具体实施方式

具有改进的电源电路的方法、系统和装置对电信设备的运营者有价值，所述电源电路允许减少与将DC电力信号从蜂窝基站的塔的基座处的电源传送到塔的顶部处的远程无线电头相关联的功率损耗。由于蜂窝塔可能有数百英尺高，并且为每个远程无线电头供电所需的电压和电流可能相当高(例如，约50伏，在约20安培的电流下)，因此沿着数百英尺的电缆布线可能发生的功率损耗可能是显著的，并且减少这种功率损耗可能使得显著地节省功率，从而降低运营蜂窝基站的成本。另外，由于具有改进的电源电路的蜂窝基站可能使用更少的功率，因此此类蜂窝基站可能需要更少的备用电池，同时在电力中断期间维持操作相同时间段。备用电池的数量的这种减少可大大节省额外成本。

图2是利用一个或多个远程无线电头和电源系统的蜂窝基站10的简化示意图，所述电源系统减少与将电力信号传送到远程无线电头相关联的功率损耗。如图2中所示，蜂窝基站10包括设备罩壳20和塔30。塔30可以是常规天线或蜂窝塔，或者可以是诸如电线杆等的另一结构。基带单元22、第一电源26和第二电源28位于设备罩壳20内。RRH 24和多个天线32(例如，三个扇区化天线32-1、32-2、32-3)安装在塔30上，通常靠近塔的顶部。

RRH 24通过从罩壳20路由到塔30的顶部的光纤电缆38从基带单元22接收数字信息和控制信号。RRH 24将该信息调制成适当蜂窝频率的射频(“RF”)信号，然后通过天线32中的一个或多个传输所述射频信号。RRH24还从天线32中的一个或多个接收RF信号，解调这些信号，并将解调信号通过光纤电缆38供应到基带单元22。基带单元22处理从RRH 24接收到的解调信号，并将经处理的信号转发到回程通信系统44。基带单元22还处理从回程通信系统44接收到的信号，并将其供应给RRH 24。通常，基带单元22和RRH 24各自包括将数字信息和控制信号耦合到光纤电缆38以及耦合来自光纤电缆的数字信息和控制信号的光-电转换器和电-光转换器。

第一电源26产生一个或多个直流(“DC”)电力信号。例如，第一电源26可以从交流输入信号和/或从一个或多个电池产生一个或多个DC电力信号。图2的蜂窝基站10中的第二电源28可包括DC-DC转换器，该DC-DC转换器接受由第一电源26输出的DC电力信号作为输入并且输出具有不同电压的DC电力信号。电力电缆36可连接到第二电源28的输出件，并且与光纤电缆38捆扎在一起，使得两条电缆36、38可作为整体单元向上路由到塔30。虽然第一电源26和第二电源28示出为图2的蜂窝基站10中的独立的电源单元，但应了解，在其它实施例中，两个电源26、28可组合成单个电源单元。

现有技术的RRH最典型地设计成由48伏(标称)DC电力信号供电。这通常通过供电导线作为负电压供应，即-48VDC电压，其中返回导线处于接地或0V。尽管RRH 24将在其下操作的最小DC电力信号电压和可在不威胁损坏RRH 24的情况下安全地提供到RRH 24的最大DC电力信号电压不同，但典型值是38伏最小DC电力信号电压和56伏最大DC电力信号电压。因此，可编程电源28可以被设计成传送具有超过标称电压的相对恒定电压的DC电力信号，例如，在电力电缆36的远端处为约54或52伏(即，比RRH 24的最大DC电力信号电压小约2-4伏)，以便减少与DC电力信号横穿电力电缆36所经历的电压降相关联的功率损耗。

第二电源28可以被配置成以减少的功率损耗将电力信号传送到远程RRH。例如，电源28可包括可编程电源，该可编程电源从电源26接收输入DC电力信号并将DC电力信号输出到电力电缆36。由电源28输出的DC电力信号的电压可响应于由RRH 24从电源28汲取的DC电力信号的电流的变化而变化。特别地，可以设置由电源28输出的DC电力信号的电压，使得在电力电缆36的远端(即，邻近RRH 24的一端)处的DC电力信号的电压相对恒定。如果电力电缆36的远端处的DC电力信号的电压被设定成RRH 24的电力信号的大致最大指定电压，那么可以减小与通过电力电缆36将DC电力信号供应到RRH 24相关联的功率损耗，因为较高的DC电力信号电压将相应地降低通过电力电缆36供应的DC电力信号的电流。

