專利名稱：-48v直流單系統雙電源裝置及電源輸出控制方法
技術領域：
本發明涉及一種電源裝置，特別是用于通信領域的-48V直流單系統雙電源裝置及電源輸出控制方法。
背景技術：
通信電源系統用于給通信設備提供電力保障，在常使用的單電源雙路供電或雙電源雙路供電模式中，雙路電源通常會有兩種使用模式。一種模式是兩路電源互為備份使用:第I路電源正常工作時，第2路關閉輸出。當第I路出現故障時，開啟第2路備份電源開始工作。這種模式中一般會出現2種情況需要考慮:一是當第I路電源故障，切換至第2路電源過程中，由于第2路電源系統沒有熱備份，在第2路電源啟動時會出現通信設備斷電現象；二是由于互為備份的系統都是單獨給通信設備供電，因此每一套電源系統的電池容量和模塊數量的配置都必須滿足通信設備負載大小，電池和模塊的利用率比較低。另一種模式是兩路電源同時供電使用:兩路電源系統同時給通信設備供電。由于兩路電源分別采用各自的監控單元進行控制，即使系統輸出參數設置一致，由于偵測電路誤差，兩路電源系統輸出電壓也難以做到一致，這將會導致兩個電源系統的輸出電流不一致，電源系統之間不均流，負載率出現明顯差異。且當第I路電源輸出短路故障時，由于兩個電源系統輸出端直接并接使用，也將引起第2路輸出保護，造成通信設備輸入電源中斷。其次是采用雙路電源系統工作時，由于監控單元相互獨立，維護過程中電源系統參數需要同時修正，維護工作步驟多，容易出錯。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種雙電源輸出穩定，無安全隱患，可靠性高，控制方便的-48V直流單系統雙電源裝置及電源輸出控制方法。為了達到上述目的，本發明所設計的-48V直流單系統雙電源裝置，它由電源、蓄電池、單路輸出和雙路輸出構成，其特征是所述的電源分為第一電源和第二電源，第一電源依次串聯有第一電池保護開關、第一電池熔絲、第一蓄電池組；第二電源依次串聯有第二電池保護開關、第二電池熔絲、第二蓄電池組；在第一電源和第一電池保護開關之間分出一路連接第一負荷熔絲和輸出保護開關后形成第一路母排；在第二電源和第二電池保護開關之間分出一路連接第二負荷熔絲和輸出保護開關后形成第二路母排；在第一電源和第二電源均直接連接在均流控制裝置上，在均流控制裝置上設有監控單元；在第一電源和第二電源之間設置有系統母聯開關；第一蓄電池組通過第一電池熔絲、電池母聯開關和第二電池熔絲連接第二蓄電池組。這種結構的核心在于通過一個監控單元實現對兩套獨立的整流屏電源的輸出進行控制。為了適應電源負載，所述的第一路母排依次連接有輸出保護開關和單項二極管，所述的第二路母排依次連接有輸出保護開關和單項二極管，然后兩路線路合并為一路形成單路輸出。采用單向二極管作為輸出雙負排之間的隔離和系統的均流手段。
為了保護兩組蓄電池，避免兩組蓄電池放電不均衡，所述的電池母聯開關包括切換空開，在切換空開上設有電操，電操與監控單元連接。通過電池母聯開關的切換，控制兩組蓄電池之間的聯系。本發明設計的上述-48V直流單系統雙電源裝置的電源輸出控制方法，是通過監控電源監控兩組電源的運行狀況，通過均流控制裝置分別均流兩組電源的輸出。均流控制裝置分別對兩組電源的輸出電壓進行調壓控制，調壓的周期為400ms，調壓的精度:顯示電壓與目標電壓的差值彡±0.1V，且兩組電源的目標電壓相同，共用浮充電壓和均充電壓參數。當交流供電正常，第一蓄電池組或第二蓄電池組模塊輸出能力小于此路負載電流，此時，該路電源蓄電池處于放電狀態，電源輸出電壓下降，當兩個蓄電池組之間電壓差大于0.7V時，監控單元控制電操使電池母聯開關閉合，第一蓄電池組與第二蓄電池組輸出端聯絡輸出，輸出電壓較高的那路電源參與輸出電壓較低的另一路電源供載，實現蓄電池均衡放電；當交流停電時，第一蓄電池組蓄電池與第二蓄電池組蓄電池開始放電，此時如果兩路電源所接的負載存在差異或兩路電源蓄電池供電能力不一致，將導致兩路電源輸出電壓下降幅度不同，如果兩組電池組之間輸出電壓差大于0.7V時，監控單元控制電操使電池母聯開關閉合，輸出電壓較高的電源參與輸出電壓較低的電源供載工作，使第一蓄電池組與第二蓄電池組的輸出電壓接近一致；當電池母聯開關處于閉合狀態時，如果同時滿足下列三個條件:1.第一蓄電池組與第二蓄電池組交流輸入正常，2.電源模塊帶載能力足夠，模塊無限流告警，3.