一种基站多功率模组并联汇流叠光控制器的制作方法

本发明涉及通信基站配电，尤其涉及一种基站多功率模组并联汇流叠光控制器。

背景技术：

1、随着近几年基站并联叠光技术的推广应用，现有基站叠光系统通常参考光伏优化器并网应用的技术方案，其功率传输路径一般为：在每一块光伏组件下方安装一个光伏适配器，多个光伏适配器再通过线缆分别接入安装在机房位置的汇流箱，并由汇流箱汇总输出至基站后备电池母线。各光伏适配器通常采用独立供电设计和独立数字芯片控制，并通过plc电力载波通讯或无线组网通讯模组与汇流箱的数字控制中心进行实时数据交互，汇流箱的数字控制中心再将系统运行数据通过4g无线通讯模组上传至物联平台。

2、例如，现有技术中，公开号为cn118137568a、名称为“一种基站分布式叠光系统”的专利申请，公开了一种基站叠光系统，其包括多个光伏组件、多个光伏适配器、智能光伏汇流控制箱、基站储能电池组以及开关电源机组，各光伏适配器与光伏组件对应连接，多个光伏适配器的输出端并联接入智能光伏汇流控制箱，再由智能光伏汇流控制箱与基站储能电池组、开关电源机组配合，实现基站光伏叠光供电。公开号为cn119298836a、名称为“一种应用于直流叠光系统的运行模式切换控制方法”的专利申请，公开了一种直流叠光系统的运行模式切换控制方案，其通过获取汇流箱输出电压、适配器输出参数、线路阻抗、线路压降等信息，估算基站电源系统电压，并据此控制直流叠光系统在mppt模式和限功率模式之间切换，以改善直流叠光系统的运行控制效果。公开号为cn118137638a、名称为“叠光系统的输出电压的确定方法和电子设备”的专利申请，公开了一种叠光系统输出电压确定方法，其通过获取开关电源的浮充电压，并根据浮充电压确定叠光系统的目标输出电压，使叠光系统的目标输出电压高于开关电源的浮充电压，从而使叠光系统能够优先向负载供电。

3、但是，上述现有基站叠光系统仍然存在以下问题：其一，光伏适配器与汇流箱之间的数据交互依赖plc电力载波或无线组网，现场应用中容易出现通信不稳定、不可靠的问题，对于实时性要求较高的电压补偿存在不足，同时运行数据更新不及时也影响运维终端的使用体验，并且plc电力载波或无线组网通讯模组成本较高；其二，光伏适配器与汇流箱之间、汇流箱与基站后备电池母线之间均存在一定距离，在功率传输过程中容易产生线路压差，影响系统运行效率，而数据传输不稳定会进一步增加实时补偿调度的难度；其三，现有系统通常由多个独立适配器、汇流箱、通讯模组等构成，设备成本较高，现场施工安装和运行调试较复杂；其四，现有光伏适配器通常需要较高防护等级并进行灌封处理，生产老化或现场应用中发生故障后不易拆解维修，容易造成整体报废；其五，光伏组件多安装于机房顶部或铁塔支架上，当光伏适配器发生故障时，运维人员需要攀爬至故障点进行更换，运维不便。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服至少部分现有技术的不足，提供一种基站多功率模组并联汇流叠光控制器。

2、本发明的技术方案如下：本发明提供一种基站多功率模组并联汇流叠光控制器，包括箱体、输入接口板、多个功率模组、控制信号与输出接口板以及铝型材散热器；

3、所述输入接口板、多个功率模组、控制信号与输出接口板和铝型材散热器均设置于所述箱体内；

4、所述输入接口板设置有多路光伏输入接口，所述多路光伏输入接口用于分别接入多路光伏组件的输出电能；

5、所述多个功率模组与所述多路光伏输入接口对应设置，每一所述功率模组均包括pcb板、输入排针、输出排针、功率半导体、驱动电路、氧化铝导热陶瓷片以及结构散热铝件；

6、所述输入接口板上设置有与所述输入排针对应的输入排母，所述功率模组通过所述输入排针与所述输入排母对插连接；

7、所述控制信号与输出接口板上设置有与所述输出排针对应的输出排母，所述功率模组通过所述输出排针与所述输出排母对插连接，所述控制信号与输出接口板用于对多个所述功率模组输出的电能进行功率传输和功率汇总；

