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Title:
DISTRIBUTED WIRELESS POWER SUPPLY SYSTEM FOR BASE STATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/083746
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a distributed wireless power supply system for a base station, which relates to the field of wireless communication and includes: a battery, an AC to DC converter, a busbar, a power distribution unit used for distributing electric energy, a remote cable, and a load; the power distribution unit includes a voltage boosting circuit and a first switch; the battery is connected with the converter in parallel by means of an input terminal of the busbar, with the output terminal of the busbar connected to an input terminal of the voltage boosting circuit, wherein an output terminal of the voltage boosting circuit is connected to an input terminal of the first switch, with the output terminal thereof connected to an input terminal of the remote cable, and an output terminal of the remote cable is connected to the load; the voltage boosting circuit has a boosting setpoint, and the voltage boosting circuit stops working when the voltage of the busbar is higher than or equal to the boosting setpoint and starts working when the voltage is less than the boosting setpoint. By means of the solution in the present invention, in the case where the power is supplied by a battery, the cross-section of the cable and the height of the power distribution unit can be reduced, and the material cost of the cable is decreased, the remote distance of the cable is increased and the life of the RRU is prolonged.

Inventors:
TANG ZHUO (CN)
CAO XI (CN)
MO SHAOYONG (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/080576
Publication Date:
June 28, 2012
Filing Date:
October 09, 2011
Export Citation:
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Assignee:
HUAWEI TECH CO LTD (CN)
TANG ZHUO (CN)
CAO XI (CN)
MO SHAOYONG (CN)
International Classes:
H02M7/00
Foreign References:
CN1761138A2006-04-19
CN101068387A2007-11-07
CN101814769A2010-08-25
US20030067722A12003-04-10
Attorney, Agent or Firm:
BEIJING SAN GAO YONG XIN INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY CO., LTD. (CN)
北京三高永信知识产权代理有限责任公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种无线分布式基站供电系统, 其特征在于, 所述系统包括: 电池、 交流到直流的变 换器、 汇流母线、 用于分配电能的配电单元、 拉远线缆、 以及负载; 所述配电单元包括: 升 压电路和第一开关;

所述电池与所述交流到直流的变换器通过所述汇流母线的输入端并联, 所述汇流母线的 输出端连接所述升压电路的输入端, 所述升压电路的输出端连接所述第一开关的输入端, 所 述第一开关的输出端连接所述拉远线缆的输入端, 所述拉远线缆的输出端连接所述负载; 所述升压电路具有一升压整定点,当所述汇流母线的电压高于或等于所述升压整定点时, 所述升压电路不工作, 处于直通状态, 当所述汇流母线的电压低于所述升压整定点时, 所述 升压电路开始工作。

2、 根据权利要求 1所述的系统, 其特征在于, 所述配电单元还包括: 第二开关, 所述第 二开关与所述升压电路并联;

当所述汇流母线的电压高于或等于所述升压整定点时, 所述第二开关闭合, 当所述汇流 母线的电压低于所述升压整定点时, 所述第二开关断开。

3、根据权利要求 1或 2所述的系统, 其特征在于, 所述升压电路由电感 L、第一 MOSFET 管、 第一二极管、 以及第一电容组成;

所述电感 L的一端与所述第一 MOSFET管的源极相连,所述电感 L的另一端为所述升压电 路的负极输入端,所述第一 MOSFET管的源极为所述升压电路的正极输入端,所述第一 MOSFET 管的源极与所述第一二极管的负极相连,所述第一 MOSFET管的漏极与所述第一电容的一端相 连, 所述第一电容的另一端与所述第一二极管的正极相连, 所述第一电容的两端为所述升压 电路的输出端。

4、 根据权利要求 3所述的系统, 其特征在于, 所述第一开关为一第二 MOSFET管, 所述 系统还包括: 第二电容、 第二二极管、 以及压敏电阻;

所述第二电容的一端与所述第二二极管的负极相连, 所述第二电容的另一端与所述第二 MOSFET管的源极相连, 所述第二 MOSFET管的漏极与所述第二二极管正极相连, 第二二极管 的负极与所述升压电路的正极输入端相连, 所述第二二极管的正极与所述升压电路的负极输 入端相连, 所述升压电路的输出端与所述压敏电阻相连。

