本發(fā)明涉及一種電源系統(tǒng)，尤其涉及一種無(wú)人值守站的直流電源系統(tǒng)，屬于通信設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電源系統(tǒng)是各個(gè)信息系統(tǒng)的基本組成部分，在鐵路、通信、電力的無(wú)人值守站中都具有非常廣泛的應(yīng)用。由于無(wú)人值守站對(duì)電源的可靠性要求很高，傳統(tǒng)的ups(uninterruptiblepowersystem，不間斷電源)供電系統(tǒng)通常都采用雙電源供電，220伏交流電源進(jìn)入兩路ups后首先通過(guò)ac/dc轉(zhuǎn)換器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，掛載蓄電池充放電后再經(jīng)dc/ac逆變器變換輸出；經(jīng)二級(jí)變換輸出后的兩路交流電再進(jìn)入sts(statictransferswitch)靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行冗余切換為一路交流電進(jìn)行輸出。切換后的220伏交流電作為電源系統(tǒng)內(nèi)部的母線電源，機(jī)柜內(nèi)部以及戶外遠(yuǎn)程設(shè)備的功能模塊均通過(guò)此路交流電再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換后輸出使用。當(dāng)前的這種電源系統(tǒng)主要存在以下問(wèn)題：

1)雙ups冗余電源需經(jīng)過(guò)ac/dc和dc/ac兩級(jí)變換輸出為內(nèi)部母線，導(dǎo)致電源效率較低；

2)由于電源系統(tǒng)通常采用并機(jī)切換單元(sts靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān))來(lái)實(shí)現(xiàn)交流冗余供電，而并機(jī)單元sts就形成了一個(gè)單點(diǎn)故障的節(jié)點(diǎn)，不符合冗余電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷，會(huì)極大的降低了整個(gè)電源系統(tǒng)的可靠性；

3)電源系統(tǒng)集成度較差、設(shè)備眾多、尺寸不一，安裝在機(jī)柜的不同位置，出故障時(shí)不方便更換和維護(hù)；

4)現(xiàn)有電源系統(tǒng)為了解決大功率負(fù)載遠(yuǎn)供問(wèn)題，將內(nèi)部母線拉遠(yuǎn)到戶外，在復(fù)雜電磁環(huán)境和雷電環(huán)境下，容易引入干擾到機(jī)柜內(nèi)部，引起柜內(nèi)系統(tǒng)故障，存在抗干擾性差的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種無(wú)人值守站的直流電源系統(tǒng)。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種無(wú)人值守站的直流電源系統(tǒng)，采用通信電源和擴(kuò)展電源的方式進(jìn)行供電，蓄電池組掛接在通信電源上；通信電源的內(nèi)部設(shè)置有整流模塊，交流輸入通過(guò)整流模塊輸出直流48v，作為電源系統(tǒng)的內(nèi)部母線；蓄電池組直接掛接在內(nèi)部48v母線上，并通過(guò)整流模塊進(jìn)行充電管理；當(dāng)交流輸入中斷時(shí)，系統(tǒng)零秒切換到蓄電池組進(jìn)行供電；

擴(kuò)展電源的輸入端匯集在48v母線上，輸出端通過(guò)不同的dc/dc模塊分別與v0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7、v8、v9、v10、v11、v12共13路獨(dú)立電源相連接；v0-v12路電源互相隔離，用于滿足機(jī)柜內(nèi)部各種不同的直流負(fù)載供電；

擴(kuò)展電源內(nèi)部的48v母線還通過(guò)遠(yuǎn)供電源與遠(yuǎn)端大功率負(fù)載相連接；遠(yuǎn)供電源輸出有vo-1、vo-2、vo-3、vo-4、vo-5、vo-6共6路相互隔離的獨(dú)立電源，用于滿足多個(gè)不同地點(diǎn)的遠(yuǎn)端大功率負(fù)載供電；

擴(kuò)展電源內(nèi)部的48v母線還通過(guò)dc/dc模塊為監(jiān)控板供電；監(jiān)控板的輸入端通過(guò)監(jiān)控模塊分別與整流模塊、蓄電池組、v0-v12路電源相連接，輸出端通過(guò)485接口與上位機(jī)相連接。

電源系統(tǒng)還兼容48v的直流輸入；當(dāng)48v直流電作為輸入電源時(shí)，蓄電池組連接在擴(kuò)展電源的電源輸入接口上，用于在擴(kuò)展電源的主模塊中實(shí)現(xiàn)充電管理功能。

整流模塊通過(guò)并機(jī)二極管輸出至48v母線上。

v0電源的輸出電壓為24v；v1-v12路電源的輸出電壓根據(jù)負(fù)載情況進(jìn)行靈活配置。

監(jiān)控板的輸入電壓為5v或12v。

本發(fā)明通過(guò)整流模塊輸出48v母線，再對(duì)柜內(nèi)設(shè)備以及遠(yuǎn)端大功率負(fù)載進(jìn)行多路獨(dú)立電源的隔離輸出，具有電源效率高、集成度高、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)對(duì)電源進(jìn)行充放電管理與監(jiān)控，能有效增強(qiáng)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性與可靠性，從而顯著增強(qiáng)產(chǎn)品的使用壽命，降低生產(chǎn)與維護(hù)成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明交流輸入的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明直流輸入的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的供電原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明采用通信電源和擴(kuò)展電源的方式進(jìn)行供電，蓄電池組掛接在通信電源上；通信電源的內(nèi)部設(shè)置有整流模塊，交流輸入通過(guò)整流模塊輸出直流48v，作為電源系統(tǒng)的內(nèi)部母線；整流模塊通過(guò)并機(jī)二極管輸出至48v母線上。蓄電池組直接掛接在內(nèi)部48v母線上，并通過(guò)整流模塊進(jìn)行充電管理；當(dāng)交流輸入中斷時(shí)，系統(tǒng)零秒切換到蓄電池組進(jìn)行供電；

