專利名稱：光伏戶用直流電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光伏戶用直流電源，特別是一種帶有充、放電控制器的光伏
戶用直流電源。
背景技術(shù)：
目前，光伏發(fā)電裝置在邊遠地區(qū)的通訊、交通、電力及農(nóng)牧區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，但 往往因為充放電控制不合理，影響蓄電池及輸出端LED的壽命，性能穩(wěn)定性差，故障率較 高。而且現(xiàn)有的光伏發(fā)電裝置功能單一，不太方便人們的生活需求。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的，是要提供一種光伏戶用直流電源，采用P麗脈沖調(diào)制控制保 護技術(shù)，不僅能有效地保護蓄電池，防止過充電現(xiàn)象的發(fā)生，還能快速、平穩(wěn)地為蓄電池充 電。同時采用P麗脈沖調(diào)制保護技術(shù)能保證輸出端LED工作在12V/24V額定電壓狀態(tài)，大 大延長輸出端LED的使用壽命。并在普通戶用電源的基礎(chǔ)上增加實時時鐘顯示，蓄電池電 量顯示，實時溫度顯示，可靠性高，成本較低。 本實用新型所述光伏戶用直流電源，它包括光伏組件、蓄電池、單片機，其特征是 壓敏電阻與兩個串聯(lián)的采樣電阻并聯(lián)于光伏組件的正負極，通過單片機采樣光伏組件電 壓；單片機通過寬脈調(diào)制及功率驅(qū)動，驅(qū)動兩個背對背場效應(yīng)開關(guān)管，蓄電池的正極通過一 個保險絲與光伏組件的正極相連，蓄電池的負極與兩場效應(yīng)開關(guān)管的一端相連接；在輸出 端串聯(lián)電流傳感器，通過單片機采樣電流值；單片機通過功率驅(qū)動，驅(qū)動另一個場效應(yīng)開關(guān) 管實現(xiàn)輸出控制及輸出保護；光伏組件的正極、壓敏電阻的一端、兩串聯(lián)電阻的一端、保險 絲的一端連接成輸出正極；光伏組件的負極、壓敏電阻的另一端、兩串聯(lián)電阻的另一端、蓄 電池的負極、電流傳感器的一端及三個場效應(yīng)開關(guān)管連接成輸出的負極。 本實用新型所述所述單片機分別與實時鐘信號儀、溫度傳感器、LCD顯示儀相連 接；所述LCD顯示儀設(shè)有實時溫度顯示、蓄電池電量顯示、實時時鐘顯示，年、月、日期顯示。 本實用新型的有益效果是，選用單片機做為主控芯片，對系統(tǒng)的工作進行實時調(diào) 度，實現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、蓄電池及負載的管理、工作狀態(tài)的指示；通過長效應(yīng)開關(guān)管 的導(dǎo)通與閉合來控制充放電，有效地保護蓄電池，防止過充、過放電現(xiàn)象的發(fā)生，還能快速、 平穩(wěn)地為蓄電池充電，延長LED的使用壽命。

圖1為本實用新型系統(tǒng)框架圖。 圖2為本實用新型充電過程曲線圖。 圖3為本實用新型LCD顯示屏示意圖。 圖中1.光伏組件，2.蓄電池，3.保險絲，4.壓敏電阻，5.電流傳感器，6.電壓采樣點。
具體實施方式本實用新型所述光伏戶用直流電源，如圖1、2、3所示，它包括光伏組件1、蓄電池 2、單片機，壓敏電阻4與兩個串聯(lián)的采樣電阻R并聯(lián)于光伏組件1的正負極，通過單片機采 樣電壓采樣點6電壓；單片機通過寬脈調(diào)制及功率驅(qū)動，驅(qū)動兩個背對背場效應(yīng)開關(guān)管Qp 92，蓄電池2的正極通過一個保險絲3與光伏組件1的正極相連，蓄電池2的負極與兩場效 應(yīng)Qi、Q2—端相連；在輸出端串聯(lián)電流傳感器5，通過單片機采樣電流值；單片機通過功率驅(qū) 動，驅(qū)動另一個場效應(yīng)管Q3實現(xiàn)輸出控制及輸出保護；光伏組件l的正極、壓敏電阻4的一 端、兩串聯(lián)電阻R的一端、保險絲3的一端連接成輸出正極；光伏組件1的負極、壓敏電阻4 的另一端、兩串聯(lián)電阻R的另一端、蓄電池2的負極、電流傳感器5的一端及三個場效應(yīng)管 Qi 、 Q2 、 Q3連接成輸出的負極。本實用新型所述所述單片機分別與實時鐘信號、溫度傳感器、LCD顯示儀相連接；
所述LCD顯示儀設(shè)有實時溫度顯示，顯示采樣室溫、蓄電池電量顯示，顯示蓄電池電壓、實
時時鐘顯示，年、月、日、時、分、秒顯示。實時鐘信號產(chǎn)生的信息在LCD上顯示。本實用新型選用STC12C5410AD單片機做為主控芯片、8通道10位ADC以及4通道
P麗、片內(nèi)資源豐富、集成度高、使用方便。STC12C5410AD對系統(tǒng)的工作進行實施調(diào)度，實現(xiàn)
外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、蓄電池及負載的管理、工作狀態(tài)的指示等。所謂P麗控制就是控制輸
出波形的占空比，周期并不改變，通過場效應(yīng)開關(guān)管的導(dǎo)通與閉合來控制充放電。 Q2起控制蓄電池充放電的作用，當(dāng)蓄電池電壓低于過充保護電壓時，處于導(dǎo)
