CN201504109U - 模块化太阳能通信电源 - Google Patents

Abstract

模块化太阳能通信电源，底层电路板(1)上固定模块板卡插槽(8)、大电流接线端子(4)和通信接口(9)，控制模块(2)、充电模块(3)、放电模块(6)和通信模块(7)分别通过模块板卡插槽(8)安装在底层电路板(1)上，控制模块(2)、充电模块(3)、放电模块(6)和通信模块(7)分别连接各自模块接线端子(5)，通信接口(9)与通信模块(7)连接。实现模块化功能，支持在线扩容及维护，高度集成现有通信电源的技术，实现大功率太阳能系统的高效充电和蓄电池管理功能；加入通信模块，便于集中式管理、远程监控，安全可靠，安装简单方便，维护成本低，具有较好的市场前景，将主要面对中国通信行业、军事行业。

Description

模块化太阳能通信电源

技术领域：

本实用新型涉及太阳能利用中供电系统电源装置，尤其是模块化太阳能通信电源。

背景技术：

目前，对于一些无电地区，作为通信服务中重要的组成部分---基站的供电大多采用太阳能供电的方式，需要根据技术要求安装在不同环境的地点。基站通信电源是太阳能供电系统的心脏，其性能决定了太阳能通讯基站的稳定工作。现有通信电源产品，占据了大部分的市场份额的国外性能稳定产品成本和价格相对较高；而国内的厂家的通信电源产品，在价格上有一定的优势，但是产品的稳定性相对较差、功能也不是很齐全，只是满足了用户的基本需求。从市场上现有的太阳能通信电源产品来看，基本上都为在线-离线-在线式的工作方式，不支持在线的维护、扩容，售后人员进行维护时需先将通信电源完全关闭，对用户的负载的正常使用的影响很大，而如果强行在线维护，又会对售后服务人员的安全会有很大的威胁。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种能够在线安全维护扩容工作的太阳能电源装置，即模块化太阳能通信电源。

实现本实用新型发明目的措施包括：底层电路板上固定模块板卡插槽、大电流接线端子和通信接口，控制模块、充电模块、放电模块和通信模块分别通过模块板卡插槽安装在底层电路板上，控制模块、充电模块、放电模块和通信模块分别连接各自模块接线端子，通信接口与通信模块连接。

本实用新型优点在于：实现模块化功能，支持在线扩容及维护，高度集成现有通信电源的技术，实现大功率太阳能系统的高效充电和蓄电池管理功能；加入通信模块，便于集中式管理、远程监控，安全可靠，安装简单方便，维护成本低，具有较好的市场前景，将主要面对中国通信行业、军事行业。

附图说明：

图1为本实用新型实施例1的结构示意图

图2为本实用新型实施例1的应用系统原理示意图

附图标记包括：底层电路板1，控制模块2，充电模块3，大电流接线端子4，模块接线端子5，放电模块6，通信模块7，模块板卡插槽8，通信接口9，蓄电池组10，用户端负载11，逆变器12，太阳能电池板方阵13。

具体实施方式：

实施例1：底层电路板1上固定模块板卡插槽8、大电流接线端子4和通信接口9，控制模块2、充电模块3、放电模块6和通信模块7分别通过模块板卡插槽8安装在底层电路板1上，控制模块2、充电模块3、放电模块6和通信模块7分别连接各自模块接线端子5，通信接口9与通信模块7连接。

本实用新型相关元器件安装在底层电路板1上，与太阳能电池板方阵13、蓄电池组10、用户端负载11、逆变器12和太阳能电池板方阵13连接，其中，以48V DC直流电接入逆变器12或用户端负载11，逆变器12以220V AC交流电接用户端负载11。

控制模块2中包括主控制芯片和备用控制芯片。控制模块2作为智能控制的核心部件，对整个系统进行数据采集和处理，达到对整个系统进行实时检测和控制，在控制系统中加入备用控制芯片，从而进一步保证系统安全；

控制模块2中还包括太阳能电池板方阵13检测系统，同时对太阳能电池板方阵13的开路电压和充电电流进行检测，根据检测状况进行判别，并进行相应的报警和远程传输；控制模块2还包括数据存储设计，系统可把系统的主要数据每隔10分钟进行一次存储，可连续存储一个月的数据，并可通过上位机一次读取数据供有关人员分析。控制模块2控制、报警点设置采用出厂默认值和设定值相结合的方式，浮充、均充、温度报警点、温度补偿、方阵个数，蓄电池欠压点和蓄电池过压保护点等既有出厂默认值和设定值，设定值可通过与控制模块2连接的面板键盘在一定范围进行设置和保存。

与通信模块7连接的通信接口9包括数据远传接口，可把蓄电池电压，充电电流，温度、故障情况等参数传输到上位机上，也可在用户要求下将通信模块7采用无线通讯模块，进行远距离无线传输。

