專利名稱：智能太陽(yáng)能充放電控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在太陽(yáng)能電源中對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電控制的智能太陽(yáng)能充放電控制器，尤其是采用集成電路芯片UC3906和MC3425相結(jié)合的方式來(lái)控制太陽(yáng)能電池對(duì)蓄電池的充電以及蓄電池對(duì)負(fù)載的放電過(guò)程，不僅具有自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池智能化多階段的充電控制功能，同時(shí)還具備精確的蓄電池充放電狀態(tài)指示，欠壓保護(hù)功能，可有效地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和保護(hù)蓄電池的充電與放電。
背景技術(shù)：
目前，一般的太陽(yáng)能電源中用來(lái)對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電控制主要有三種方式第一種為電磁開關(guān)型，太陽(yáng)能電池通過(guò)一個(gè)電磁繼電器的控制對(duì)蓄電池充電，蓄電池再通過(guò)一個(gè)電磁繼電器的控制為負(fù)載供電，在充電過(guò)程中，太陽(yáng)能電池通過(guò)繼電器的開關(guān)觸點(diǎn)直接對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到蓄電池充滿后，由控制電路控制繼電器動(dòng)作使充電回路斷開停止充電；而在放電過(guò)程中，蓄電池通過(guò)繼電器的開關(guān)觸點(diǎn)直接為負(fù)載供電，當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到蓄電池即將放空時(shí)，由控制電路控制繼電器動(dòng)作使放電回路斷開停止為負(fù)載供電。這種方式的缺點(diǎn)是電磁繼電器的機(jī)械觸點(diǎn)壽命低，電磁線圈工作時(shí)的自耗較大，其所占空間也相對(duì)較大。第二種方式為第一種的改進(jìn)，主要是將電磁繼電器用半導(dǎo)體開關(guān)管所替代，只是克服了電磁繼電器的缺陷，對(duì)蓄電池的充電方式也是直充式。第三種是單片機(jī)脈寬控制方式，太陽(yáng)能對(duì)蓄電池的充電采用先進(jìn)的多階段充電控制方式，使得對(duì)蓄電池的充電控制更為完善和合理，工作穩(wěn)定可靠，但電路相比之下較復(fù)雜，而且涉及到專業(yè)性較強(qiáng)的軟件編程，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
為了能夠使用簡(jiǎn)單的硬件電路實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池對(duì)蓄電池的高效充電，本實(shí)用新型提供一種智能太陽(yáng)能充放電控制器，它不僅能夠根據(jù)蓄電池的充電情況對(duì)蓄電池進(jìn)行大電流快速充電、均充電和浮充電三階段充電控制。而且在制作上不需要采用單片機(jī)和軟件編程技術(shù)，并且在放電控制上采用了電壓檢測(cè)專用集成電路，使得對(duì)蓄電池的充放電控制更加可靠、完善和簡(jiǎn)單。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是太陽(yáng)能電池由一個(gè)PNP型晶體三極管的控制對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，太陽(yáng)能電池的正極經(jīng)過(guò)一個(gè)阻值很小的采樣電阻R1連接在PNP型晶體三極管Q1的發(fā)射極上，三極管Q1的集電極經(jīng)過(guò)一個(gè)隔離二極管D1連接在蓄電池的正極端上，集成電路芯片UC3906并聯(lián)在充電回路的兩端，其16腳與三極管Q1的基極相連。UC3906通過(guò)其外圍的采樣電路對(duì)蓄電池的電壓和充電電流進(jìn)行采樣判斷，當(dāng)蓄電池電量不足時(shí)，UC3906控制晶體三極管Q1完全打開，使充電電路處于大電流快速充電狀態(tài)，當(dāng)蓄電池電量接近滿充時(shí)，UC3906以脈寬調(diào)制方式驅(qū)動(dòng)晶體三極管Q1工作，使充電電路處于均充電狀態(tài)，當(dāng)蓄電池電量充滿后，UC3906以恒定電壓脈寬調(diào)制方式驅(qū)動(dòng)晶體三極管Q1工作，使充電電路處于浮充電狀態(tài)。