8、所述功率半导体与所述氧化铝导热陶瓷片的一侧贴合，所述氧化铝导热陶瓷片的另一侧与所述结构散热铝件贴合，所述结构散热铝件与所述铝型材散热器贴合，以使所述功率半导体产生的热量经所述氧化铝导热陶瓷片、所述结构散热铝件传导至所述铝型材散热器；

9、所述控制信号与输出接口板包括dsp芯片、电压电流采集电路、高频驱动电路、功率汇流输出电路以及电池补偿接口电路，所述dsp芯片分别与所述电压电流采集电路、高频驱动电路、功率汇流输出电路和电池补偿接口电路电连接，所述高频驱动电路与各所述功率模组的驱动电路电连接；

10、所述dsp芯片被配置为根据预先配置的、与基站后备电池规格相对应的输出参数确定初始目标汇流输出电压，计算所述基站后备电池母线电压信号与所述汇流输出电压信号之间的实时电压差，将所述实时电压差反馈并叠加至所述初始目标汇流输出电压，得到实时目标汇流输出电压，并根据所述实时目标汇流输出电压、所述汇流输出电压信号、所述汇流输出电流信号以及各所述功率模组的输入电压信号和输入电流信号，结合mppt算法和环路控制算法，控制所述高频驱动电路向各所述功率模组的驱动电路输出对应的高频驱动信号，以使多个所述功率模组并联汇流输出，并对汇流输出电压进行动态补偿。

11、进一步地，所述多路光伏输入接口为8路光伏输入接口，每一路所述光伏输入接口均包括用于连接光伏组件正负极的两个输入接线端子、压敏电阻、保险丝以及所述输入排母。

12、进一步地，每一所述功率模组还包括功率电感、滤波电感、无极性滤波电容、驱动芯片以及固定结构件；

13、所述功率电感、滤波电感、无极性滤波电容、驱动芯片、输入排针、输出排针和功率半导体均设置于所述pcb板上；

14、所述功率半导体、氧化铝导热陶瓷片通过所述固定结构件固定于所述结构散热铝件上，所述结构散热铝件与所述pcb板固定连接，使所述pcb板、功率半导体、氧化铝导热陶瓷片、固定结构件和结构散热铝件形成一体式功率模组；

15、所述pcb板的两端分别设置有绝缘易拔耳朵，所述绝缘易拔耳朵用于在所述功率模组拆装时供操作人员握持。

16、进一步地，所述铝型材散热器设置有防水胶圈安装槽、箱体连接螺丝孔位、功率模组固定孔位以及温度传感器安装孔位；

17、所述铝型材散热器通过所述箱体连接螺丝孔位与所述箱体固定连接；

18、所述结构散热铝件通过所述功率模组固定孔位与所述铝型材散热器固定连接；

19、所述温度传感器安装孔位用于安装散热器温度传感器，所述散热器温度传感器与所述dsp芯片电连接。

20、进一步地，所述控制信号与输出接口板还包括按键可控的对内供电电路、时钟电路、eeprom存储电路、led状态灯电路、通讯地址拨码电路、对外供电电路、按键与拨码参数设置电路、环境温度采集电路、散热器温度采集电路、第一rs485通讯接口和第二rs485通讯接口；

21、所述按键可控的对内供电电路、时钟电路、eeprom存储电路、led状态灯电路、通讯地址拨码电路、对外供电电路、按键与拨码参数设置电路、环境温度采集电路、散热器温度采集电路、第一rs485通讯接口和第二rs485通讯接口均与所述dsp芯片电连接；