数据远传接口包括RS232、RS485、以太网或GPRS接口。

本实用新型实施例在使用时，根据太阳能电池板方阵13数量和用户端负载11的数量及大小，确定充电模块3、放电模块6的数量。

充电模块3充电模式采用均充模式和PWM脉宽调制浮充充电模式相结合的方式。每路充电模块3的设计充电电流为60A。在初始化时会自动提取均充设定值、浮充设定值和太阳能电池板方阵13数量设定值，无设定值时系统提取默认值，根据太阳能电池板方阵13数量设定值计算相应的控制点；初始上电时，检测蓄电池组10电压低于浮充点电压系统进入均充模式，蓄电池组10电压高于浮充点电压系统转入浮充模式。系统进入均充模式首先进入充电状态，依次开启充电模块3充电，太阳能电池板方阵13投入间隔1秒，系统实时检测蓄电池组10电压，蓄电池组10电压大于第一预设点电压，系统进入第一充电状态，若蓄电池组10电压高于第二预设点电压系统转入第二充电状态，若系统在转入第一充电状态后，在5分钟内系统电压达不到第二预设点电压，系统转入前一充电状态；蓄电池组10电压大于系统设定均充电压，且小于蓄电池组10过压保护点时，系统保持10分钟均充充电后，进入末端充电状态，间隔1秒，系统进入浮充状态，实现均充转浮充；蓄电池组10电压小于浮充电压1V设置点，根据太阳能电池板方阵13方阵设定值，系统自动依次开启充电，开启间隔时间1秒，即开始均充。

浮充点默认值54V，设定值52V-56V，设置精度0.1V；均充点设置默认值56.4V，设定值56V-58V，设置精度0.1V。

控制模块2实时检测蓄电池组10电压，蓄电池组10电压在欠压点和过压保护点范围内时，放电模块6始终处于开通状态，蓄电池组10电压降至欠压点的102％时，系统控制发出告警信号，蓄电池组10电压降至欠压点时系统延时1分钟关闭放电模块6并控制继电器吸合控制外接报警装置报警或启动其他电源设备；蓄电池组10电压高于欠压恢复点时系统延时1分钟开启放电回路。蓄电池组10电压高于过压保护点时系统立即关断放电模块6，并发出报警。蓄电池组10电压回落到过压保复点时系统开启放电模块6。

在开启放电模块6时系统实时采集放电电流，放电电流大于60A时系统延时5秒关短放电模块，并延时1分钟重新开启放电模块6，并时时检测放电电流。放电电流瞬时超过90A时系统通过硬件立即关短放电模块6并同时发送中断信号给主控芯片，由主控芯片锁死放电模块，并发出放电回路短路报警信号，延时1分钟后系统开启放电模块6，并对放电电流进行实时检测。

系统对蓄电池组10欠压、过压、欠压恢复、过压恢复等信息在发生同时会自动保存于外接EEPROM中，并同时通过通信模块7和通信接口9，把此信息发送到上位机。

蓄电池组10欠压点默认值43.2V，设定范围42V-45V，设置精度0.1V；蓄电池欠压恢复点设定值或默认值+8V；蓄电池组10过压保护点58V，设定范围56V-60V，设置精度0.1V；蓄电池组10过压恢复点设定值或默认值-4.8V。

每路充电模块3的额定充电电流按60A设计，支持在线扩容及维护。模块化太阳能通信工作电压48V DC，直流负载功率0.96KW～3KW，太阳能电池板方阵13光伏组件功率1.376KW～20.64KW，充电控制方式为充满关断、PWM；通过通信模块7和通信接口9远程监控方式为RS232/485、以太网、GPRS。

本实施例中，实现模块化功能，支持在线扩容及维护，高度集成现有通信电源的技术，实现大功率太阳能系统的高效充电和蓄电池管理功能；加入通信模块，便于集中式管理、远程监控，安全可靠，安装简单方便，维护成本低，具有较好的市场前景，将主要面对中国通信行业、军事行业。

Claims (6)

1.模块化太阳能通信电源，其特征在于，底层电路板(1)上固定模块板卡插槽(8)、大电流接线端子(4)和通信接口(9)，控制模块(2)、充电模块(3)、放电模块(6)和通信模块(7)分别通过模块板卡插槽(8)安装在底层电路板(1)上，控制模块(2)、充电模块(3)、放电模块(6)和通信模块(7)分别连接各自模块接线端子(5)，通信接口(9)与通信模块(7)连接。

2.如权利要求1所述的模块化太阳能通信电源，其特征在于，控制模块(2)中包括单片机PIC18F8720和辅助检测芯片PIC16F73。

3.如权利要求1所述的模块化太阳能通信电源，其特征在于，与通信模块(7)连接的通信接口(9)包括数据远传接口，数据远传接口包括RS232、RS485、以太网或GPRS接口。

4.如权利要求1所述的模块化太阳能通信电源，其特征在于，充电模块(3)充电模式采用均充模式和PWM脉宽调制浮充充电模式相结合的方式。

5.如权利要求1所述的模块化太阳能通信电源，其特征在于，每路充电模块(3)的设计充电电流为60A；浮充点默认值54V，设定值52V-56V，设置精度0.1V；均充点设置默认值56.4V，设定值：56V-58V，设置精度0.1V。

6.如权利要求1所述的模块化太阳能通信电源，其特征在于，模块化太阳能通信电源工作电压48V DC，直流负载功率0.96KW～3KW。

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