第一蓄電池組與第二蓄電池組的蓄電池都沒有處在放電狀態；監控單元發出電池母聯開關斷開命令，第一蓄電池組與第二蓄電池組電池母聯開關斷開。同時監控單元中電池母聯開關也可以設置為手動狀態，監控單元將不再自動對電池母聯開關的通斷進行控制。本發明所得到的-48V直流單系統雙電源裝置及電源輸出控制方法，具有以下優點:首先這個方案具有和傳統通信電源相同的給通信設備提供電力的能力。單系統中雙電源可以同時為負載提供電力，也可以通過監控單元關閉任意一路電源輸出，作為單系統單電源供電設備使用，兩個整流屏的輸出能力不受限制，完全能夠支持客戶負載。其次在單系統雙電源使用過程中，分別偵測計算雙電源輸出電流，根據輸出電流大小，通過軟件自動調節每一路電源輸出電壓，達到調節輸出二極管端的壓差目的，從而實現兩路電源之間均流。通過二極管均流后，兩路電源間最大均流誤差不會超過10%。可以很好地滿足系統間負載率的平衡。由于兩路電源輸出端是通過反向二級實現隔離對接法，所以當其中一路直流電源發生故障時，另一路不受影響，能夠正常輸出給用戶負載供電。這個方案解決了傳統單電源系統供電失效導致用戶負載斷電的問題，同時解決了多電源系統并接輸出時，系統間不均流，電源系統的負載率偏差較大的問題。在保證了對用戶負載可靠供電的同時，有效地延長了系統的使用壽命，具有較好的經濟效益。
圖1是本發明的電路結構示意
圖2是本發明的控制方式流程圖3是本發明的電池母聯開關結構示意圖；圖4是本發明電池母聯開關閉合時電流走向示意圖；圖5是本發明電池母聯開關斷開時電流走向示意具體實施例方式下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。實施例1:如圖1所示，本實施例描述的本發明所設計的-48V直流單系統雙電源裝置，它由電源、蓄電池、單路輸出I和雙路輸出2構成，所述的電源分為第一電源3A和第二電源3B，第一電源3A依次串聯有第一電池保護開關4A、第一電池熔絲5A、第一蓄電池組6A ;第二電源3B依次串聯有第二電池保護開關4B、第二電池熔絲5B、第二蓄電池組6B ;在第一電源3A和第一電池保護開關4A之間分出一路連接第一負荷熔絲7A和輸出保護開關8后形成第一路母排9A ;在第二電源3B和第二電池保護開關4B之間分出一路連接第二負荷熔絲7B和輸出保護開關8后形成第二路母排9B ;在第一電源3A和第二電源3B均直接連接在均流控制裝置10上，在均流控制裝置10上設有監控單元11 ;在第一電源3A和第二電源3B之間設置有系統母聯開關12 ;第一蓄電池組6A通過第一電池熔絲5A、電池母聯開關13和第二電池熔絲5B連接第二蓄電池組6B。所述的第一路母排9A依次連接有輸出保護開關8和單項二極管14，所述的第二路母排9B依次連接有輸出保護開關8和單項二極管14，然后兩路線路合并為一路形成單路輸出I。采用二極管作為輸出雙負排之間的隔離和系統的均流手段。如圖3所示，所述的電池母聯開關13包括切換空開15，在切換空開15上設有電操16，電操16與監控單元11連接。如圖2所示，本實施例描述的上述-48V直流單系統雙電源裝置的電源輸出控制方法，是通過監控電源監控兩組電源的運行狀況，通過均流控制裝置10分別均流兩組電源的輸出。均流控制裝置10分別對兩組電源的輸出電壓進行調壓控制，調壓的周期為400ms，調壓的精度:顯示電壓與目標電壓的差值< ±0.1V，且兩組電源的目標電壓相同，共用浮充電壓和均充電壓參數。如圖4所示，當交流供電正常，第一蓄電池組6A或第二蓄電池組6B模塊輸出能力小于此路負載電流，此時，該路電源蓄電池處于放電狀態，電源輸出電壓下降，當兩個蓄電池組之間電壓差大于0.7V時，監控單元11控制電操16使電池母聯開關13閉合，第一蓄電池組6A與第二蓄電池組6B輸出端聯絡輸出，輸出電壓較高的那路電源參與輸出電壓較低的另一路電源供載，實現蓄電池均衡放電；當交流停電時，第一蓄電池組6A蓄電池與第二蓄電池組6B蓄電池開始放電，此時如果兩路電源所接的負載存在差異或兩路電源蓄電池供電能力不一致，將導致兩路電源輸出電壓下降幅度不同，如果兩組電池組之間輸出電壓差大于0.7V時,監控單兀11控制電操16使電池母聯開關13閉合,輸出電壓較高的電源參與輸出電壓較低的電源供載工作，使第一蓄電池組6A與第二蓄電池組6B的輸出電壓接近—致。當電池母聯開關13處于閉合狀態時，如果同時滿足下列三個條件:1.第一蓄電池組6A與第二蓄電池組6B交流輸入正常，2.電源模塊帶載能力足夠，模塊無限流告警，3.第一蓄電池組6A與第二蓄電池組6B的蓄電池都沒有處在放電狀態；監控單元11發出電池母聯開關13斷開命令，第一蓄電池組6A與第二蓄電池組6B電池母聯開關13斷開，其電流走向如圖5所示。同時監控單元11中電池母聯開關13也可以設置為手動狀態，監控單元11將不再自動對電池母聯開關13的通斷進行控制。