5、根据权利要求 1所述的系统, 其特征在于, 所述负载为射频拉远单元, 所述射频拉远 单元的输入侧连接一电解电容。

Description:
一种无线分布式基站供电系统 技术领域

本发明涉及无线通信领域, 特别涉及一种无线分布式基站供电系统。 背景技术 说

在无线分布式基站供电系统中, 电源需要远距离传输给 RRU ( Remote Radio Unit , 射 频拉远单元), 为其供电。

现有的无线分布式基站供电系统包括: 电池、 交流到直流的变换器、 汇流母线、 用于 分配电能的配电单元、 拉远线缆、 以及 RRU, 其中, 电书池与交流到直流的变换器通过汇流母 线的输入端并联, 汇流母线的输出端连接配电单元中开关的输入 端, 开关的输出端连接拉 远线缆的输入端, 拉远线缆的输出端连接 RRU。

在交流电正常的情况下, 交流电经过交流到直流的变换器形成 -53V直流输出, 经过开 关和拉远线缆给 RRU供电, 同时也对电池进行浮充电。 当停电后, 交流到直流的变换器关 闭, 由电池放电给 RRU进行供电。 当电池经过一段时间的放电, 电池端输出电压逐渐降低, 当电池端电压下降到 43V时, 系统为保护电池会将电池放电回路切断, 停止对 RRU供电。

由于汇流母线存在的最低输出电压 U ¾IN 为电池下电时的电池端电压 43V,而 RRU的最低 输入电压 Ub MIN 为一个固定值, 通常为 36V, 因此, 在拉远线缆上允许的最大压降为 A U MX = Ua-Ub=7V„ 以铜质导线为例, R=2 X L/57S= A U X Ub/P。 由此可以看出: (1 )在拉远距离(L) 和 RRU功率 (P)保持不变情况下, 由于电池端输出电压逐渐降低, 致使 A U减小, 使得线缆 截面变大, 物料成本增高, 并且, 随着线缆截面增大, 配电单元的高度尺寸也要增加。 (2 ) 在 RRU功率 (Ρ)保持不变情况下, 受最大压降为 A U x =7V的限制, 线缆的拉远距离 (L)也受 到限制。 (3 ) 由于 RRU输入侧存在电解电容, 在电池供电情况下电池电压不断变低, 拉远 线缆上的电流不断增大, 而引起线缆上的压降 A U不断增大, RRU107 的工作模式是在不发 射功率 (静态) 和发射功率 (动态) 之间不停地切换, 而且频率较高, 导致线缆上的电流 不断快速变化, 使得拉远线缆上的压降也不断波动, 从而在电解电容上造成纹波电流, 降 低电解电容的寿命和 RRU的使用寿命。

针对电池供电情况下, 由于电池电压变低引起的线缆截面变大、 配电单元高度尺寸增 力口、 线缆拉远距离受到限制、 以及 RRU寿命降低等问题, 现有技术还没有相应的解决方案。 发明内容

为了解决由于电池电压变低引起的的线缆截面 变大、 配电单元高度尺寸增加、 线缆的 拉远距离受到限制、 以及 RRU寿命降低等问题, 本发明实施例提供了一种无线分布式基站 供电系统。 所述技术方案如下:

一种无线分布式基站供电系统, 所述系统包括: 电池、 交流到直流的变换器、 汇流母 线、 用于分配电能的配电单元、 拉远线缆、 以及负载; 所述配电单元包括: 升压电路和第 一开关;

所述电池与所述交流到直流的变换器通过所述 汇流母线的输入端并联, 所述汇流母线 的输出端连接所述升压电路的输入端, 所述升压电路的输出端连接所述第一开关的输 入端, 所述第一开关的输出端连接所述拉远线缆的输 入端, 所述拉远线缆的输出端连接所述负载; 所述升压电路具有一升压整定点, 当所述汇流母线的电压高于或等于所述升压整 定点 时, 所述升压电路不工作, 处于直通状态, 当所述汇流母线的电压低于所述升压整定点时 , 所述升压电路开始工作。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是:

