所述浪涌抑制电路9还通过辅助电源13与充电管理及通信模块16连接，所述充电管理及通信模块16与DC-DC全桥变换控制及保护电路15连接，所述输出整流滤波电路12的输出端分别与DC-DC全桥变换控制及保护电路15、充电管理及通信模块16连接，所述充电管理及通信模块16连接至动力环境监控主机的通信接口。

本实施例中，整流模块的工作原理为：交流输入经过浪涌抑制电路滤波后，经过PFC升压电路进行功率因数校正，同时把输入电压调整到直流400V作为DC-DC全桥变换电路输入电源，再经过DC-DC全桥变换电路转换得到所需的-48V直流电压；在电压转换的全过程，通过监测模块进行电压和电流值检测，通过监控模块电流检测控制，通过充电管理及通信模块控制充电过程并与动力环境监控主机进行实时通信。

如图3所示，所述监控模块3包括MCU模块17、供电模块18、市电检测模块19、整流检测模块21、电池测量模块22、电池负载控制模块20、干接点控制模块23、人机交互模块25、通信模块24和时钟模块26，所述供电模块18用于给MCU模块17供电，所述MCU模块17采用STM32F103VCT6单片机，所述市电检测模块19用于采集市电的电压值并传输至所述MCU模块，所述整流检测模块21用于采集所述整流模块输出电压及电流值并传输至所述MCU模块，所述电池测量模块22用于采集电池充放电电流值并传输至所述MCU模块，所述MCU模块17用于接收市电检测模块、充电检测模块、电池测量模块、电池负载控制模块传输来的采集信号并处理，所述电池负载控制模块20用于控制电池低压保护，所述干接点控制模块用于控制干接点输出状态，所述人机交互模块25用于显示市电的电压值、充电模块输出电压及电流值和电池充放电电流值或者修改系统信息，所述通信模块24用于实现MCU模块和上位机通信信号转换，所述时钟模块26用于采集或者设置当前时间。

本实用新型是通讯设备的配套设备和主要组成部分，可壁挂安装及抱杆安装，为综合接入场景、室内或者户外分布及延伸系统、移动基站及延伸覆盖系统、WLAN、弱电机房以及其他需要直流不间断供电的环境中的主要设备提供可靠的电源保障，同时满足了集中监控、电池维护和智能管理、小体积、轻结构、便携安装等的多样要求；集成了电池充放电管理功能及不间断48V直流输出功能，兼容通信与传输，大大增加系统可靠性、灵活性、简捷性，减少了建设和维护成本，同时节约了空间资源，拓展了通信设备的不间断供电电源的解决方案。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。