智能离网模块的制作方法

1.本实用新型涉及智能离网模块，属于配电台区智能通信技术领域。


背景技术：

2.新一轮信息技术革命蓬勃发展，推动全球加速进入数字经济时代。国家电网公司始终高度重视数字化转型，数字化转型建立在数据的准确采集、高效传输和安全可靠利用的基础上，离不开网络、平台等软硬件基础设施的支撑。
3.电网企业拥有海量设备资源、联系千家万户，通过接入各类边缘设备、感知设备及5亿只智能电表，构建分布广泛、快速反应的电力物联网，有力支撑了电网、设备、客户状态的动态采集、实时感知和在线监测。
4.感知设备数据上传到物联网云平台，离不开通信设备，通常配电台区都配备有集中器或者台区智能终端，这类设备内都有4g或者5g通信模块，负责将采集到的数据、事件实时上传到物联网云平台。4g或者5g通信模块，理想情况是能够全周期永久在线，但是配电台区会由于各类故障导致停电事件发生，影响设备正常运行，这样配电台区内的智能电能表、集中器、台区智能终端等设备只能是等到故障解除，再次送电才能恢复正常运行状态，频繁的停复电，对通信模块会造成一定程度的损耗。
5.基于以上考虑，现亟需发明一款智能离网模块，它安装在配电台区智能通信设备侧，当配电台区发生停电事件时，智能离网模块能够无缝切换，转而由它给智能通信设备供电，保证在停电到恢复供电时间内，使通信模块能够永久在线，避免设备频繁重启。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种智能离网模块，当配电台区发生停电事件时，智能离网模块能够无缝切换。
7.本实用新型所述智能离网模块，包括依次连接的ac/dc电路、电池充电管理电路、dc/dc升压电路和dc/ac电路，ac/dc电路输入端连接市电电网，dc/ac电路和市电电网通过市电电网及离网切换电路连接负载，市电电网及离网切换电路包括继电器k，继电器k包括动触点、第一静触点、第二静触点和线圈，动触点连接负载，第一静触点连接dc/ac电路输出，第二静触点连接市电电网，线圈由市电电网供电。
8.配电台区正常供电时，线圈通电，继电器k的动触点动作至第二静触点，市电电网通过继电器k的动触点和第二静触点连接至负载即通信模块；当配电台区发生停电事件时，线圈断电，继电器k的动触点恢复至第一静触点，dc/ac电路通过继电器k的动触点和第一静触点连接至负载即通信模块。通过继电器k完成无缝切换，转而由智能离网模块给通信模块供电，保证在停电到恢复供电时间内，使通信模块能够永久在线，避免频繁重启。
9.优选地，所述ac/dc电路包括ac/dc芯片u1，ac/dc芯片u1输入端连接电阻r1和可变电阻mov1，输出端连接电容c1和二极管d1。
10.用于完成交流电到直流电的转换，从而供给电池充电管理电路。
11.优选地，所述电池充电管理电路包括电池充电管理芯片u2和开关管q1，开关管q1连接ac/dc电路和电池vbat，电池充电管理芯片u2用于控制开关管q1通断。
12.通过电池充电管理芯片u2控制开关管q1通断，用于电池充电管理。
13.优选地，所述dc/dc升压电路包括dc/dc升压芯片u3，dc/dc升压芯片u3的vin端并联电容c6、c7和c8后连接电池vbat，dc/dc升压芯片u3的vin端还连接电感l2一端和电阻r10一端，电感l2另一端连接二极管d6和dc/dc升压芯片u3的sw端，电阻r10另一端连接dc/dc升压芯片u3的en端和电阻r12一端，电阻r12另一端接地；dc/dc升压芯片u3的fset端连接电阻r13一端，电阻r13的另一端接地；dc/dc升压芯片u3的ss端连接电容c12一端，电容c12的另一端接地；dc/dc升压芯片u3的vdd端连接电容c11一端，电容c11另一端接地；dc/dc升压芯片u3的fb端连接电阻r9一端和电阻r11一端，电阻r9另一端连接二极管d6和电容c9一端，电容c9一端还连接电容c10一端，电容c10和电阻r11另一端接地；dc/dc升压芯片u3的comp端连接电阻r14一端，电阻r14另一端连接电容c13一端，电容c13另一端接地。
14.用于对电池vbat进行升压。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
16.本实用新型所述智能离网模块，把高压转换成低压信号采集后，通过继电器k完成无缝切换，转而由智能离网模块给通信模块供电，保证在停电到恢复供电时间内，使通信模块能够永久在线，避免频繁重启。