在美国专利申请第14/321,897号和第14/701,904号中提供了提供可响应于由RRH24从电源28汲取的DC电力信号的电流的变化而变化的DC电力信号电压的进一步细节，所述专利申请中的每一个的全部内容通过引用并入本文中。

图3A、3B和3C分别是根据示例性实施例的图2的电源系统的一些部件的透视前视图、后视图和简化框图。如图3A中最佳可见，机架架子52可在其中包括开口，每个开口被构造成接收多个模块50(例如，模块50-1、50-2、50-3或50-4)中的一个模块。机架架子52和接收在其中的模块高度可以是一个机架单元(1U，大约1.75英寸)，并且机架架子52的长度和宽度尺寸可以设定成接收到电气罩壳(例如，图2的罩壳20)内的标准框架中。如在图3C的简化框图70中最佳可见，每个模块50(例如，图3C的模块50-1)可包括外壳并在其中包括一个或多个第二电源电路128(即，第二电源电路128-1、第二电源电路128-2)。第二电源电路128中的每一个可实现图2的第二电源28。一个或多个第二电源电路128中的每一个经由未组合(或独立)电源连接61经由电源电路128的第一输入件121电耦合到第一电源26，并且经由电源电路128的第二输入件121电耦合到返回连接62。一个或多个第二电源电路128中的每一个经由电缆连接63电耦合到相应的远程无线电头24(即，远程无线电头24-1、远程无线电头24-2)，所述电缆连接端接在来自电源电路128的第一和第二输出件122处。如图3B中最佳可见，每个第二电源电路128可具有在机架架子52的后部上的第一对输入件121和第一对输出件122。如图3C中可见，在一些实施例中，在每个模块50的外壳内可存在三个第二电源电路128，但示例性实施例不限于此。因此，在图3A-C的实例中，对于每个模块50，可以有三对输入件(即，六个输入连接)和三对输出件(即，六个输出连接)。对于图3A-C中所示的总共四个模块机架架子，可以有四十八个电源连接，因为四个模块各自具有三个第二电源电路128，并且每个第二电源电路128具有两个输入件和两个输出件(4*3*(2+2)＝48)。每个输入件和每个输出件可以具有端接在输入件或输出件处的独立电缆或电缆连接，使得至少四十八个电缆端接在机架架子52处。每个第二电源电路128的供电连接61可包括相应的断路器160(即，断路器160-1、断路器160-2)，所述相应的断路器可以在单独的安装于机架的配电箱60中，从而在罩壳20内添加额外电缆布线。可包括额外电缆布线以经由通信区段54与安装在机架架子52中的模块50通信(参见图3B)，所述通信区段可包括警报触点和/或一个或多个通信端口。

图4A、4B和4C分别是根据示例性实施例的图2的电源系统的一些部件的透视前视图、后视图和简化框图。图4A示出了三机架单元(3RU)机架架子52'，其被构造成接收一个或多个主模块50和一个或多个备用模块55。如图4A中所示，可包括最多六个主模块50，并且可包括最多六个备用模块55。主模块50中的每一个可包括两个第二电源主电路131(例如，第一第二电源主电路131-1、第二第二电源主电路131-2)，并且备用模块55中的每一个可包括两个第二电源备用电路132(例如，第一第二电源备用电路132-1，第二第二电源备用电路132-2)。第二电源主电路131和第二电源备用电路132中的每一个可实现图2的第二电源28，并且第二电源备用电路132可出于冗余目的而提供。因此，如图4C中框图70'中最佳可见，每个模块50可以向第一和第二远程无线电头24提供主功率，并且每个备用模块55可以向相同的第一和第二远程无线电头24提供备用功率。如在图3A-3C的实例中，并且如图4C中可见，每个第二电源主电路131和第二电源备用电路132可以具有来自第一电源26的两个输入件(供电输入件61和返回输入件62)，并且可以提供远程无线电头24的两个输出件。因为每个第二电源主电路131具有用于冗余的对应第二电源备用电路132，所以第二电源主电路131和其相应的第二电源备用电路132的供电输入件可以例如使用两个孔接线片组合在一起，并且返回输入件、供电输出件和返回输出件可以类似地接合。即使使用此类组合，仍要在机架架子52'的后部中进行大约四十八个电缆连接。在一些实施例中，每个第二电源主电路131和/或每个第二电源备用电路132的供电连接可包括相应的断路器160(即，断路器160-1、断路器160-2)，其可以在单独的配电箱60中。可包括额外电缆布线以经由通信区段56与安装在机架架子52'中的模块50通信，所述通信区段可包括警报触点、控制器和/或一个或多个通信端口。

