一种电池模组充电自动切换系统论文和设计-李春园

全文摘要

本实用新型公开了一种电池模组充电自动切换系统，其特征在于：包括A基站，B基站，分别与A基站和B基站相连接的市电供电模块，均与市电供电模块相连接的A基站端控制箱、B基站端控制箱以及市电采样模块，分别与市电采样模块、B基站端控制箱、A基站端控制箱相连接的控制器，以及分别与A基站端控制箱、A基站、控制器、B基站端控制箱、B基站相连接的互补控制器。本实用新型通过对相邻两个基站的备用电池的电压以及给两个基站供电的市电供电模块的电压进行检测，当市出现断电且其中一个基站的备用电池的剩余电池不足以带动基站工作时，则自动调用另外一个基站的备用电池给该基站供电，从而确保该基站可以正常运行。

主设计要求

1.一种电池模组充电自动切换系统，其特征在于：包括A基站，B基站，分别与A基站和B基站相连接的市电供电模块，均与市电供电模块相连接的A基站端控制箱、B基站端控制箱以及市电采样模块，分别与市电采样模块、B基站端控制箱、A基站端控制箱相连接的控制器，以及分别与A基站端控制箱、A基站、控制器、B基站端控制箱、B基站相连接的互补控制器。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种电池模组充电自动切换系统，其特征在于：所述A基站端控制箱包括A基站电池组，均与A基站电池组相连接的A基站电池组电量检测模块、A基站充电模块以及A基站切换模块；所述A基站充电模块与市电供电模块相连接，A基站电池组电量检测模块与控制器相连，A基站电池组还与互补控制器相连接，A基站切换模块分别与A基站和控制器相连接。

3.根据权利要求2所述的一种电池模组充电自动切换系统，其特征在于：所述B基站端控制箱包括B基站电池组，均与B基站电池组相连接的B基站电池组电量检测模块、B基站充电模块以及B基站切换模块；所述B基站充电模块与市电供电模块相连接，B基站电池组电量检测模块与控制器相连接，B基站电池组还与互补控制器相连接，B基站切换模块分别与B基站和控制器相连接。

4.根据权利要求3所述的一种电池模组充电自动切换系统，其特征在于：所述A基站电池组电量检测模块包括电压检测传感器，与电压检测传感器相连接的信号调理模块，与信号调理模块相连接的A\/D转换模块，与A\/D转换模块相连接的单片机，以及与单片机相连接的RS232接口；所述电压检测传感器与A基站电池组相连接，RS232接口通过RS232总线与控制器相连接；所述B基站电池组电量检测模块的结构与A基站电池组电量检测模块的结构相同，B基站电池组电量检测模块中的电压检测传感器与B基站电池组相连接，B基站电池组电量检测模块中的RS232接口通过RS232总线与控制器相连接。

5.根据权利要求4所述的一种电池模组充电自动切换系统，其特征在于：包括运放P1，运放P2，处理芯片U，一端与运放P1的负极相连接、另一端与运放P1的正极共同作为输入端并与电压检测传感器相连接的电阻R1，一端与运放P1的负极相连接、另一端经电阻R3后与运放P1的输出端相连接的电容C3，串接在运放P1的正极和输出端之间的电阻R2，一端与运放P1的正极相连接、另一端经电阻R4后与运放P1的正极相连接的电容C1，与电容C1相并联的电容C2，一端与运放P1的输出端相连接、另一端接地的电阻R5，与电阻R5相并联的电容C4，P极接电源、N极经电阻R6后与处理芯片U的GND管脚相连接的稳压二极管D1，串接在处理芯片U的GND管脚和V-管脚之间的电容C5，一端与处理芯片U的V-管脚相连接、另一端与处理芯片U的GND管脚相连接的电阻R7，串接在处理芯片U的DIV\/CLK管脚和GND管脚之间的电阻R8，一端与处理芯片U的V+管脚相连接、另一端接地的电容C6，串接在处理芯片U的RX管脚和V+管脚之间的电阻R9，以及串接在运放P2的负极和输出端之间的电阻R10；所述电容C1和电阻R4的连接点接地，运放P1的负电源端接电源、其正电源端接地、输出端与处理芯片U的IN+管脚相连接，所述处理芯片U的GND管脚与其IN-管脚相连接的同时接地、其OUT管脚与运放P2的正极相连接，所述运放P2的负极接地、其输出端与A\/D转换模块相连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电池切换系统，具体是指一种电池模组充电自动切换系统。

