直流遠(yuǎn)供電源交流局端機及采用交流局端機的供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及通信和電力傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直流遠(yuǎn)供電源交流局端機及采用交流局端機的供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的直流遠(yuǎn)供電源方案是:局端機將通訊專業(yè)機房的DC48V直流電源進(jìn)行DC/DC升壓變換輸出DC220-380V的直流高壓經(jīng)線路傳輸?shù)竭h(yuǎn)端機，經(jīng)遠(yuǎn)端機的開關(guān)電源電路進(jìn)行DC/DC降壓變換成通訊設(shè)備所需要的DC48V電源，實現(xiàn)點對點的遠(yuǎn)程供電。該方式的特點是:
[0003]第一，局端機是一個DC/DC的升壓變換過程，即將通訊專業(yè)機房里電池的DC48V升壓到DC220-380V輸出；
[0004]第二，遠(yuǎn)端機是一個DC/DC降壓變換過程，即將線路傳輸過來的DC220-380V的直流高壓進(jìn)行降壓變換成DC48V，供給通訊設(shè)備供電；
[0005]第三，適用領(lǐng)域和條件局限性:只能在通訊行業(yè)將通信專業(yè)機房里電池或開關(guān)電源的DC48V低壓變換成直流高壓DC220-380V經(jīng)過傳輸線路送往遠(yuǎn)端機。
[0006]上述特點使得現(xiàn)有的直流遠(yuǎn)供電源存在如下缺陷:
[0007]1、由于直流遠(yuǎn)供電源局端機只能將通信專業(yè)機房電池組或開關(guān)電源的DC48V變換成直流高壓，只有在通信專業(yè)機房里、具有直流電池或開關(guān)電源DC48V的場所才可以使用；而這種專業(yè)機房的資源是有限的，DC48V電池電源也是有限的，不能隨時隨地任意取用方便的交流電，使使用條件和環(huán)境受到嚴(yán)格限制；
[0008]其他行業(yè)諸如高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)和路燈照明系統(tǒng)、城市智能交通和路燈照明系統(tǒng)因沒有專門提供DC48V的專業(yè)機房電池而無法使用這種穩(wěn)定可靠、建設(shè)費用低廉、運維費用很低、傳輸損耗小的高效節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品；
[0009]2、只能進(jìn)行“一點對一點”的直流遠(yuǎn)供，即一個直流局端機只拖動一臺遠(yuǎn)端機;無法實現(xiàn)一個局端機拖動多臺遠(yuǎn)端機從而為多個負(fù)載供電的需求；
[0010]3、只能輸出DC220-380V的直流高壓，不能輸出DC400V、特別是不能輸出DC800V的直流高壓。而DC800V的高壓傳輸損耗要比DC380V的減少50%、線路建設(shè)造價也降低40-50%，不利于節(jié)約節(jié)能。
【實用新型內(nèi)容】
[0011]本實用新型的目的就是為了解決上述難題，提供了一種直流遠(yuǎn)供電源交流局端機及采用交流局端機的供電系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑷我夤╇婞c的交流工頻AC220V/AC380V/50HZ或交流中頻AC230V/AC400V/400HZ，經(jīng)過整流、升壓后，變?yōu)镈C400V/DC800V的直流高壓，經(jīng)過傳輸線路對沿線多個遠(yuǎn)端機進(jìn)行供電。
[0012]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的具體方案如下:
[0013]—種直流遠(yuǎn)供電源交流局端機，包括:具有交流輸入端和直流輸出端的電壓轉(zhuǎn)換模塊，所述交流輸入端連接任意供電點的交流工頻或中頻電壓源;所述直流輸出端輸出至少一種直流電壓；
