一种直流配电智能检测单元

摘要

本发明公开了一种直流配电智能检测单元，包括主控板，以及分别与主控板电气连接的第一支路电源V1、第一支路霍尔电流传感器及人机交互模块；其中：主控板包括单片机、第一复杂可编程逻辑器件CPLD、具有多个通信接口的通信模块、A/D转换模块、运算放大器、具有告警输出接口的告警输出模块、与具有第1至第48路配电支路状态采集端的第一支路状态检测模块。本发明所述直流配电智能检测单元，可以克服现有技术中结构复杂、成本高与可靠性差等缺陷，以实现结构简单、集成度高、成本低与可靠性高的优点。

权利要求

1.一种直流配电智能检测单元，其特征在于，包括主控板，以及分别与所述主控板电气连接的第一支路电源V1、第一支路霍尔电流传感器及人机交互模块；其中：所述主控板包括单片机、第一复杂可编程逻辑器件CPLD、具有多个通信接口的通信模块、A/D转换模块、运算放大器、具有告警输出接口的告警输出模块、与具有第1至第48路配电支路状态采集端的第一支路状态检测模块；

所述第一支路电源V1、运算放大器与A/D转换模块依次电气连接，第一支路霍尔电流传感器与A/D转换模块电气连接，单片机分别与A/D转换模块、通信模块及第一CPLD电气连接，第一支路状态检测模块、第一CPLD与告警输出模块依次电气连接；

还包括第二支路电源V2、第二支路霍尔电流传感器与扩展板，所述第二支路电源V2与运算放大器电气连接，第二支路霍尔电流传感器与A/D转换模块电气连接，扩展板与主控板电气连接；其中：所述扩展板包括第二CPLD、与具有第49至第96路配电支路状态采集端的第二支路状态检测模块，第二支路状态检测模块、第二CPLD与单片机依次电气连接。

2.根据权利要求1所述的直流配电智能检测单元，其特征在于，所述告警输出接口包括第一支路告警继电器输出接口与第二支路告警继电器输出接口。

3.根据权利要求1所述的直流配电智能检测单元，其特征在于，所述主控板还包括拨码开关，所述拨码开关与通信模块电气连接。

4.根据权利要求3所述的直流配电智能检测单元，其特征在于，所述通信接口包括RS232通信接口或RS485通信接口或RS422通信接口。

5.根据权利要求1所述的直流配电智能检测单元，其特征在于，所述人机交互模块包括显示及键盘子模块，以及配合设置在所述显示及键盘子模块下方的翻页按键、选择上键、选择下键、与切铃设置按键。

6.根据权利要求5所述的直流配电智能检测单元，其特征在于，所述显示及键盘子模块包括矩阵式各支路位置信息显示组件。

7.根据权利要求5或6所述的直流配电智能检测单元，其特征在于，所述显示及键盘子模块包括LCD驱动显示组件。

说明书

一种直流配电智能检测单元

技术领域

[0001] 本发明涉及电信领域，具体地，涉及一种直流配电智能检测单元。

背景技术

[0002] 随着移动通信技术、数据通信网络技术的迅速发展和应用，电信运营商对各种通信设备运行的可靠性提出越来越高的要求，通信设备的可靠运行、出现故障的及时报警等直接关系到用户对通信设备的运行维护质量，直接影响到能否保障通信设备的正常运行。

[0003] 在现有技术中，通信用直流配电设备监测单元采用以单片机为核心器件实现上述功能，对直流配电支路状态的监测选用的外围接口芯片较多，硬件电路繁杂，要实现96路配电支路状态监测需要多个电路模块实现；且对配电支路状态监测的只能反映两种状态，即熔断器正常和熔断器熔断（故障）两种状态。

[0004] 综上所述，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺陷： [0005] ⑴结构复杂：直流配电设备监测单元以单片机为核心器件，对直流配电支路状态的监测选用的外围接口芯片较多，硬件电路繁杂，要实现96路配电支路状态监测需要多个电路模块实现；

