技術領域：

本實用新型涉及供電電源，尤其是基于氫燃料電池的通信用電源系統制造領域。

背景技術：

近年來，隨著全球能源短缺與環保問題的日益突出，新能源的應用研究開發已受到世界各國的大力關注，因此研發清潔、環保的新型能源具有重要意義。燃料電池由于高效、潔凈、便捷的優點，近年來得到了世界各國的高度重視和大力資助，基于氫能的燃料電池技術也得到了快速的發展，已有大量的基礎研究和應用技術的研發，并在眾多領域得到成功應用，為燃料電池的應用開發奠定了良好基礎。

隨著社會進步、人民生活水平的普遍提高和通信技術的快速發展，通信電源得到了廣泛的應用。傳統的通信用電源系統一般包含市電電源轉換系統和備用電源系統兩大部分，其中市電電源轉換系統主要通過對市電進行相關的轉換后輸出適合通信設備使用的直流電源，備用電源系統在市電停電或故障時提供通信設備運行的備用電源，保障通信設備短時間內的正常運行。傳統的通信用電源系統中備用電源系統一般采用鉛酸蓄電池組，鉛酸蓄電池優點是比較安全且采購成本較低，其缺點是體積大、笨重、使用壽命短、不可進行二次回收在利用、廢棄后造成一次和二次環境污染、備電時間有限且有不確定性、對環境溫度要求苛刻，其使用和推廣受到很大的限制。另外傳統的通信用電源系統中市電電源轉換系統和備用電源系統是兩個獨立的供電系統，兩個系統間無直接通信接口和管理單元，需要在兩者之間添加監控設備，協調兩者的工作，不便于管理和維護，增加系統的維護成本和難度。

鑒于傳統通信用電源系統的種種缺點，加之能源危機和人們環保意識的提高，尋求新的通信用電源系統呼聲越來越高。由于燃料電池不受卡諾循環限制，能量轉換效率高，清潔、無污染、噪聲低，比功率高，逐漸被公認為能夠取代蓄電池作為通信電源系統中的備用電源，因此研發基于燃料電池的通信電源系統有著廣闊的應用市場。

中國專利200910061032.1中提出了一種通信用燃料電池備用電源系統，其斷電判斷是通過對外部市電的檢測而獲取，針對不同的用電設備需要在系統外部增加不同的掉電檢測裝置，易用性及通用性有一定的不足；當外部市電出現短暫停電或頻繁的起停時，系統也會隨之進行相應的動作。中國專利201110081524.4中公開了一種基于燃料電池的不間斷電源供電系統，該方案僅作為UPS電源系統，未考慮負載突變時如何調整其供電，未對輔助供電裝置進行管理，在輔助供電裝置無電或故障時，不間斷電源供電系統將無法工作。中國專利200820157255.9公開了一種通訊用備用電源系統，該備用電源系統由燃料電池與儲能電池通過單向二極管連接后為通訊負載提供備用電源，在該系統中由于燃料電池輸出的電壓不穩定，具有軟電壓特性，不能為負載提供穩定的電源，只能作為輔助電源，而儲能電池才是主電源，沒有實現燃料電池作為備用電源的初衷。中國專利200910187938.8公開了一種燃料電池備用電源，系統主要描述了燃料電池部分的工作原理及系統構成，未詳細描述備用電源系統中能量流動的管理，不具備自動判斷市電供電情況，也不具備自動切換供電模式。其他一些已公開的專利技術方案，都是將燃料電池作為電源系統的備用電源代替原有的蓄電池，沒有從電源系統整體來考慮，需要在備用電源系統和電源系統之間針對不同的用電設備添加相應的檢測控制裝置，增加了系統的復雜度，也降低了電源系統的穩定性及可靠性。

實用新型內容

鑒于以上現有技術的以上不足，本實用新型的目的是研究一種基于燃料電池的通信電源系統，以氫氣為燃料，長時間為通信設備提供穩定、大功率的直流供電；系統通過內部狀態監測和自動控制，實現不間斷供電切換，在切換過程中由蓄電池組為負載提供短時間的電源供電，并為燃料電池系統啟動和控制單元提供輔助電源。

本實用新型是通過如下的手段實現的：

一種基于燃料電池的通信電源，包括市電供電回路100、燃料電池供電回路200、蓄電池供電回路300、系統控制單元400、弱電供電單元500和人機接口；其中市電供電回路100、燃料電池供電回路200、蓄電池供電回路300的輸出端并聯于系統直流母線，為負載提供電力；系統控制單元400為整個系統的智能控制單元，控制系統的全自動運行；弱電供電單元500為整個電源系統提供弱電；人機接口為系統提供顯示、外接通信接口等人機交互功能；

系統控制單元400通過CAN總線與AC/DC控制單元130、蓄電池充電管理單元320、燃料電池控制器220及人機接口連接，進行控制命令、參數的傳輸；系統控制單元400還通過控制信號線分別與DC/DC變換單元230、DC/DC變換單元240、電子開關DK連接；