擴(kuò)展電源的輸入端匯集在48v母線上，輸出端通過(guò)不同的dc/dc模塊分別與v0、v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7、v8、v9、v10、v11、v12共13路獨(dú)立電源相連接，用于滿足機(jī)柜內(nèi)部各種不同的直流負(fù)載供電；v0-v12路電源互相隔離、互無(wú)關(guān)聯(lián)，可提高系統(tǒng)的抗干擾能力；其中，v0電源的輸出電壓為24v；v1-v12路電源的輸出電壓可根據(jù)負(fù)載情況靈活配置。

擴(kuò)展電源內(nèi)部的48v母線還通過(guò)遠(yuǎn)供電源與遠(yuǎn)端大功率負(fù)載相連接，通過(guò)獨(dú)立的遠(yuǎn)供電源隔離升壓后進(jìn)行遠(yuǎn)距離供電；遠(yuǎn)供電源輸出有vo-1、vo-2、vo-3、vo-4、vo-5、vo-6共6路相互隔離的獨(dú)立電源，6路電源分別通過(guò)遠(yuǎn)端設(shè)備上的本地電源進(jìn)行降壓后對(duì)本地負(fù)載進(jìn)行供電；

擴(kuò)展電源內(nèi)部的48v母線還通過(guò)dc/dc模塊為監(jiān)控板供電，dc/dc模塊可將監(jiān)控板的輸入電壓降為5v或12v的工作電壓；監(jiān)控板的輸入端通過(guò)監(jiān)控模塊分別與整流模塊、蓄電池組、v0-v12路電源相連接，輸出端通過(guò)485接口與上位機(jī)相連接。獨(dú)立的監(jiān)控模塊可對(duì)整流模塊、蓄電池組、v0-v12路電源的各個(gè)輸入輸出參數(shù)(通信電源232數(shù)據(jù)、v0-v12的電壓告警開(kāi)關(guān)量、電池電流、通信電源監(jiān)控開(kāi)關(guān)量、蓄電池組監(jiān)控開(kāi)關(guān)量)進(jìn)行監(jiān)控，并通過(guò)485接口上傳到上位機(jī)plc中，監(jiān)控協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)modbus協(xié)議。

電源系統(tǒng)還兼容48v的直流輸入；當(dāng)48v直流電作為輸入電源時(shí)，蓄電池組連接在擴(kuò)展電源的電源輸入接口上，用于在擴(kuò)展電源的主模塊中實(shí)現(xiàn)充電管理功能；同時(shí)刪去通信電源，而擴(kuò)展電源中的v0-v12功能不變。v0-v12的輸出電壓、功率均可以配置，可使本電源具備良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性，能滿足各種不同的現(xiàn)場(chǎng)配置情況。

本發(fā)明的供電原理如圖3所示：機(jī)柜內(nèi)部使用兩臺(tái)cr-fz220a防災(zāi)電源作為主冗余電源，兩臺(tái)電源母線并接后作為機(jī)柜的內(nèi)部冗余母線；遠(yuǎn)供電源輸入為機(jī)柜母線48v，輸出為6路隔離220v到遠(yuǎn)端大功率負(fù)載。遠(yuǎn)端設(shè)備由遠(yuǎn)端本地電源將220v電源降壓后對(duì)本地負(fù)載進(jìn)行供電；機(jī)柜內(nèi)部的v0-v12相互并接后形成機(jī)柜內(nèi)部的13路冗余母線，給柜內(nèi)的各路直流負(fù)載以及遠(yuǎn)端小功率負(fù)載進(jìn)行供電。

本發(fā)明與傳統(tǒng)技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：

1)通過(guò)整流模塊輸出48v母線，同時(shí)對(duì)電池進(jìn)行充放電管理，具有電源效率高的優(yōu)點(diǎn)；其它擴(kuò)展電源采用48v母線作為輸入，并輸出多路相互隔離的獨(dú)立電源，隔離電源能直接并聯(lián)冗余使用；

2)僅通過(guò)整流模塊即可實(shí)現(xiàn)直流冗余供電，能有效避免傳統(tǒng)電源系統(tǒng)采用并機(jī)切換單元而造成的節(jié)點(diǎn)故障，因此故障率較低、使用壽命長(zhǎng)，可增強(qiáng)電源系統(tǒng)的整體可靠性；

3)本系統(tǒng)的集成度較高，可采用瘦背板+插箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一生產(chǎn)，利于企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化管理與維護(hù)，可有效降低生產(chǎn)與維護(hù)成本；

4)大功率遠(yuǎn)端負(fù)載使用專用遠(yuǎn)供電源供電，遠(yuǎn)供電源采用母線48v作為輸入，隔離升壓后輸出，輸出與柜內(nèi)母線完全隔離，在復(fù)雜電磁環(huán)境下的可靠性較強(qiáng)、抗干擾能力較強(qiáng)；

5)v0-v12的電壓、功率以及輸出電壓路數(shù)均可以靈活配置，根據(jù)實(shí)際新廠配置進(jìn)行有效擴(kuò)展，適應(yīng)性及擴(kuò)展性較強(qiáng)。

上述實(shí)施方式并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)方案范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。