通过在无线分布式基站供电系统中增加升压电 路, 当电池电压变低致使汇流母线的电 压低于一定值时, 升压电路开始工作提高汇流母线的电压到到整 定值, 从而保证汇流母线 的输出电压在任何情况下都不小于系统整定值 , 减小了线缆截面和配电单元的高度尺寸, 降低了线缆的物料成本, 提高了线缆的拉远距离, 并且延长了 RRU寿命。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 , 下面将对实施例描述中所需要使用的 附图作简单地介绍, 显而易见地, 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例 , 对于本 领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其他的 附图。

图 1是本发明实施例提供的一种无线分布式基站 电系统的结构示意图;

图 2是本发明实施例提供的一种无线分布式基站 电系统的另一结构示意图; 图 3是本发明实施例提供的一种无线分布式基站 电系统的另一结构示意图; 图 4是本发明实施例提供的升压电路和第一开关 成的电路结构示意图。 具体实施方式

为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚, 下面将结合附图对本发明实施方式作 进一步地详细描述。

参见图 1,本发明实施例提供了一种无线分布式基站 电系统,该系统包括: 电池 101、 交流到直流的变换器 102、 汇流母线 103、 用于分配电能的配电单元 104、 拉远线缆 105、 以及负载 107; 配电单元 104包括: 升压电路 108和第一开关 106; 电池 101与交流到直流 的变换器 102通过汇流母线 103的输入端并联, 汇流母线 103的输出端连接升压电路 108 的输入端, 升压电路 108的输出端连接第一开关 106的输入端, 第一开关 106的输出端连 接拉远线缆 105的输入端, 拉远线缆 105的输出端连接负载 107; 升压电路 108具有一升压 整定点, 当汇流母线 103的电压高于或等于升压整定点时, 升压电路 108不工作, 处于直 通状态, 当汇流母线 103的电压低于升压整定点时, 升压电路 108开始工作。

需要说明的是, 当为 n个负载供电时, 0为≡¾ 1自然数, 汇流母线 103的输出端分配成 n个支路, 每个支路都包括升压电路、 第一开关、 拉远线缆、 以及负载, 每个支路中各部件 的连接参见图 1。

参见图 2,进一步,无线分布式基站供电系统还可以 括:第二开关 109,第二开关 109 与升压电路 108并联; 当汇流母线 103的电压高于或等于升压整定点时, 第二开关 109闭 合, 升压电路 108不工作, 处于直通状态, 当汇流母线 103的电压低于升压整定点时, 第 二开关 109断开, 升压电路 108开始工作。

需要说明的是, 当为 n个负载供电时, n为 1自然数, 汇流母线的输出端分配成 n个 支路, 每个支路都包括升压电路、 第一开关、 拉远线缆、 负载、 以及第二开关, 每个支路 中各部件的连接参见图 2。

其中,第一开关 106或第二开关 109可以是电器件断路器,也可以是 MOSFEKMetal Oxid Semiconductor Field Effect Transistor , 金属氧化物半导体场效应晶体管)、 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor, 绝缘栅双极型晶体管)等功率半导体开关元件 。

需要说明的是, 如果无线分布式基站供电系统有 n个支路, 对于图 1所示的实施例, 则每一支路中都包括一第一开关 106, 每一支路 i中的第一开关 106表示为 QFi, 例如, 第 1支路的第一开关 106表示为 QF1, 第 n支路的第一开关 106表示为 QFn。 如果无线分布式 基站供电系统有 n个支路, 对于图 2所示的实施例, 则每一支路中都包括一第一开关 106 和一第二开关 109,每一支路 i中的第一开关 106表示为 QFi,每一支路 i中的第二开关 109 表示为 Si,例如,第 1支路的第二开关 109表示为 S1,第 n支路的第二开关 109表示为 Sn。