背景技术

随着通信网络的发展，通信基站也越来越多；在通信基站系统中，备用电池是整个通信基站系统的重要组成部分，其可以在没有市电供电时，为整个基站系统进行供电。但是，在基站工作的过程中，难免会发生市电供电出现问题而备用电池的剩余电量又不足以带动基站系统工作的情况，此时则会影响基站的正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服传统基站系统所存在的上述缺陷，提供一种电池模组充电自动切换系统。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种电池模组充电自动切换系统，包括A基站，B基站，分别与A基站和B基站相连接的市电供电模块，均与市电供电模块相连接的A基站端控制箱、B基站端控制箱以及市电采样模块，分别与市电采样模块、B基站端控制箱、A基站端控制箱相连接的控制器，以及分别与A基站端控制箱、A基站、控制器、B基站端控制箱、B基站相连接的互补控制器。

进一步的，所述A基站端控制箱包括A基站电池组，均与A基站电池组相连接的A基站电池组电量检测模块、A基站充电模块以及A基站切换模块；所述A基站充电模块与市电供电模块相连接，A基站电池组电量检测模块与控制器相连，A基站电池组还与互补控制器相连接，A基站切换模块分别与A基站和控制器相连接。

所述B基站端控制箱包括B基站电池组，均与B基站电池组相连接的B基站电池组电量检测模块、B基站充电模块以及B基站切换模块；所述B基站充电模块与市电供电模块相连接，B基站电池组电量检测模块与控制器相连接，B基站电池组还与互补控制器相连接，B基站切换模块分别与B基站和控制器相连接。

所述A基站电池组电量检测模块包括电压检测传感器，与电压检测传感器相连接的信号调理模块，与信号调理模块相连接的A\/D转换模块，与A\/D转换模块相连接的单片机，以及与单片机相连接的RS232接口；所述电压检测传感器与A基站电池组相连接，RS232接口通过RS232总线与控制器相连接；所述B基站电池组电量检测模块的结构与A基站电池组电量检测模块的结构相同，B基站电池组电量检测模块中的电压检测传感器与B基站电池组相连接，B基站电池组电量检测模块中的RS232接口通过RS232总线与控制器相连接。

包括运放P1，运放P2，处理芯片U，一端与运放P1的负极相连接、另一端与运放P1的正极共同作为输入端并与电压检测传感器相连接的电阻R1，一端与运放P1的负极相连接、另一端经电阻R3后与运放P1的输出端相连接的电容C3，串接在运放P1的正极和输出端之间的电阻R2，一端与运放P1的正极相连接、另一端经电阻R4后与运放P1的正极相连接的电容C1，与电容C1相并联的电容C2，一端与运放P1的输出端相连接、另一端接地的电阻R5，与电阻R5相并联的电容C4，P极接电源、N极经电阻R6后与处理芯片U的GND管脚相连接的稳压二极管D1，串接在处理芯片U的GND管脚和V-管脚之间的电容C5，一端与处理芯片U的V-管脚相连接、另一端与处理芯片U的GND管脚相连接的电阻R7，串接在处理芯片U的DIV\/CLK管脚和GND管脚之间的电阻R8，一端与处理芯片U的V+管脚相连接、另一端接地的电容C6，串接在处理芯片U的RX管脚和V+管脚之间的电阻R9，以及串接在运放P2的负极和输出端之间的电阻R10；所述电容C1和电阻R4的连接点接地，运放P1的负电源端接电源、其正电源端接地、输出端与处理芯片U的IN+管脚相连接，所述处理芯片U的GND管脚与其IN-管脚相连接的同时接地、其OUT管脚与运放P2的正极相连接，所述运放P2的负极接地、其输出端与A\/D转换模块相连接。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本实用新型通过对相邻两个基站的备用电池的电压以及给两个基站供电的市电供电模块的电压进行检测，当市出现断电且其中一个基站的备用电池的剩余电池不足以带动基站工作时，则自动调用另外一个基站的备用电池给该基站供电，从而确保该基站可以正常运行。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的A基站电池组电量检测模块的结构图。