应认识到，图3A-3C和4A-4C的系统和框图可能需要大量的电缆布线需求。还认识到，电气罩壳(例如，图2的罩壳20)内的空间越来越珍贵，因为可能需要将附加部件定位在罩壳20内以在由小区站点处理的通信中提供改进的可靠性、吞吐量或特征。此外，在一些罩壳20中，对罩壳20内的位置的接近可能受到限制，从而增加了安装图3A和图4A的机架架子以及其中的模块并且随后对其进行调整的难度。

图5A和5B分别示出了根据示例性实施例的图2的电源系统的某些部件的一个机架架子和三个机架架子的前视图。在图5A中，电源部件110可包括一个或多个电源模块150，该一个或多个电源模块可各自包括实现图2的第二电源28的一个或多个第二电源电路(图5A中未示出)。在图5A的示例中，示出了两个电源模块150，并且每个电源模块150包括两个第二电源电路。所得的四个第二电源电路分别为四个RRH 24供电(图5A中未示出)。电源部件110的电源电路的供电输入件可以组合在一起，并且电源部件110的电源电路的返回输入件也可以组合在一起。因此，电源部件110可能只有两个输入件155-1，即一个供电输入件和一个返回输入件。每个电源电路可具有两个输出件171(电源输出件和返回输出件)，且因此在图5A的示例中提供了八个输出件。输入件155-1和输出件171可以从电源模块150可安装到其中的机架架子152的前侧接近。

电源模块150可以经由控制器210来控制，该控制器在一些实施例中可以是边缘控制器。此外，输出拨动开关(图5A中未示出)可以与每个电源电路的每个供电输出件成一直线(即，电串联)且在电源模块150内，所述输出拨动开关可由控制器210和/或由单独的硬件输入控件161控制。可存在多个输入控件161，每个输入控件分别控制输出拨动开关。例如，第一输入控件161-1可以控制耦合到电源模块150-1内的第一第二电源电路的输出拨动开关。可以存在状态指示器或发光二极管173以直观地指示电源部件110内的每个输出件171的连接状态。

图5B示出了电源部件110'，其中三个单单元机架架子152、153-1和153-4可存在于电源系统中。在一些实施例中，代替三个单单元机架架子，可以使用一个三单元机架架子，或者可以使用具有单单元机架架子的双单元机架架子。图5B的第一机架架子152可类似于图5A的机架架子152。第二机架架子153-1和第三机架架子153-2也可以类似于图5A的机架架子152，除了可从第二机架架子153-1和第三机架架子153-2省略控制器210之外，而是可包括空白面板220和/或包括与上文所描述的那些控件类似的输入控件161的面板220。总线或通信链路165可以存在，并且可以允许由第一机架架子152中的控制器210控制安装在第二机架架子153-1和/或第三机架架子153-2内的模块150。机架、机架架子、模块、输入件和输出件的数目都是实例，并且根据本公开的电源系统内可能存在任何数目的机架、机架架子、模块、输入件和/或输出件，这在本公开的范围内。此外，尽管所有输入件和所有输出件都显示在机架架子152、153-1和153-2的前表面上，但在一些实施例中，输入件和输出件的部分可位于别处(例如，其后表面上)。