22、所述按键与拨码参数设置电路包括一个自锁按键和两组四位拨码开关，所述dsp芯片被配置为根据所述自锁按键、两组四位拨码开关以及协议层写入数据确定控制器的输出参数设置方式和输出参数设置值，所述输出参数设置方式包括拨码设置方式和数字调整方式，当所述自锁按键的输入状态为低电平状态时，所述拨码设置方式生效，所述dsp芯片根据两组所述四位拨码开关的输入状态，按照预先选择的粗调方案或精调方案确定所述输出参数设置值；当所述自锁按键的输入状态为非低电平状态时，所述数字调整方式生效，所述dsp芯片根据协议层写入的数据确定所述输出参数设置值，能够实现对所述参数设置值进行远程调控。

23、进一步地，所述功率汇流输出电路包括输出正极铜排、输出负极铜排、分流器、输出断路器、输出正极接线平台以及输出负极接线平台；

24、所述多个功率模组的正极输出端通过所述输出正极铜排汇流至所述输出正极接线平台；

25、所述多个功率模组的负极输出端通过所述输出负极铜排、分流器和输出断路器连接至所述输出负极接线平台。

26、进一步地，方案还包括电表和4g通讯二合一模组、防雷器以及接地排；

27、所述控制信号与输出接口板设置有rs485通讯接口和防雷器故障检测接口，所述功率汇流输出电路包括分流器；

28、所述电表和4g通讯二合一模组的通讯线与所述控制信号与输出接口板上的rs485通讯接口连接，所述电表和4g通讯二合一模组的电流采集信号线与所述分流器电连接，所述电表和4g通讯二合一模组的电压采集和供电接口与所述功率汇流输出电路电连接；

29、所述防雷器的一端电极与所述功率汇流输出电路的负极输出端电连接，所述防雷器的另一端电极与所述接地排电连接，所述防雷器的输出干接点信号线与所述控制信号与输出接口板上的防雷器故障检测接口电连接；

30、所述箱体上设置有多个光伏输入线缆防水接头和输出功率线缆防水接头，所述光伏输入线缆防水接头用于供光伏组件的功率线缆进入所述箱体并连接至所述输入接口板，所述输出功率线缆防水接头用于供基站后备电池母线的功率线缆进入所述箱体并连接至所述功率汇流输出电路。

31、采用上述方案，本发明的有益效果在于：第一，本发明将多个功率模组集中设置于同一箱体内，并通过输入接口板、功率模组和控制信号与输出接口板形成集中式并联汇流结构，减少了传统方案中多个独立光伏适配器与汇流箱之间的通信链路和功率传输距离，有利于提高系统内部数据交互的实时性和系统运行的稳定性。

32、第二，本发明通过电压电流采集电路采集各功率模组的输入电压信号和输入电流信号以及汇流输出电压信号和汇流输出电流信号，并结合mppt算法和环路控制算法对多个功率模组进行控制；同时，利用电池补偿接口电路采集基站后备电池母线电压信号，计算基站后备电池母线电压信号与汇流输出电压信号之间的实时电压差，将实时电压差反馈并叠加至初始目标汇流输出电压，以对实时目标汇流输出电压进行调整，有利于降低线路压差对系统输出的影响，提高系统运行的稳定性。

33、第三，本发明的功率模组通过输入排针与输入接口板对插连接，并通过输出排针与控制信号与输出接口板对插连接，使功率模组形成可拆装的模块化结构，发生故障时可在打开箱体后快速拆换，减少现场维护难度。

34、第四，本发明的功率半导体产生的热量依次通过氧化铝导热陶瓷片、结构散热铝件传导至铝型材散热器，使功率模组的热量能够集中向外散出，提高控制器的散热效果和运行可靠性。

35、第五，本发明通过按键与拨码参数设置电路设置拨码设置方式和数字调整方式，在拨码设置方式下能够按照预先选择的粗调方案或精调方案确定输出参数设置值，在数字调整方式下能够根据协议层写入的数据确定输出参数设置值，能够实现对所述参数设置值进行远程调控，降低了现场调试的人机交互复杂度，有利于减少安装调试时间和售后维护成本。

36、第六，本发明将功率汇流输出、电压电流采集、温度采集、防雷器故障检测、rs485通讯、电表和4g通讯二合一模组等功能集成于同一控制器内，有利于减少系统部件数量，降低系统物料成本和施工复杂度，提高基站叠光系统的整体集成度。