图3为本实用新型的信号调理模块的电路结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本实用新型的电池模组充电自动切换系统，包括相邻的A基站和B基站，分别与A基站和B基站相连接的市电供电模块，均与市电供电模块相连接的A基站端控制箱、B基站端控制箱以及市电采样模块，分别与市电采样模块、B基站端控制箱、A基站端控制箱相连接的控制器，以及分别与A基站端控制箱、A基站、控制器、B基站端控制箱、B基站相连接的互补控制器。

另外，所述A基站端控制箱包括A基站电池组，均与A基站电池组相连接的A基站电池组电量检测模块、A基站充电模块以及A基站切换模块。所述A基站充电模块与市电供电模块相连接，A基站电池组电量检测模块与控制器相连，A基站电池组还与互补控制器相连接，A基站切换模块分别与A基站和控制器相连接。

所述B基站端控制箱包括B基站电池组，均与B基站电池组相连接的B基站电池组电量检测模块、B基站充电模块以及B基站切换模块。所述B基站充电模块与市电供电模块相连接，B基站电池组电量检测模块与控制器相连接，B基站电池组还与互补控制器相连接，B基站切换模块分别与B基站和控制器相连接。

其中，市电供电模块：用于将市电变压整流为适当的直流电后给A基站和B基站提供工作电压，并做为A基站电池组和B基站电池组的充电电源。

A基站充电模块实为充电电路，其用于给A基站电池组充电，可防止过、充欠充的情况出现，确保充电安全；B基站充电模块与A基站充电模块相同，仅是用于对B基站电池组进行充电。

A基站电池组电量检测模块：用于检测A基站电池组的剩余电量，并将检测信号传输给控制器；B基站电池组电量检测模块与A基站电池组电量检测模块的结构相同，不同点是其用于检测B基站电池组的剩余电量，并将检测信号发送给控制器。

市电采样模块：用于检测市电供电模块供电是否正常，如市电供电模块是否有电压输出，并将检测信号传输给控制器。

A基站切换模块：用于在市电供电模块没有电压输出时，根据控制器的控制信号将A基站电池组切换为A基站的供电电源；B基站切换模块与A基站切换模块结构相同，只是其有于根据控制器的控制信号将B基站电池组切换为B基站的供电电源。

控制器：用于接收市电采样模块、A基站电池组电量检测模块以及B基站电池组电量检测模块传输的信号，并在市电供电模块没有电压输出时控制A基站切换模块和B基站切换模块工作，且在A基站电池组或B基站电池组中任一个电池组的电量低于其内部的设定值时，控制互补控制器工作。

互补控制器：用于在A基站电池组或B基站电池组中任一个电池组没有足够电量时，根据控制器的控制信号来控制A基站电池组给B基站供电或B基站电池组给A基站供电。

以A基站端为例，在工作时，市电正常供电时，由市电供电模块给A基站供电。当市电供电模块没有电压输出时，市电采样模块将检测到的信号传输给控制器，控制器则输出控制信号给A基站切换模块，使A基站切换模块工作，此时则由A基站电池组给A基站供电，以维持A基站工作；在此过程中B基站端的工作过程与A基站端的工作过程相同。在工作过程中，A基站电池组的电量会降低，而导致A基站电池组无法驱动A基站工作时，控制器则输出控制信号给互补控制器，互补控制器则控制B基站电池组给A基站供电，使A基站正常工作。同样的，如B基站电池组的电量无法驱动B基站工作时，互补控制器则控制A基站电池组给B基站供电，如此则可以确保两个基站中有一个基站出现备用电池电量不足时，还可以维持两个基站同时工作。

为了提高基站电池组电量检测的精确度，如图2所示，所述A基站电池组电量检测模块包括电压检测传感器，与电压检测传感器相连接的信号调理模块，与信号调理模块相连接的A\/D转换模块，与A\/D转换模块相连接的单片机，以及与单片机相连接的RS232接口。所述电压检测传感器与A基站电池组相连接，RS232接口通过RS232总线与控制器相连接。

所述B基站电池组电量检测模块的结构与A基站电池组电量检测模块的结构相同，B基站电池组电量检测模块中的电压检测传感器与B基站电池组相连接，B基站电池组电量检测模块中的RS232接口通过RS232总线与控制器相连接。

该电压检测传感器用于检测A基站电池组的电量信号并输出给信号调理模块，信号调理模块对信号处理后输出给A\/D转换模块，由A\/D转换模块转换为数字信号后输出给单片机，单片机则通过RS232总线将信号传输给控制器。