图6是根据示例性实施例的图5A或5B的机架架子(例如，机架架子152)内的某些部件的简化框图100。在图6的实例中，示出了包括两个第二电源电路128-1和128-2的第一电源模块150-1。还示出了第三第二电源电路128-3，其可以位于不同模块(在图6的实例中)的外壳内，但在一些实施例中可以是第一电源模块150-1的一部分。每个第二电源电路128-1、128-2、128-3经由相应的输出件171为相应的RRH 24供电。输出拨动开关170可以电耦合在每个第二电源电路128与由其供电的相应的RRH 24之间。每个输出拨动开关170可以由例如机架架子152、153-1或153-2上的输入控件161(例如，开关、按钮等)控制。例如，每个输出拨动开关170可以实现为开关、FET、继电器、断路器或其它受控或可控开关装置。如图6中可见，第二电源电路128-1、128-2、128-3的供电输入件可以组合在一起，电源部件110的电源电路128-1、128-2、128-3的返回输入件也可以组合在一起。可以提供输入断路器141，该输入断路器是第二电源电路128-1、128-2、128-3的每个供电输入件共有的。因此，向每个RRH24提供电力或停用对每个RRH的电力可通过操作相应的输出拨动开关170来控制，或者由输入断路器141共同控制。以此方式，可以从RRH 24的一部分移除电力，例如以允许对小区站点的一部分进行维护或操作，而不完全禁用小区站点。

图7是根据示例性实施例的图5A或图5B的机架架子内的某些部件的简化框图100'。图7类似于图6，除了输出拨动开关170可例如使用硬件、软件和/或固件元件的组合通过控制器210控制。例如，控制器210可包括处理器和存储可由处理器执行的非暂时性计算机可读指令的存储器。此类指令可包括这样的指令，所述指令在由处理器执行时使处理器响应于输入而打开输出拨动开关170中的一个或多个。在一些实施例中，所述输入可包括用户输入。

图8是根据示例性实施例的图5A或图5B的机架架子内的部件的简化框图。图8类似于图7，除了在图8的简化框图200中，每个第二电源电路128和每个输出拨动开关170由相应的浪涌保护装置或过电压保护装置(SPD/OVP)280保护。在一些实施例中，SPD/OVP 280可以位于包括第二电源电路128的模块250的外壳内。在一些实施例中，如图8中所示，SPD/OVP280可以位于模块250的外部，并且可以位于机架架子52内的被构造成接收模块250的其它地方，电气罩壳20内的其他地方，和/或图2的系统中的其它地方。参考图8的框图200论述的各方面与图6的框图100的各方面相容，并且为方便描述两者而在本文中单独呈现。

图9是根据示例性实施例的图5A或图5B的机架架子内的部件的简化框图300。在图9中，电源模块150和/或其中的第二电源电路128的供电输入件的组合性质可以是现场可调整的。例如，输入断路器141(其可位于图9中未示出的配电箱中)可以被配置成经由现场可移除杆390(例如，第一杆390-1、第二杆390-2)向一个或多个第二电源电路128供电。在一些实施例中，现场可移除杆390可以位于机架架子52的外部上，并且可以将每个第二电源电路128的输入件电耦合到一起。在小区站点操作或安装设备的现场技术人员可以从输入件移除现场可移除杆390，由此移除其间的电耦合。可以在配电箱内设置额外输入断路器342(342-1、342-2)，并且相应的供电输入件可以提供给每个第二电源电路128。在一些实施例中，由于每个第二电源电路128有输入断路器141或342，图6和图7的输出断路器170可以是可选的且可省略。然而，在一些实施例中，可存在图6和图7的输出断路器170；此外，在一些实施例中，图6和图7的输出断路器170可以上文所论述的任何方式控制，或者对其的控制可以(例如，通过适当地操作控制器210)被禁用。此外，在实施图9的框图300的实施例中，可能存在或不存在浪涌保护装置和/或过电压保护装置，例如参考图8讨论的那些装置。

图10是根据示例性实施例的图5A或图5B的机架架子内的部件的简化框图400。在一些实施例中，哑模块450可以代替包括第二电源电路128的模块150使用。哑模块450可包括连接(例如，布线)，该连接完成第一电源26和/或输入断路器141与浪涌保护装置和/或过电压保护装置(SPD/OVP)480之间的电路。每个RRH 24的输出断路器470还可以存在于哑模块450内，所述输出断路器类似于上文论述的输出断路器170。尽管SPD/OVP装置480显示在机架架子452内，但设想了在一些实施例中，SPD/OVP装置480可以位于哑模块450内。