[0006] ⑵成本高：直流配电设备监测单元的外围接口芯片多，实现96路配电支路状态监测需要多个电路模块，硬件成本较高；

[0007] ⑶可靠性低：直流配电设备监测单元对配电支路状态监测的只能反映两种状态，即熔断器正常和熔断器熔断（故障）两种状态。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种直流配电智能检测单元，以实现结构简单、集成度高、成本低与可靠性高的优点。

[0009] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种直流配电智能检测单元，包括主控板，以及分别与所述主控板电气连接的第一支路电源V1、第一支路霍尔电流传感器及人机交互模块；其中：

[0010] 所述主控板包括单片机、第一复杂可编程逻辑器件CPLD、具有多个通信接口的通信模块、A/D转换模块、运算放大器、具有告警输出接口的告警输出模块、与具有第1至第48路配电支路状态采集端的第一支路状态检测模块；

[0011] 所述第一支路电源V1、运算放大器与A/D转换模块依次电气连接，第一支路霍尔电流传感器与A/D转换模块电气连接，单片机分别与A/D转换模块、通信模块及第一CPLD电气连接，第一支路状态检测模块、第一CPLD与告警输出模块依次电气连接。

[0012] 进一步地，上述直流配电智能检测单元还包括第二支路电源V2、第二支路霍尔电流传感器与扩展板，所述第二支路电源V2与运算放大器电气连接，第二支路霍尔电流传感器与A/D转换模块电气连接，扩展板与主控板电气连接；其中：

[0013] 所述扩展板包括第二CPLD、与具有第49至第96路配电支路状态采集端的第二支路状态检测模块，第二支路状态检测模块、第二CPLD与单片机依次电气连接。

[0014] 进一步地，所述告警输出接口包括第一支路告警继电器输出接口与第二支路告警继电器输出接口。

[0015] 进一步地，所述主控板还包括拨码开关，所述拨码开关与通信模块电气连接。

[0016] 进一步地，所述通信接口包括RS232通信接口或RS485通信接口或RS422通信接口。

[0017] 进一步地，所述人机交互模块包括显示及键盘子模块，以及配合设置在所述显示及键盘子模块下方的翻页按键、选择上键、选择下键、与切铃设置按键。

[0018] 进一步地，所述显示及键盘子模块包括矩阵式各支路位置信息显示组件。

[0019] 进一步地，所述显示及键盘子模块包括LCD驱动显示组件。

[0020] 本发明各实施例的直流配电智能检测单元，单片机与第一CPLD作为主控板的核心元件，能够实现对直流双路供电配电系统的电流及电压监测、LCD驱动显示、按键输入处理、以及48路配电支路（即第1路至第48路）状态的监测等功能；第二CPLD作为扩展板的核心元件，能够实现对另外48路配电支路（即第49路至第96路）状态的监测功能。

[0021] 其中，对配电支路状态监测时，可以通过主控板与扩展板内部提供的反馈信息，测量电源，以实现对配电支路的三种状态监测，即熔断器正常运行状态、熔断器熔断状态（告警）、以及未接负载状态的识别；以实现配电支路在未接负载情况下，即使熔断器为断路状态，直流双路供电配电系统也不产生报警信号，避免误报警。

[0022] 可见，上述直流配电智能检测单元，主要应用于电信行业直流电源配电设备的运行状态监测，完成电参数及配电支路状态的检测与报警功能，方便运行维护管理；能够实现对双路（即第一支路与第二支路）供电配电系统的电压、电流的监测和欠压与过压告警功能：对96路配电支路（即第1至第48路与第49至第96路）状态监测，对配电支路状态能够提供三种状态指示，即配电支路熔断器正常工作状态、熔断器熔断状态（支路告警）、负载未接状态，而且采用矩阵方式显示各支路位置信息；从而可以克服现有技术中结构复杂、成本高与可靠性差的缺陷，以实现结构简单、集成度高、成本低与可靠性高的优点。

[0023] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

[0024] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0025] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0026] 图1为根据本发明直流配电智能检测单元的工作原理示意图。