附图说明
17.图1是本实用新型所述智能离网模块的系统框图；
18.图2是本实用新型所述ac/dc电路的电路图；
19.图3是本实用新型所述电池充电管理电路的电路图；
20.图4是本实用新型所述dc/dc升压电路的电路图；
21.图5是本实用新型所述市电电网及离网切换电路的电路图；
22.图6是本实用新型所述短路过冲过放保护电路的电路图；
23.图7是本实用新型所述供电切换电路的电路图。
24.其中：1、ac/dc电路；2、电池充电管理电路；3、dc/dc升压电路；4、dc/ac电路；5、市电电网；6、市电电网及离网切换电路；7、负载。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型做进一步描述：
26.实施例1
27.如图1-6所示，本实用新型所述智能离网模块，包括依次连接的ac/dc电路1、电池充电管理电路2、dc/dc升压电路3和dc/ac电路4，ac/dc电路1输入端连接市电电网5，dc/ac电路4和市电电网5通过市电电网及离网切换电路6连接负载7。
28.如图5所示，市电电网及离网切换电路6包括继电器k，继电器k包括动触点、第一静触点、第二静触点和线圈，动触点连接负载7，第一静触点连接dc/ac电路4输出，第二静触点连接市电电网5，线圈由市电电网5供电。
29.配电台区正常供电时，线圈通电，继电器k的动触点动作至第二静触点，市电电网5
通过继电器k的动触点和第二静触点连接至负载7即通信模块；当配电台区发生停电事件时，线圈断电，继电器k的动触点恢复至第一静触点，dc/ac电路4通过继电器k的动触点和第一静触点连接至负载7即通信模块。通过继电器k完成无缝切换，转而由智能离网模块给通信模块供电，保证在停电到恢复供电时间内，使通信模块能够永久在线，避免频繁重启。
30.如图2所示，所述ac/dc电路1包括ac/dc芯片u1，ac/dc芯片u1输入端连接电阻r1和可变电阻mov1，输出端连接电容c1和二极管d1。
31.用于完成交流电到直流电的转换，从而供给电池充电管理电路2。
32.如图3所示，所述电池充电管理电路2包括电池充电管理芯片u2和开关管q1，开关管q1连接ac/dc电路1和电池vbat，电池充电管理芯片u2用于控制开关管q1通断。
33.通过电池充电管理芯片u2控制开关管q1通断，用于电池充电管理。
34.如图4所示，所述dc/dc升压电路3包括dc/dc升压芯片u3，dc/dc升压芯片u3的vin端并联电容c6、c7和c8后连接电池vbat，dc/dc升压芯片u3的vin端还连接电感l2一端和电阻r10一端，电感l2另一端连接二极管d6和dc/dc升压芯片u3的sw端，电阻r10另一端连接dc/dc升压芯片u3的en端和电阻r12一端，电阻r12另一端接地；dc/dc升压芯片u3的fset端连接电阻r13一端，电阻r13的另一端接地；dc/dc升压芯片u3的ss端连接电容c12一端，电容c12的另一端接地；dc/dc升压芯片u3的vdd端连接电容c11一端，电容c11另一端接地；dc/dc升压芯片u3的fb端连接电阻r9一端和电阻r11一端，电阻r9另一端连接二极管d6和电容c9一端，电容c9一端还连接电容c10一端，电容c10和电阻r11另一端接地；dc/dc升压芯片u3的comp端连接电阻r14一端，电阻r14另一端连接电容c13一端，电容c13另一端接地。
35.用于对电池vbat进行升压。
36.如图6所示，dc/dc升压电路3输入端和电池充电管理电路2输入端之间设置有短路过冲过放保护电路，当出现短路过冲过放时，通过开关管q4切断电池。
37.如图7所示，dc/dc升压电路3输出端和电池充电管理电路2输入端之间设置有供电切换电路，通过开关管q3切换供电状态。
38.具体的，电池可以采用锂电池，充放电性能好。
39.本实用新型所述智能离网模块，工作过程如下：
40.通过工业继电器k实现市电电网5与离网的切换，动作时间≤20毫秒，当配电台区有电时，智能离网模块通过电池充电管理芯片u2给锂电池充电。充电管理通过短路过冲过放保护电路，具有短路、过冲、过放保护，保证使用期间安全运行。锂电池经由dc/dc升压电路3转为固定12v直流输出，12v直流经由dc/ac电路4转换为220v交流电。当配电台区停电时，智能离网模块无缝切换，转由该智能离网模块给配电台区内的智能通信设备供电。