另外，如图3所示，包括运放P1，运放P2，处理芯片U，一端与运放P1的负极相连接、另一端与运放P1的正极共同作为输入端并与电压检测传感器相连接的电阻R1，一端与运放P1的负极相连接、另一端经电阻R3后与运放P1的输出端相连接的电容C3，串接在运放P1的正极和输出端之间的电阻R2，一端与运放P1的正极相连接、另一端经电阻R4后与运放P1的正极相连接的电容C1，与电容C1相并联的电容C2，一端与运放P1的输出端相连接、另一端接地的电阻R5，与电阻R5相并联的电容C4，P极接5V电源、N极经电阻R6后与处理芯片U的GND管脚相连接的稳压二极管D1，串接在处理芯片U的GND管脚和V-管脚之间的电容C5，一端与处理芯片U的V-管脚相连接、另一端与处理芯片U的GND管脚相连接的电阻R7，串接在处理芯片U的DIV\/CLK管脚和GND管脚之间的电阻R8，一端与处理芯片U的V+管脚相连接、另一端接地的电容C6，串接在处理芯片U的RX管脚和V+管脚之间的电阻R9，以及串接在运放P2的负极和输出端之间的电阻R10；所述电容C1和电阻R4的连接点接地，运放P1的负电源端接7V电源、其正电源端接地、输出端与处理芯片U的IN+管脚相连接，所述处理芯片U的GND管脚与其IN-管脚相连接的同时接地、其OUT管脚与运放P2的正极相连接，所述运放P2的负极接地、其输出端与A\/D转换模块相连接。

在本实施例中，电容C1的容值为0.1μF，电容C2的容值为100μF，电容C3的容值为0.1μF，电容C4的容值为0.1μF，电容C5和电容C6的容值均为1μF，电阻R1和电阻R3的阻值均为1KΩ，电阻R2的阻值为20KΩ，电阻R4的阻值为5KΩ，电阻R5的阻值为5.1KΩ，电阻R6的阻值为2.49KΩ，电阻R7的阻值为1.65KΩ，电阻R8的阻值为5KΩ，电阻R9的阻值为10KΩ，电阻R10的阻值为4.7KΩ，运放P1的型号为LM387，运放P2的型号为LM107，稳压二极管D1的型号为1N4734，处理芯片U的型号为LTC1569。

电压检测传感器输出的检测信号经电阻R1后输入到运放P1，由运放P1进行放大处理，在此过程中，电容C1和电容C2则对检测信号中的干扰信号进行过滤。电阻R2和电阻R4起分压作用，为运放P1提供输入偏置电压；电阻R1可以降低运放P1的增益，从而提高运放P1的静态工作点的稳定性。该电阻R5和电容C4共同组成一个幅度检波电路，电容C4容值越大，输出到处理芯片U的直流电压中的20KHz的波纹信号越小，但电容C4的容值过大则会导致电路响应时间过长，因此，本实施例中电容C4的容值设置为0.1μF。电阻R2的阻值设置为20KΩ，电阻R4的阻值设置为5KΩ，可以使运放P1的同相端的输入偏置电压降低到约1.8V，以降低检波电路输出端的初始直流电位，增大电路的动态范围。运放P1输出端输出的信号经幅度检波电路后输入到处理芯片U的IN+管脚。该处理芯片U，稳压二极管D1，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电容C5以及电容C6共同形成一个滤波链路；该电阻R6和电阻R7为分压电阻，经过分压处理芯片U的GND引脚得到的参考电压为2V。电容C6为滤波电容，其可确保输入电压的质量。该电阻R9可以设置滤波链路的截止频率，本实施例中电阻R9的阻值设置为10KΩ，则可以得到该滤波链路的截止频率为2kHz；经过滤波处理后的信号从处理芯片U的OUT管脚输出给运放P2。运放P2和电阻R10共同形成跟随器，其可以起缓冲作用，信号经跟随器后从运放P2的输出端输出给A\/D转换模块，A\/D转换模块将信号转换为数字信号后传输给单片机，单片机则通过RS232总线传输给控制器。

如上所述，便可很好的实现本实用新型。

设计图

一种电池模组充电自动切换系统论文和设计

一种电池模组充电自动切换系统论文和设计-李春园

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