通信电源充电稳压模块的制作方法

本发明涉及稳压模块，特别涉及一种通信电源充电稳压模块。

背景技术：

目前的通信机房供电主要是来自国家电网市电供电，市电供电的最大优点是稳定可靠，也是通信的最优供电方案。但是也有些无电地区和山区，在架设通信设备时候就不方便使用市电，或是使用市电的成本很大，通常会使用新能源供电，解决供电问题。

在现有的新能源供电方式中，大多都是光伏供电，光伏供电作为通信供电中重要的一个环节的确是不可缺少的一个中环节。但是在如果只考虑光伏供电，那么在一些阴雨雨雪天的时候，往往会出现通信掉站的情况，因此风光互补的发电形式也是一种优选方案。现有的风机控制器大多数是浮充控制，在充电过程中由于蓄电池的容量大而实现自动稳压和控制，充电的效率低，不能根据风力发电机的特性实现最大效率充电。此外现有的风机控制器没有能实现稳压控制，在充电中，由于是将风机发电经整流后直充到蓄电池，当蓄电池容量大时，由于所需充电电流大，这样在充电过程中可以实现稳压。但是当蓄电池容量小，或是蓄电池使用时间过久时，在充电过程中由于所需的电流小。当风力资源好，风机直充时会出现直接将蓄电池电压给拉高。当不充电时，蓄电池电压又迅速跌落下去。这样控制器在判断充满的时候就会出现虚假的充满现象，导致整个充电系统的不稳定。

技术实现要素：

基于现有技术中存在的上述问题，有必要提供一种能够控制风机实现稳压充电的电源模块。

为了解决上述问题，本发明提供的技术方案是：

风力发电机的三相abc电压经过二极管全波整流后得到直流母线电压vbus，为了实现风机对负载的稳压充电和兼顾最大效率跟踪控制，直流母线电压vbus通过四电感dc-dc变换器得到直流输出电压vout，该变换器可以实现稳定的输出电压，并可以调节由于风力发电机输出电压的波动带来的影响，灵活对直流母线电压进行调整，从而避免输出电压的波动。

其电路拓扑结构具体为风力发电机三相abc接入二极管全波整流得到直流母线电压vbus，直流母线电压vbus的正端连接启动开关s的一端，启动开关s的另一端连接开关管s1的一端和电容c1的一端，开关管s1的另一端连接二极管d1的阴极和电感l2的一端，二极管d1的阳极连接电感l1的一端和开关管s2的一端，电感l1的另一端连接电容c1的另一端，电感l2的另一端连接电容c2的一端，电容c2的另一端连接开关管s2的另一端和直流母线电压vbus的负端，电感l1的另一端还连接电感l4的一端，电感l2的另一端还连接电感l3的一端，电感l3的另一端连接开关管s3的一端和二极管d2的阳极，电感l4的另一端连接开关管s3的另一端和二极管d3的阴极，二极管d2的阴极连接电容c1的一端和输出电压的正端，二极管d3的阳极连接电容c2的另一端和输出电压的负端。

采用光耦二级管来判断蓄电池的反接然后控制继电器的通断作为主回路的防反接保护：直流母线电压vbus两端并联有可拆卸的卸荷装置；稳压充电电路进行集成化设计，集成面板包括风机输入abc三相、卸荷正端、卸荷负端，以及输出电压vout两端集成连接蓄电池正端和蓄电池负端；开关管为mosfet或者igbt；还可采用可控开关管来替代二极管d1。

本发明的有益效果为：

1、本发明主要是针对通信风力发电机的充电控制，实现了充电过程中的稳压控制，恒流控制，均充控制，浮充控制等一系列的控制。

2、通过光耦判断蓄电池反接来控制充电回路的通断，而不是简单的用二极管串联在充电回路中，在充电中降低了充电回路的损耗，减小了系统的自身发热，使得充电的效率更高。

3、集成化整体结构采用热插拔设计，方便系统的安装和后续系统的维护。

附图说明

图1是本发明系统控制的整体电气拓扑示意图；

图2是本发明系统的热插拔结构端子示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的风力发电机的三相abc电压经过二极管全波整流后得到直流母线电压vbus，为了实现风机对负载的稳压充电控制，直流母线电压vbus通过四电感dc-dc变换器得到直流输出电压vout，该四电感dc-dc变换器可以实现稳定的输出电压，并可以调节由于风力发电机输出电压的波动带来的影响，灵活对直流母线电压进行调整，从而避免输出电压的波动。

其电路拓扑结构具体为风力发电机三相abc电压接入二极管全波整流得到直流母线电压vbus，直流母线电压vbus的正端连接启动开关s的一端，启动开关s的另一端连接开关管s1的一端和电容c1的一端，开关管s1的另一端连接二极管d1的阴极和电感l2的一端，二极管d1的阳极连接电感l1的一端和开关管s2的一端，电感l1的另一端连接电容c1的另一端，电感l2的另一端连接电容c2的一端，电容c2的另一端连接开关管s2的另一端和直流母线电压vbus的负端，电感l1的另一端还连接电感l4的一端，电感l2的另一端还连接电感l3的一端，电感l3的另一端连接开关管s3的一端和二极管d2的阳极，电感l4的另一端连接开关管s3的另一端和二极管d3的阴极，二极管d2的阴极连接电容c1的一端和输出电压的正端，二极管d3的阳极连接电容c2的另一端和输出电压的负端。

至此，4个电感构成交叉连接的方式，可以灵活的对输入电压进行升压和降压控制，其中在启动开关s打开后，通过开关管s1、s2的导通关断控制，电容c1、c2上面承受电压将由于电感l1、l2的分压产生降压效果，不同的占空比可以获得不同的电容分压，本领域技术人员可以根据其控制需求进行灵活设置，在此不再赘述，然后再通过开关管s3的导通关断控制，经过电感l3、l4的储能输出，可以使输出电压相对于电容分压获得适当的电压提升，同理，通过对开关管s3的占空比设置，电压提升的幅度也是可以控制的，本领域技术人员也可以根据其控制需求进行灵活设置。由此，通过控制芯片，根据设定好的输出电压值和反馈的输出电压值，对开关管s1、s2、s3进行占空比控制，使得输出电压能够快速的跟随输出电压设定值，而且还能有效适应直流母线电压的波动，此外通过控制芯片可以实现充电过程中的稳压控制、恒流控制、均充控制、浮充控制等，当电源关机时，在直流母线电压vbus两端并联有卸荷开关和电阻，对母线电容两端的电压进行放电，保证系统安全。

在系统的防反接保护中，采用光耦和二级管来判断蓄电池的反接然后控制继电器的通断作为主回路的防反接保护，避免了现有技术中采用二级管防反接充电时在线路的损耗。

如附图2所示，将稳压充电电路进行集成化设计，方便进行可插拔设计，解决了维修售后安装等一系列接线问题，便于产品的维护。集成面板包括风机输入abc三相、卸荷正端、卸荷负端，以及输出电压vout两端集成连接蓄电池正端和蓄电池负端。最后控制芯片可以通过rs485通信接收上位机的控制命令，实现一体化的系统智能控制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个模块或装置也可以由一个模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。