[0027] 结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

[0028] 1-人机交互模块；11-显示及键盘子模块；2-主控板；21-告警输出模块；22-第一CPLD；23-单片机；24-通信模块；25-A/D转换模块；26-运算放大器；27-第一支路状态检测模块；3-第二支路霍尔电流传感器；4-第一支路霍尔电流传感器；5-扩展板；51-第二CPLD；52-第二支路状态检测模块。

具体实施方式

[0029] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0030] 根据本发明实施例，提供了一种直流配电智能检测单元。如图1所示，本实施例包括主控板2，以及分别与所述主控板2电气连接的第一支路电源V1、第一支路霍尔电流传感器4及人机交互模块1。

[0031] 这里，上述人机交互模块1包括显示及键盘子模块11，以及配合设置在所述显示及键盘子模块11下方的翻页按键、选择上键、选择下键、与切铃设置按键；显示及键盘子模块11包括矩阵式各支路位置信息显示组件，显示及键盘子模块11还可以包括LCD驱动显示组件。

[0032] 其中，上述主控板2包括单片机23、第一复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，简称CPLD）、具有多个通信接口的通信模块24、A/D转换模块25、运算放大器26、具有告警输出接口的告警输出模块21、与具有第1至第48路配电支路状态采集端的第一支路状态检测模块27；所述第一支路电源V1、运算放大器26与A/D转换模块25依次电气连接，第一支路霍尔电流传感器4与A/D转换模块25电气连接，单片机23分别与A/D转换模块25、通信模块24及第一CPLD 22电气连接，第一支路状态检测模块27、第一CPLD 22与告警输出模块21依次电气连接。可见，主控板2主要采用CPLD和单片机
23实现直流电参数及直流配电支路状态监测，单片机23外围接口芯片数量少，运行可靠、稳定、成本低。

[0033] 这里，上述主控板还包括拨码开关，拨码开关与通信模块24电气连接；通信模块24包括RS232接口或RS485接口或RS422接口，三种通信接口可通过主控板2上的拨码开关选择；告警输出接口包括第一支路告警继电器输出接口与第二支路告警继电器输出接口，以便告警信号的汇总输出，各告警信息具有反白显示功能，同时有多项告警时互不屏蔽，在告警处理后自动消除告警的功能。

[0034] 进一步地，上述直流配电智能检测单元，还可以包括第二支路电源V2、第二支路霍尔电流传感器3与扩展板5，所述第二支路电源V2与运算放大器26电气连接，第二支路霍尔电流传感器3与A/D转换模块25电气连接，扩展板5与主控板2电气连接。

[0035] 其中，上述扩展板5包括第二CPLD 51、与具有第49至第96路配电支路状态采集端的第二支路状态检测模块52，第二支路状态检测模块52、第二CPLD 51与单片机23依次电气连接。

[0036] 在上述实施例中，主控板2可以提供48路配电支路状态的监测功能，满足绝大多数通信用直流配电设备的配电支路状态监测数量需求，通过扩展板5可以最大监测96路配电支路的监测功能；能够实现对双路供电配电系统的电压、电流的监测和欠压与过压告警功能；对96路配电支路状态监测功能外，对配电支路状态能够提供三种状态指示，即配电支路熔断器正常工作状态、熔断器熔断状态（支路告警）、负载未接状态，而且采用矩阵方式显示各支路位置信息。

[0037] 可见，上述实施例的直流配电智能检测单元，采用CPLD和单片机23为核心器件，可以实现对状态的监测，使用元件数量少，集成度高、降低了系统成本、增加了系统的可靠性；通过内部提供的反馈测量电源实现对分支供电的三种状态监测，即正常运行状态、熔断器断路状态、未接负载状态的识别，方便用户使用；并且，对于绝大多数直流配电柜只要一块主控板2就能满足供电状态的监测功能，有利于减少模块数量，便于安装调试，同时减少因模块之间信号传输导致的错误，增加直流配电柜供电系统的可靠性和稳定性。

[0038] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。