[0014]所述電壓轉(zhuǎn)換模塊至少包括依次連接的濾波單元、AC/DC整流單元和至少一個由PWM脈寬調(diào)制單元和DC/DC隔離變換單元組成的功率模塊。
[0015]進(jìn)一步地，在所述交流輸入端設(shè)置ATS自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，用于實現(xiàn)輸入主用電和備用電的不間斷自動切換。
[0016]進(jìn)一步地，在所述交流輸入端和AC/DC整流單元之間依次連接防雷濾波電路和PFC有源功率因數(shù)校正模塊。
[0017]進(jìn)一步地，所述功率模塊包括:PWM脈沖寬度調(diào)制模塊和DC/DC隔離變換單元，在所述PWM脈沖寬度調(diào)制模塊和DC/DC隔離變換單元之間并聯(lián)連接電壓電流雙閉環(huán)監(jiān)測控制系統(tǒng)。
[0018]進(jìn)一步地，若干個所述功率模塊并聯(lián)連接，經(jīng)過均流處理后輸出。
[0019]進(jìn)一步地，在所述直流輸出端設(shè)置濾波、防雷輸出總開關(guān);所述濾波、防雷輸出總開關(guān)包括:用于濾除輸出的直流電中的交流成分的濾波單元，將來自輸出線路上的雷電進(jìn)行對地放電的防雷單元以及人工控制輸出的通和斷的總開關(guān)。
[0020]進(jìn)一步地，直流遠(yuǎn)供電源交流局端機安裝在室內(nèi)或者在室外的電桿上抱桿安裝。
[0021]進(jìn)一步地，所述交流工頻電壓包括50Hz的交流220V或交流380V電壓;所述交流中頻電壓包括400Hz的交流230V或交流400V電壓。
[0022 ] 進(jìn)一步地，所述直流輸出端輸出電壓為DC400V/DC800V的直流高壓。
[0023]—種采用直流遠(yuǎn)供電源交流局端機的供電系統(tǒng)，包括:直流遠(yuǎn)供電源交流局端機和若干個遠(yuǎn)端機;所述直流遠(yuǎn)供電源交流局端機通過傳輸線路分別與若干個遠(yuǎn)端機連接。
[0024]本實用新型的有益效果:
[0025](I)本實用新型的交流局端機的輸入為:交流工頻AC220V/380V/50HZ或交流中頻AC230V/400V/400HZ的交流電；具備取電的任意性和隨意性，能夠滿足不同供電電源的要求。
[0026](2)本實用新型的交流局端機的輸出可以為DC400V或者DC800V;特別是輸出為DC800V的電壓，更能體現(xiàn)節(jié)能，能使傳線路輸線損耗比原來輸出DC220-380V電壓的直流局端機降低50%左右，節(jié)省初始建設(shè)造價約40-50%，節(jié)能效果更為明顯。
[0027](3)本實用新型的交流局端機除了使用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)和隔離變換技術(shù)外，在輸入端采用了 ATS自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，使交流局端機的輸入不間斷，使整個交流局端機供電系統(tǒng)不斷電，使系統(tǒng)更加可靠。
[0028](4)本實用新型的交流局端機應(yīng)用了 n+1冗余熱備份設(shè)計技術(shù)，交流局端機6個功率模塊其中有一塊發(fā)生故障時，冗余的一塊熱備份模塊不間斷的接替工作，使得輸出總功率不變，不影響整個交流局端機的工作，對有故障的功率模塊進(jìn)行維修即可。
[0029](5)本實用新型的電路采用了電壓電流閉環(huán)檢測控制技術(shù)和均流技術(shù)，使輸出的電壓電流即時進(jìn)行采樣、比較、分析、判斷、處理，從而調(diào)節(jié)PWM脈寬調(diào)制和功率變換模塊輸出的電壓電流穩(wěn)定可靠。同時，也保證每一塊功率模塊的輸出電流不平衡度能嚴(yán)格控制在3-5 %之內(nèi)，使每一塊功率模塊的輸出電流基本相等、出力一樣，使故障率成倍的降低。
[0030](6)本實用新型的交流局端機可以在任何具有交流電的場所，安裝在室內(nèi)或電桿上抱桿安裝使用即可工作，取電具有任意性和隨意性，不受嚴(yán)格限制。
