專利名稱：模塊化太陽能通信電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能利用中供電系統(tǒng)電源裝置，尤其是模塊化太陽能通信電源。
技術(shù)背景 目前，對于一些無電地區(qū)，作為通信服務(wù)中重要的組成部分-一基站的供電大多 采用太陽能供電的方式，需要根據(jù)技術(shù)要求安裝在不同環(huán)境的地點(diǎn)?；就ㄐ烹娫词翘?能供電系統(tǒng)的心臟，其性能決定了太陽能通訊基站的穩(wěn)定工作?，F(xiàn)有通信電源產(chǎn)品，占據(jù)了 大部分的市場份額的國外性能穩(wěn)定產(chǎn)品成本和價(jià)格相對較高；而國內(nèi)的廠家的通信電源產(chǎn) 品，在價(jià)格上有一定的優(yōu)勢，但是產(chǎn)品的穩(wěn)定性相對較差、功能也不是很齊全，只是滿足了 用戶的基本需求。從市場上現(xiàn)有的太陽能通信電源產(chǎn)品來看，基本上都為在線-離線-在線 式的工作方式，不支持在線的維護(hù)、擴(kuò)容，售后人員進(jìn)行維護(hù)時(shí)需先將通信電源完全關(guān)閉， 對用戶的負(fù)載的正常使用的影響很大，而如果強(qiáng)行在線維護(hù)，又會對售后服務(wù)人員的安全 會有很大的威脅。
發(fā)明內(nèi)容 本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠在線安全維護(hù)擴(kuò)容工作的太陽能電源裝置，即 模塊化太陽能通信電源。 實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型發(fā)明目的措施包括底層電路板上固定模塊板卡插槽、大電流接 線端子和通信接口，控制模塊、充電模塊、放電模塊和通信模塊分別通過模塊板卡插槽安裝 在底層電路板上，控制模塊、充電模塊、放電模塊和通信模塊分別連接各自模塊接線端子， 通信接口與通信模塊連接。 本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)模塊化功能，支持在線擴(kuò)容及維護(hù)，高度集成現(xiàn)有通信 電源的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大功率太陽能系統(tǒng)的高效充電和蓄電池管理功能；加入通信模塊，便于集 中式管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控，安全可靠，安裝簡單方便，維護(hù)成本低，具有較好的市場前景，將主要 面對中國通信行業(yè)、軍事行業(yè)。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的應(yīng)用系統(tǒng)原理示意圖 附圖標(biāo)記包括底層電路板l，控制模塊2，充電模塊3，大電流接線端子4，模塊接 線端子5，放電模塊6，通信模塊7，模塊板卡插槽8，通信接口 9，蓄電池組10，用戶端負(fù)載 ll，逆變器12，太陽能電池板方陣13。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 :底層電路板1上固定模塊板卡插槽8、大電流接線端子4和通信接口 9，控制模塊2、充電模塊3、放電模塊6和通信模塊7分別通過模塊板卡插槽8安裝在底層電 路板1上，控制模塊2、充電模塊3、放電模塊6和通信模塊7分別連接各自模塊接線端子5， 通信接口9與通信模塊7連接。 本實(shí)用新型相關(guān)元器件安裝在底層電路板1上，與太陽能電池板方陣13、蓄電池 組10、用戶端負(fù)載11、逆變器12和太陽能電池板方陣13連接，其中，以48V DC直流電接入 逆變器12或用戶端負(fù)載ll，逆變器12以220V AC交流電接用戶端負(fù)載11。 控制模塊2中包括主控制芯片和備用控制芯片?？刂颇K2作為智能控制的核心 部件，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，達(dá)到對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和控制，在控制系統(tǒng) 中加入備用控制芯片，從而進(jìn)一步保證系統(tǒng)安全； 控制模塊2中還包括太陽能電池板方陣13檢測系統(tǒng)，同時(shí)對太陽能電池板方陣13 的開路電壓和充電電流進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測狀況進(jìn)行判別，并進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警和遠(yuǎn)程傳輸； 控制模塊2還包括數(shù)據(jù)存儲設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可把系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)每隔10分鐘進(jìn)行一次存儲，可 連續(xù)存儲一個(gè)月的數(shù)據(jù)，并可通過上位機(jī)一次讀取數(shù)據(jù)供有關(guān)人員分析。