哑模块450可用于不需要响应于由RRH 24从电源26汲取的DC电力信号的电流变化而变化的情况，例如小区流量相对较低的情况。在这种情况下，小区流量的运营者可以选择首先安装哑模块450，然后在小区流量增加的稍后时间用模块150替换哑模块450。此模块交换可以是有利的，因为它可以在不完全替换哑模块150可安装到其中的机架架子52/452的情况下执行。参考图10的框图400论述的各方面与图6的框图100的各方面以及图7的框图100'相容，并且为了便于描述本公开的各个方面而在本文中单独呈现。因此，在一些实施例中，哑模块450可以与图7的控制器210一起使用，或与图6的开关一起使用。

图11示出了根据一些示例性实施例的图2的电源系统的部件的布置的前视图。如图11中所见，电源部件510可包括高度可以是若干机架单元(RU)的第一电源26，并且可包括一个或多个部件，例如电压互感器(未示出)、可包括电压互感器和一个或多个整流器522(例如，第一整流器522-1、第二整流器522-2)的配电箱520-1。包括多个第二电源模块150的机架架子552可以安装在第一电源26的部件正下方。第一电源26的每个部件可以使用汇流条(图11中未示出)电耦合在一起。汇流条可以例如位于第一电源26的部件安装在其中的机架架子的后部。如图11中所示，可以使用一个或多个汇流条延伸部555扩展或补充汇流条，其可以将第二电源模块150耦合到第一电源26的部件，所述第一电源的部件被配置成提供第二电源模块150的输入件。这种布置可以减少所需的电缆布线量，并且可以允许在图2的第二电源28与第一电源26和/或其部件之间的非电缆连接。这样的布置还可以具有空间优点，并且允许更多数目的第二电源模块150位于机架架子552中。在一些实施例中，图11的电源模块150的输入件可以组合在一起，但在一些实施例中，可以提供分别对应于机架架子552中的模块的多个汇流条或汇流条延伸部555。在一些实施例中，来自第二电源模块150的输出件171可以位于第二电源模块150和控制器210下方。图11的电源部件510、图5A的电源部件110、图5B的电源部件110'、图6的框图100、图7的框图100'、图8的框图200、图9的框图300和图10的框图400的一些方面不是相互排斥的，并且为了便于讨论而单独示出。因此，图5A-11的系统和框图的至少一些所示方面在一些实施例中是可组合的。

本文已参考附图提供了本公开的各方面，在所述附图中示出了本发明构思的某些示例性实施例。然而，这些本发明构思可以许多不同形式体现，并且不应解读为限制于本文描绘和描述的示例性实施例。本文提供了这些示例性实施例使得本公开将是透彻和完整的，并且这些示例性实施例将向本领域技术人员充分传达本发明构思的范围。相同的数字在整个说明书和附图中指代相同的元件，并且为了简洁起见，在本文中可以省略相同的重复描述。还应了解，本文中公开的示例性实施例可以任何方式和/或组合进行组合以提供许多附加实施例。

尽管本文中使用术语第一、第二等来描述各个元件，但这些元件不应由这些术语限制。这些术语仅用以将一个元件与另一元件区分开来。例如，在不偏离本公开的范围的情况下，第一元件可称作第二元件，并且类似地，第二元件可称作第一元件。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

除非另有定义，否则本公开中使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。以上描述中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。如本公开中所使用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“所述”也旨在包括复数形式。还将理解，当一个元件(例如，装置、电路等)被描述为“连接”或“耦合”到另一元件时，该元件可以直接连接或耦合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被描述为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，则不存在任何中间元件。

还将理解，术语“包括”、“包含”和/或“具有”在本文中使用时，指存在所述的特征、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、操作、元件、部件和/或其分组。

在附图和说明书中，已经公开了本发明构思的典型示例性实施例，并且尽管使用特定术语，但这些术语仅在一般性和描述性意义上使用，并且不出于限制的目的使用，本发明构思的范围在以下权利要求中阐述。