集成電路芯片MC3425的電源端并聯(lián)在蓄電池的正、負(fù)電極兩端，其第4腳一路經(jīng)過(guò)電阻R13連接在蓄電池的正端，另一路經(jīng)過(guò)電阻R14連接在蓄電池的負(fù)端，集成電路芯片MC3425的第6腳經(jīng)過(guò)二極管D2連接在場(chǎng)效應(yīng)三極管Q2的柵極上，場(chǎng)效應(yīng)三極管Q2的漏極與蓄電池的負(fù)極相連，源極與負(fù)載輸出端LOAD的負(fù)極相連，負(fù)載輸出端LOAD的正極與蓄電池的正極相連。在放電過(guò)程中，蓄電池的電能通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)三極管Q2的控制后加在負(fù)載上，場(chǎng)效應(yīng)三極管Q2受電壓檢測(cè)芯片MC3425的控制，MC3425的控制可通過(guò)檢測(cè)蓄電池兩端的電壓值來(lái)判斷蓄電池中的電量情況，在蓄電池電量正常時(shí)，MC3425控制場(chǎng)效應(yīng)三極管Q2始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)蓄電池電量不足時(shí)，MC3425控制場(chǎng)效應(yīng)三極管Q2截止，關(guān)斷蓄電池給負(fù)載的供電。UC3906和MC3425芯片可完全通過(guò)其內(nèi)部硬件線路設(shè)計(jì)和少量的外圍器件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池最佳的多階段智能化充放電控制功能。
本實(shí)用新型的有益效果是，可以不需復(fù)雜的單片機(jī)軟件編程而只采用簡(jiǎn)單的硬件線路很方便地自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池進(jìn)行大電流快速充電、均充電和浮充電三階段智能化充電及放電過(guò)程控制，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制功能完善、工作穩(wěn)定可靠。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖中IC1為UC3906集成電路，IC2為MC3425集成電路，IC3A為比較器集成電路，Q1為PNP型晶體三極管，Q2為N溝道MOS型場(chǎng)效應(yīng)管，BAT為蓄電池，LOAD為負(fù)載接入端，PV+、PV-為太陽(yáng)能電池的接入端口，LED1為蓄電池充滿指示發(fā)光二極管，LED2為電源指示發(fā)光二極管，LED3為均充電指示發(fā)光二極管，LED4為蓄電池欠壓指示發(fā)光二極管，D1為整流二極管，D2為鉗位二極管，R1～R16為電阻，C1～C3為電容。
具體實(shí)施方式
在圖中，由IC1、IC3A、Q1、D1、C1、C2、R1～R12、LED1～LED3構(gòu)成充電控制電路，太陽(yáng)能電池的正負(fù)兩極由PV+和PV-端口接入到控制電路中，充電電流經(jīng)R1、Q1、D1對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，Q1為充電電壓和充電電流調(diào)整管，其功率大小應(yīng)根據(jù)太陽(yáng)能電池的最大充電電流來(lái)確定，R1為充電電流采樣電阻，采集的電流信號(hào)由UC3906的第(1)腳和第(4)腳輸入到內(nèi)部的充電電流控制電路中，充電電流控制電路根據(jù)采樣信號(hào)來(lái)調(diào)整Q1的工作狀態(tài)；R6～R9組成電阻分壓網(wǎng)絡(luò)用來(lái)檢測(cè)蓄電池電池的電壓，檢測(cè)到的電壓信號(hào)由UC3906的第(13)腳輸入到內(nèi)部的充電電壓控制電路中，充電電壓控制電路根據(jù)電壓檢測(cè)信號(hào)來(lái)調(diào)整Q1的輸出電壓；IC3A、R10～R12、LED1組成蓄電池充滿狀態(tài)指示電路，當(dāng)蓄電池完全充滿后，充電控制器轉(zhuǎn)入到浮充電狀態(tài)，UC3906的第(10)腳輸出高電平到IC3A的反相輸入端，使IC3A輸出低電平從而點(diǎn)亮LED1；R2和LED2組成電源指示電路，當(dāng)加上充電電源后，UC3906的第(7)腳輸出低電平使LED2點(diǎn)亮發(fā)光；R3和LED3組成均充電指示電路，當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到均充電壓的95％時(shí)，充電控制器轉(zhuǎn)入到均充電狀態(tài)，此時(shí)，UC3906的第(9)腳輸出低電平使LED3點(diǎn)亮發(fā)光，為防止蓄電池電流倒流入充電控制器，在充電回路中設(shè)置了整流二極管D1，使蓄電池與充電控制能夠反向隔離。