權利要求
1.一種-48V直流單系統雙電源裝置，它由電源、蓄電池、單路輸出和雙路輸出構成，其特征是所述的電源分為第一電源和第二電源，第一電源依次串聯有第一電池保護開關、第一電池熔絲、第一蓄電池組；第二電源依次串聯有第二電池保護開關、第二電池熔絲、第二蓄電池組；在第一電源和第一電池保護開關之間分出一路連接第一負荷熔絲和輸出保護開關后形成第一路母排；在第二電源和第二電池保護開關之間分出一路連接第二負荷熔絲和輸出保護開關后形成第二路母排；在第一電源和第二電源均直接連接在均流控制裝置上，在均流控制裝置上設有監控單元；在第一電源和第二電源之間設置有系統電池母聯開關；第一蓄電池組通過第一電池熔絲、電池母聯開關和第二電池熔絲連接第二蓄電池組。
2.根據權利要求1所述的-48V直流單系統雙電源裝置，其特征是所述的第一路母排依次連接有輸出保護開關和單項二極管，所述的第二路母排依次連接有輸出保護開關和單項二極管，然后兩路線路合并為一路形成單路輸出。
3.根據權利要求1或2所述的-48V直流單系統雙電源裝置，其特征是所述的電池母聯開關包括切換空開，在切換空開上設有電操，電操與監控單元連接。
4.一種如權利要求1所述的-48V直流單系統雙電源裝置的電源輸出控制方法，其特征是通過監控電源監控兩組電源的運行狀況，通過均流控制裝置分別均流兩組電源的輸出。
5.根據權利要求4所述的-48V直流單系統雙電源裝置的電源輸出控制方法，其特征是:均流控制裝置分別對兩組電源的輸出電壓進行調壓控制，調壓的周期為400ms，且兩組電源的目標電壓相同，共用浮充電壓和均充電壓參數。
6.根據權利要求4所述的-48V直流單系統雙電源裝置的電源輸出控制方法，其特征是:當交流供電正常，第一蓄電池組或第二蓄電池組模塊輸出能力小于此路負載電流，此時，該路電源蓄電池處于放電狀態，電源輸出電壓下降，當兩個蓄電池組之間電壓差大于0.7V時，監控單元控制電操使電池母聯開關閉合，第一蓄電池組與第二蓄電池組輸出端聯絡輸出，輸出電壓較高的那路電源參與輸出電壓較低的另一路電源供載，實現蓄電池均衡放電；當交流停電時，第一蓄電池組蓄電池與第二蓄電池組蓄電池開始放電，此時如果兩路電源所接的負載存在差異或兩路電源蓄電池供電能力不一致，將導致兩路電源輸出電壓下降幅度不同，如果兩組電池組之間輸出電壓差大于0.7V時，監控單元控制電操使電池母聯開關閉合，輸出電壓較高的電源參與輸出電壓較低的電源供載工作，使第一蓄電池組與第二蓄電池組的輸出電壓接近一致；當電池母聯開關處于閉合狀態時，如果同時滿足下列三個條件:1.第一蓄電池組與第二蓄電池組交流輸入正常，2.電源模塊帶載能力足夠，模塊無限流告警，3.第一蓄電池組與第二蓄電池組的蓄電池都沒有處在放電狀態；監控單元發出電池母聯開關斷開命令，第一蓄電池組與第二蓄電池組電池母聯開關斷開。
7.根據權利要求4所述的-48V直流單系統雙電源裝置的電源輸出控制方法，其特征是:監控單元中電池母聯開關設置為手動狀態，監控單元將不再自動對電池母聯開關的通斷進行控制。
全文摘要
本發明所得到的發明-48V直流單系統雙電源裝置，具有以下優點首先這個方案具有和傳統通信電源相同的給通信設備提供電力的能力。單系統中雙電源可以同時為負載提供電力，也可以通過監控單元關閉任意一路電源輸出，作為單系統單電源供電設備使用，兩個整流屏的輸出能力不受限制，完全能夠支持客戶負載。其次在單系統雙電源使用過程中，分別偵測計算雙電源輸出電流，根據輸出電流大小，通過軟件自動調節每一路電源輸出電壓，達到調節輸出二極管端的壓差目的，從而實現兩路電源之間均流。通過二極管均流后，兩路電源間最大均流誤差不會超過10%。可以很好地滿足系統間負載率的平衡。
文檔編號H02J7/34GK103199606SQ20131011451
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優先權日2013年4月3日
發明者林整, 孫煉, 黃繼寧, 周曉生, 阮長根 申請人:華信郵電咨詢設計研究院有限公司