其中, 负载 107可以为射频拉远单元 RRU, RRU的输入侧连接一电解电容。 需要说明的 是,如果无线分布式基站供电系统有 n个支路,也即有 n个■ (即 RRUU R鼠…、 RRUn), 则相应有 n个电解电容 (C-l、 C-2、 …、 C-n)。

其中, 升压电路 108可以是 B00ST、 BUCK-BOOST, CUK等具有升压功能的电路, 本实施 例并不限定其具体的实现电路。 当升压电路 108为 BOOST电路时, 升压电路 108由电感 L、 第一 M0SFET管 Q、 第一二极管 D、 以及第一电容 C组成; 电感 L的一端与第一 M0SFET管 Q 的源极相连, 电感 L的另一端为升压电路 108的负极输入端, 第一 M0SFET管 Q的源极为升 压电路 108的正极输入端,第一 M0SFET管 Q的源极与第一二极管 D的负极相连,第一 M0SFET 管 Q的漏极与第一电容 C的一端相连, 第一电容 C的另一端与第一二极管 D的正极相连, 第一电容 C的两端为升压电路 108的输出端。

需要说明的是, 如果无线分布式基站供电系统有 n个支路, 则每一支路中都包括一升 压电路 108, 每一支路 i中的升压电路 108的组成表示为电感 Li、第一 M0SFET管 Qi、第一 二极管 Di、 以及第一电容 Ci, 例如, 对于第 1支路, 升压电路 108的组成表示为电感 Ll、 第一 M0SFET管 Ql、 第一二极管 Dl、 以及第一电容 Cl, 对于第 n支路, 升压电路 108的组 成表示为电感 Ln、 第一 M0SFET管 Qn、 第一二极管 Dn、 以及第一电容 Cn

根据负载 107和升压电路 108结构的描述, 无线分布式基站供电系统的具体结构参见 图 3。 需要说明的是, 图 3示出了 n个支路。

进一步的, 升压电路 108与第一开关 106的组合形态还可以包括: 第二电容 C'、 第二 二极管 D'、 以及压敏电阻 RV; 以第一开关 106为一第二 M0SFET管 Q' 为例, 升压电路 108 和第一开关 106集成的电路结构参见图 4: 第二电容 C' 的一端与第二二极管 D' 的负极相 连, 第二电容 C' 的另一端与第二 M0SFET管 Q' 的源极相连, 第二 M0SFET管 Q' 的漏极与 第二二极管 D' 正极相连, 第二二极管 D' 的负极与升压电路 108的正极输入端相连, 第二 二极管 D' 的正极与升压电路 108的负极输入端相连, 升压电路 108的输出端与压敏电阻 RV相连。

本实施例通过升压电路, 配电单元的最低输出电压 Uc被大幅提升, 允许在拉远线缆上 的最大压降为 A U=Uc - Ub MIN 也大大增加, 以铜质导线为例, R=2 X L/57S= A U X Ub/P, 由此 可见: ( 1 ) 在拉远距离 (L)和 RRU功率 (P)保持不变的情况下, Δ U增加可使电缆截面积 (S) 减少, 配电单元的高度尺寸也相应减小, 从而节省大量的物料成本。 (2)在电缆截面积 (S) 和 RRU功率 (P)保持不变的情况下, A U增加可使电缆的拉远距离 (L)增加, 提高了线缆的拉 远距离。 (3) 由于配电单元的最低输出电压 Uc 被大幅提升, RRU输入电压 Ub也被大幅提 升, 在拉远距离 (L)、 电缆截面积 (S)和 RRU功率 (P)不变情况下, A U变小, 使得 RRU在切 换工作模式时拉远线缆上的电压波动也变小, 从而减少流入电解电容的纹波电流, 提高了 电解电容的寿命, 相应的提高了 RRU的使用寿命。 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例 的全部或部分步骤可以通过硬件来完 成, 也可以通过程序来指令相关的硬件完成, 所述的程序可以存储于一种计算机可读存储 介质中, 上述提到的存储介质可以是只读存储器, 磁盘或光盘等。 以上所述仅为本发明的较佳实施例, 并不用以限制本发明, 凡在本发明的精神和原则 之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。