通狀態(tài)或P麗充電狀態(tài)(按照圖2曲線進行充電)；反之，Q工關(guān)斷。當(dāng)蓄電池電壓高于過放
保護電壓時，Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)；反之，Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)。 由于節(jié)能燈或LED的額定工作電壓是12伏，蓄電池的電壓在12伏左右波動，經(jīng)過 脈寬調(diào)制功率驅(qū)動，控制Q3的占空比，保證輸出電壓為12伏。 輸出保護的作用是，當(dāng)蓄電池電壓太低，停止輸出。電流傳感器的作用是，檢測負 載電流，若過載時間超過設(shè)定點，93會關(guān)斷，或大于3倍額定電流短路保護動作，93立即關(guān) 斷。 在兩個串聯(lián)電阻之間設(shè)有電壓采樣點，在不同的光照時間，電壓不同，單片機采集 該點的實時電壓。 壓敏電阻起保護電路的作用，當(dāng)輸入的光伏組件電壓超過系統(tǒng)負荷，壓敏電阻導(dǎo) 通，保護系統(tǒng)避免燒壞。 蓄電池的充電包含4個階段，如圖2所示。每個階段依賴于電流、電壓的設(shè)定值 Ebl，Ibl，Eb2，Ib2，以恒電流或恒電壓充電。第一階段，以Ibl恒流充電，當(dāng)電壓達到Ebl時 轉(zhuǎn)入第二階段。第二階段，以Ebl恒壓充電，隨著電池開路電壓的提高，電流會逐漸變小，當(dāng) 充電電流達到Ib2時，轉(zhuǎn)入第三階段。第三階段，以Ib2恒流充電，這時電池電壓進一步提 高，當(dāng)電壓達到Eb2時轉(zhuǎn)入第四階段。第四階段，以Eb2恒壓充電，這時電流進一步地逐漸 變小，達到充電安時數(shù)后停止。 單片機自帶10位A/D實時采樣系統(tǒng)輸出電壓，應(yīng)用P麗技術(shù)調(diào)整占空比(Q3的 開關(guān)狀態(tài))，使LED工作在12V額定電壓狀態(tài)，大大延長LED的使用壽命。常見的光伏戶用 系統(tǒng)只采用LED燈指示蓄電池電量，而且準確度不高，本系統(tǒng)采用LCD顯示，更加準確直觀
4(如圖3所示)。由于系統(tǒng)需要采用溫度補償對蓄電池進行保護，單片機STC12C5410通過
采樣溫度參數(shù)，實時檢測當(dāng)前溫度，使用熱敏電阻進行溫度補償，不要外加其它器件就可以
實現(xiàn)溫度采集顯示的功能，同樣也可以顯示蓄電池電量，并這基礎(chǔ)上增加實時時鐘功能，充
分利用系統(tǒng)現(xiàn)有的資源，增強系統(tǒng)的實用性。 附P麗功率驅(qū)動，即脈寬調(diào)制功率驅(qū)動。 LCD顯示，即液晶屏顯示。
權(quán)利要求光伏戶用直流電源，它包括光伏組件、蓄電池、單片機，其特征是壓敏電阻與兩個串聯(lián)的采樣電阻并聯(lián)于光伏組件的正負極，通過單片機采樣光伏組件電壓；單片機通過寬脈調(diào)制及功率驅(qū)動，驅(qū)動兩個背對背場效應(yīng)開關(guān)管，蓄電池的正極通過一個保險絲與光伏組件的正極相連，蓄電池的負極與兩場效應(yīng)開關(guān)管的一端相連接；在輸出端串聯(lián)電流傳感器，通過單片機采樣電流值；單片機通過功率驅(qū)動，驅(qū)動另一個場效應(yīng)開關(guān)管實現(xiàn)輸出控制及輸出保護；光伏組件的正極、壓敏電阻的一端、兩串聯(lián)電阻的一端、保險絲的一端連接成輸出正極；光伏組件的負極、壓敏電阻的另一端、兩串聯(lián)電阻的另一端、蓄電池的負極、電流傳感器的一端及三個場效應(yīng)開關(guān)管連接成輸出的負極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述光伏戶用直流電源，其特征是所述單片機分別與實時鐘信號 模塊、溫度傳感器、LCD顯示儀相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述光伏戶用直流電源，其特征是所述LCD顯示儀設(shè)有實時溫度 顯示、蓄電池電量顯示、實時時鐘顯示，年、月、日、時、分、秒顯示。
專利摘要本實用新型所述光伏戶用直流電源，它包括光伏組件、蓄電池、單片機，單片機通過寬脈調(diào)制及功率驅(qū)動電路驅(qū)動兩個場效應(yīng)開關(guān)管；還通過功能驅(qū)動驅(qū)動另一個場效應(yīng)開關(guān)管，實現(xiàn)輸出控制及輸出保護。本實用新型選用單片機做為主控芯片，對系統(tǒng)的工作進行實時調(diào)度，實現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、蓄電池及負載的管理、工作狀態(tài)的指示；通過場效應(yīng)開關(guān)管的導(dǎo)通與閉合來控制充放電，有效地保護蓄電池，防止過充、過放電現(xiàn)象的發(fā)生，還能快速、平穩(wěn)地為蓄電池充電，延長輸出端LED的使用壽命。
文檔編號H02J7/00GK201536267SQ20092003140
公開日2010年7月28日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者江亨祥 申請人:廈門多科莫太陽能科技有限公司