由IC2、Q2、D2、LED4、C3、R13～R16構(gòu)成放電控制電路，Q2為輸出控制開關(guān)，其導(dǎo)通與關(guān)斷受IC2的控制，IC2是一個(gè)欠壓與過(guò)壓檢測(cè)集成電路MC3425，R13、R14組成欠壓檢測(cè)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，電壓信號(hào)由MC3425的第(4)腳輸入到內(nèi)部的欠壓控制電路，R16、LED4組成欠壓指示電路，C3為欠壓延時(shí)電容，當(dāng)蓄電池電壓正常時(shí)，MC3425的第(6)腳輸出為高電平，LED4不亮，電源通過(guò)電阻R16為Q2提供偏置電壓使Q2導(dǎo)通，蓄電池經(jīng)過(guò)Q2為負(fù)載供電，當(dāng)蓄電池發(fā)生欠壓時(shí)，MC3425的第(6)腳輸出變?yōu)榈碗娖?，LED4點(diǎn)亮，R16為Q2提供的偏置電壓被D2鉗位到低電平使Q2截止從而關(guān)斷蓄電池對(duì)負(fù)載的供電。整個(gè)充放電控制器只需很少的外部元器件就可以實(shí)現(xiàn)蓄電池的精確充放電控制，簡(jiǎn)單實(shí)用，工作穩(wěn)定，性能可靠。
權(quán)利要求1.一種智能太陽(yáng)能充放電控制器，用電子電路控制蓄電池的充放電過(guò)程，其特征是太陽(yáng)能電池由一個(gè)PNP型晶體三極管的控制對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，太陽(yáng)能電池的正極經(jīng)過(guò)一個(gè)阻值很小的采樣電阻(R1)連接在PNP型晶體三極管(Q1)的發(fā)射極上，三極管(Q1)的集電極經(jīng)過(guò)一個(gè)隔離二極管(D1)連接在蓄電池的正極端上，集成電路芯片(UC3906)并聯(lián)在充電回路的兩端，其16腳與三極管(Q1)的基極相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能太陽(yáng)能充放電控制器，其特征是集成電路芯片(MC3425)的電源端并聯(lián)在蓄電池的正、負(fù)電極兩端，其第4腳一路經(jīng)過(guò)電阻(R13)連接在蓄電池的正端，另一路經(jīng)過(guò)電阻(R14)連接在蓄電池的負(fù)端，集成電路芯片(MC3425)的第6腳經(jīng)過(guò)二極管(D2)連接在場(chǎng)效應(yīng)三極管(Q2)的柵極上，場(chǎng)效應(yīng)三極管(Q2)的漏極與蓄電池的負(fù)極相連，源極與負(fù)載輸出端(LOAD)的負(fù)極相連，負(fù)載輸出端(LOAD)的正極與蓄電池的正極相連。
專利摘要一種智能太陽(yáng)能充放電控制器，它是采用集成電路芯片UC3906和MC3425相結(jié)合的方式來(lái)控制太陽(yáng)能電池對(duì)蓄電池的充電以及蓄電池對(duì)負(fù)載的放電過(guò)程，在控制器中，UC3906及其外圍元件構(gòu)成充電控制電路，MC3425及其外圍元件構(gòu)成放電控制電路，控制器能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池精確的智能化多階段充電控制以及蓄電池充放電狀態(tài)指示，欠壓保護(hù)功能，可有效地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和保護(hù)蓄電池的充電與放電，控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制功能完善、工作穩(wěn)定可靠。
文檔編號(hào)H02J7/35GK2754254SQ20042006749
公開日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月23日
發(fā)明者張盛忠, 白盛強(qiáng), 霍從崇 申請(qǐng)人:新疆新能源股份有限公司