控制模塊2控制、 報(bào)警點(diǎn)設(shè)置采用出廠默認(rèn)值和設(shè)定值相結(jié)合的方式，浮充、均充、溫度報(bào)警點(diǎn)、溫度補(bǔ)償、方 陣個(gè)數(shù)，蓄電池欠壓點(diǎn)和蓄電池過壓保護(hù)點(diǎn)等既有出廠默認(rèn)值和設(shè)定值，設(shè)定值可通過與 控制模塊2連接的面板鍵盤在一定范圍進(jìn)行設(shè)置和保存。 與通信模塊7連接的通信接口 9包括數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳接口，可把蓄電池電壓，充電電流， 溫度、故障情況等參數(shù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)上，也可在用戶要求下將通信模塊7采用無線通訊模 塊，進(jìn)行遠(yuǎn)距離無線傳輸。數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳接口包括RS232、 RS485、以太網(wǎng)或GPRS接口 。 本實(shí)用新型實(shí)施例在使用時(shí)，根據(jù)太陽能電池板方陣13數(shù)量和用戶端負(fù)載11的 數(shù)量及大小，確定充電模塊3、放電模塊6的數(shù)量。 充電模塊3充電模式采用均充模式和P麗脈寬調(diào)制浮充充電模式相結(jié)合的方式。 每路充電模塊3的設(shè)計(jì)充電電流為60A。在初始化時(shí)會自動提取均充設(shè)定值、浮充設(shè)定值和 太陽能電池板方陣13數(shù)量設(shè)定值，無設(shè)定值時(shí)系統(tǒng)提取默認(rèn)值，根據(jù)太陽能電池板方陣13 數(shù)量設(shè)定值計(jì)算相應(yīng)的控制點(diǎn)；初始上電時(shí)，檢測蓄電池組10電壓低于浮充點(diǎn)電壓系統(tǒng)進(jìn) 入均充模式，蓄電池組IO電壓高于浮充點(diǎn)電壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)入浮充模式。系統(tǒng)進(jìn)入均充模式首先 進(jìn)入充電狀態(tài)，依次開啟充電模塊3充電，太陽能電池板方陣13投入間隔1秒，系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢 測蓄電池組10電壓，蓄電池組10電壓大于第一預(yù)設(shè)點(diǎn)電壓，系統(tǒng)進(jìn)入第一充電狀態(tài)，若蓄 電池組10電壓高于第二預(yù)設(shè)點(diǎn)電壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)入第二充電狀態(tài)，若系統(tǒng)在轉(zhuǎn)入第一充電狀態(tài) 后，在5分鐘內(nèi)系統(tǒng)電壓達(dá)不到第二預(yù)設(shè)點(diǎn)電壓，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入前一充電狀態(tài)；蓄電池組10電壓 大于系統(tǒng)設(shè)定均充電壓，且小于蓄電池組10過壓保護(hù)點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)保持10分鐘均充充電后， 進(jìn)入末端充電狀態(tài)，間隔1秒，系統(tǒng)進(jìn)入浮充狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)均充轉(zhuǎn)浮充；蓄電池組10電壓小于 浮充電壓1V設(shè)置點(diǎn)，根據(jù)太陽能電池板方陣13方陣設(shè)定值，系統(tǒng)自動依次開啟充電，開啟 間隔時(shí)間l秒，即開始均充。 浮充點(diǎn)默認(rèn)值54V，設(shè)定值52V-56V，設(shè)置精度0. IV ;均充點(diǎn)設(shè)置默認(rèn)值56. 4V，設(shè) 定值56V-58V，設(shè)置精度0. IV。 控制模塊2實(shí)時(shí)檢測蓄電池組10電壓，蓄電池組10電壓在欠壓點(diǎn)和過壓保護(hù)點(diǎn) 范圍內(nèi)時(shí)，放電模塊6始終處于開通狀態(tài)，蓄電池組10電壓降至欠壓點(diǎn)的102%時(shí)，系統(tǒng)控制發(fā)出告警信號，蓄電池組10電壓降至欠壓點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)延時(shí)1分鐘關(guān)閉放電模塊6并控制繼 電器吸合控制外接報(bào)警裝置報(bào)警或啟動其他電源設(shè)備；蓄電池組10電壓高于欠壓恢復(fù)點(diǎn) 時(shí)系統(tǒng)延時(shí)1分鐘開啟放電回路。蓄電池組10電壓高于過壓保護(hù)點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)立即關(guān)斷放電 模塊6，并發(fā)出報(bào)警。蓄電池組10電壓回落到過壓保復(fù)點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)開啟放電模塊6。 在開啟放電模塊6時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集放電電流，放電電流大于60A時(shí)系統(tǒng)延時(shí)5秒 關(guān)短放電模塊，并延時(shí)1分鐘重新開啟放電模塊6，并時(shí)時(shí)檢測放電電流。