[0031](7)本實用新型的交流局端機主要應(yīng)用在高速公路視頻監(jiān)控、路燈照明系統(tǒng)、城市智能交通視頻監(jiān)控和路燈照明等系統(tǒng)，組成一套交流局端機拖動多臺遠(yuǎn)端機的“一點帶多點”的直流遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)，實現(xiàn)一個局端機拖動多臺遠(yuǎn)端機從而為多個負(fù)載供電。
【附圖說明】
[0032]圖1為本實用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
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[0033]下面結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0034]本實用新型的主要目的是將任意供電點的交流工頻AC220V/AC380V/50HZ或交流中頻230V/400V/400HZ的電能經(jīng)交流局端機AC/DC整流、DC/DC升壓變換轉(zhuǎn)換成DC400V/DC800V的直流高壓，經(jīng)傳輸線路，送往沿線的多個遠(yuǎn)端機;再由遠(yuǎn)端機進(jìn)行DC/DC或DC/AC變換成負(fù)載所需要的電能。實現(xiàn)將任意場所的交流電經(jīng)交流局端機直流遠(yuǎn)供供電方式和供電新方法后，傳輸損耗要比交流電傳輸降低40%、線路建設(shè)造價降低50%、運維費用可降低70?80%、性能穩(wěn)定可靠等經(jīng)濟目的，讓交流局端機技術(shù)更好地為國民經(jīng)濟各行各業(yè)服務(wù)。使原來的直流遠(yuǎn)端機只能使用專業(yè)通信機房的電池DC48V的電源作為輸入、使用環(huán)境和條件受到嚴(yán)格限制、只能用于通訊基站提供直流高壓遠(yuǎn)程供電的“高貴夫人”，變成交流局端機輸入交流電源隨處可取、任何場景都可以使用、不受環(huán)境和條件限制、各行各業(yè)都可以利用的“普通群眾”，更好地為國民經(jīng)濟服務(wù)。
[0035]本實用新型提供了一種直流遠(yuǎn)供電源交流局端機，包括:具有交流輸入端和直流輸出端的電壓轉(zhuǎn)換模塊，交流輸入端連接任意供電點的交流工頻或中頻電壓源;直流輸出端輸出至少一種直流電壓；電壓轉(zhuǎn)換模塊至少包括依次連接的濾波單元、AC/DC整流單元、以及由PWM脈寬調(diào)制單元和DC/DC隔離變換單元組成的功率模塊。
[0036]圖1給出了一種直流遠(yuǎn)供電源交流局端機的具體結(jié)構(gòu)形式，包括:ATS自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、防雷濾波電路、PFC有源功率因數(shù)校正模塊、AC/DC整流電路、PWM脈沖寬度調(diào)制模塊、DC/DC隔離變換電路、電壓電流閉環(huán)監(jiān)測控制系統(tǒng)以及濾波、防雷輸出總開關(guān)。
[0037]ATS自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、防雷濾波電路、PFC有源功率因數(shù)校正模塊和AC/DC整流電路依次串聯(lián)連接；
[0038]PffM脈沖寬度調(diào)制模塊、DC/DC隔離變換電路和電壓電流閉環(huán)監(jiān)測控制系統(tǒng)共同構(gòu)成功率模塊;其中，PWM脈沖寬度調(diào)制模塊和DC/DC隔離變換電路依次串聯(lián)連接，在PWM脈沖寬度調(diào)制模塊和DC/DC隔離變換電路之間并聯(lián)連接電壓電流閉環(huán)監(jiān)測控制系統(tǒng)。若干個上述功率模塊并聯(lián)連接，實現(xiàn)了 n+1冗余熱備份設(shè)計。電壓電流閉環(huán)監(jiān)測控制系統(tǒng)不斷采集每一個功率模塊輸出的電壓和電流，并與內(nèi)部預(yù)設(shè)