放電電流瞬時(shí)超 過90A時(shí)系統(tǒng)通過硬件立即關(guān)短放電模塊6并同時(shí)發(fā)送中斷信號給主控芯片，由主控芯片 鎖死放電模塊，并發(fā)出放電回路短路報(bào)警信號，延時(shí)1分鐘后系統(tǒng)開啟放電模塊6，并對放 電電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。 系統(tǒng)對蓄電池組10欠壓、過壓、欠壓恢復(fù)、過壓恢復(fù)等信息在發(fā)生同時(shí)會自動保 存于外接EEPROM中，并同時(shí)通過通信模塊7和通信接口 9，把此信息發(fā)送到上位機(jī)。 蓄電池組10欠壓點(diǎn)默認(rèn)值43. 2V，設(shè)定范圍42V-45V，設(shè)置精度0. IV ;蓄電池欠 壓恢復(fù)點(diǎn)設(shè)定值或默認(rèn)值+8V ;蓄電池組10過壓保護(hù)點(diǎn)58V，設(shè)定范圍56V-60V，設(shè)置精度
0. IV ;蓄電池組10過壓恢復(fù)點(diǎn)設(shè)定值或默認(rèn)值-4. 8V。 每路充電模塊3的額定充電電流按60A設(shè)計(jì)，支持在線擴(kuò)容及維護(hù)。模塊化太陽 能通信工作電壓48V DC，直流負(fù)載功率0. 96KW 3KW，太陽能電池板方陣13光伏組件功率
1. 376KW 20. 64KW，充電控制方式為充滿關(guān)斷、P麗；通過通信模塊7和通信接口 9遠(yuǎn)程監(jiān) 控方式為RS232/485、以太網(wǎng)、GPRS。 本實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)模塊化功能，支持在線擴(kuò)容及維護(hù)，高度集成現(xiàn)有通信電源的技 術(shù)，實(shí)現(xiàn)大功率太陽能系統(tǒng)的高效充電和蓄電池管理功能；加入通信模塊，便于集中式管 理、遠(yuǎn)程監(jiān)控，安全可靠，安裝簡單方便，維護(hù)成本低，具有較好的市場前景，將主要面對中 國通信行業(yè)、軍事行業(yè)。
權(quán)利要求模塊化太陽能通信電源，其特征在于，底層電路板(1)上固定模塊板卡插槽(8)、大電流接線端子(4)和通信接口(9)，控制模塊(2)、充電模塊(3)、放電模塊(6)和通信模塊(7)分別通過模塊板卡插槽(8)安裝在底層電路板(1)上，控制模塊(2)、充電模塊(3)、放電模塊(6)和通信模塊(7)分別連接各自模塊接線端子(5)，通信接口(9)與通信模塊(7)連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的模塊化太陽能通信電源，其特征在于，控制模塊(2)中包括單片 機(jī)PIC18F8720和輔助檢測芯片PIC16F73。
3. 如權(quán)利要求l所述的模塊化太陽能通信電源，其特征在于，與通信模塊(7)連接的通 信接口 (9)包括數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳接口，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳接口包括RS232、RS485、以太網(wǎng)或GPRS接口。
4. 如權(quán)利要求l所述的模塊化太陽能通信電源，其特征在于，充電模塊(3)充電模式采 用均充模式和P麗脈寬調(diào)制浮充充電模式相結(jié)合的方式。
5. 如權(quán)利要求l所述的模塊化太陽能通信電源，其特征在于，每路充電模塊(3)的設(shè) 計(jì)充電電流為60A ;浮充點(diǎn)默認(rèn)值54V，設(shè)定值52V-56V，設(shè)置精度0. IV ;均充點(diǎn)設(shè)置默認(rèn)值 56. 4V，設(shè)定值56V-58V，設(shè)置精度0. IV。
6. 如權(quán)利要求1所述的模塊化太陽能通信電源，其特征在于，模塊化太陽能通信電源 工作電壓48V DC，直流負(fù)載功率0. 96KW 3KW。
專利摘要模塊化太陽能通信電源，底層電路板(1)上固定模塊板卡插槽(8)、大電流接線端子(4)和通信接口(9)，控制模塊(2)、充電模塊(3)、放電模塊(6)和通信模塊(7)分別通過模塊板卡插槽(8)安裝在底層電路板(1)上，控制模塊(2)、充電模塊(3)、放電模塊(6)和通信模塊(7)分別連接各自模塊接線端子(5)，通信接口(9)與通信模塊(7)連接。實(shí)現(xiàn)模塊化功能，支持在線擴(kuò)容及維護(hù)，高度集成現(xiàn)有通信電源的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大功率太陽能系統(tǒng)的高效充電和蓄電池管理功能；加入通信模塊，便于集中式管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控，安全可靠，安裝簡單方便，維護(hù)成本低，具有較好的市場前景，將主要面對中國通信行業(yè)、軍事行業(yè)。
文檔編號H02J7/00GK201504109SQ20092016447
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者沙居峰, 金勝初, 黃濤 申請人:新疆協(xié)領(lǐng)匯科科技有限責(zé)任公司