專利名稱：共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種充電控制裝置，更確切地說是涉及一種對蓄電池進行溫度補償、欠壓保護及延長使用壽命的共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器方面的發(fā)明。
背景技術(shù)：
太陽能是一種清潔的、取之不盡的可再生能源資源，對環(huán)境也不會造成污染，大力推廣和利用太陽能光電技術(shù)和產(chǎn)品是一種長遠(yuǎn)的、經(jīng)濟的環(huán)保投資。現(xiàn)在我國還有很多地區(qū)處于缺電狀態(tài)，這些地區(qū)離電網(wǎng)較遠(yuǎn)，用電分散，并網(wǎng)發(fā)電難度很大，特別是在旅游地區(qū)、邊遠(yuǎn)地區(qū)生活照明用電也比較困難。而利用太陽能發(fā)電技術(shù)解決這一問題是最佳方案。但目前太陽能發(fā)電使用的太陽能充電控制裝置市場上已有很多，但都是采用普通模擬器件，用比較器簡單的判斷電池電壓來控制蓄電池的過充及過放，并且很少有溫度補償電路，降低了太陽能發(fā)電系統(tǒng)的性能，已經(jīng)不能滿足市場的需求。
由此可見，上述現(xiàn)有的太陽能充電控制器仍存在有諸多的缺陷，而丞待加以改進。
有鑒于上述現(xiàn)有的太陽能充電控制裝置存在的缺陷，本設(shè)計人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年，積有豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種改進成型結(jié)構(gòu)的共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器，能夠改進一般市面上現(xiàn)有常規(guī)太陽能充電控制裝置的成型結(jié)構(gòu)，使其更具有競爭性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本實用新型。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的主要技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有的太陽能充電控制裝置存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器，使其安全、可靠、能自動控制的智能型太陽能充電控制裝置。
本實用新型解決其主要技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本實用新型提出的共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器，包括有太陽能電池板，其特征在于太陽能電池板輸出的直流電壓經(jīng)串聯(lián)型共負(fù)極充電電路對蓄電池充電，蓄電池的輸出電壓通過場效應(yīng)管接負(fù)載；PIC單片機系統(tǒng)接蓄電池判斷其電壓變化后輸出一控制信號至升壓驅(qū)動電路，升壓驅(qū)動電路又對串聯(lián)型共負(fù)極充電電路和場效應(yīng)管進行控制。
本實用新型解決其技術(shù)問題還可以采用以下技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。
前所述的串聯(lián)型共負(fù)極充電電路由兩只場效應(yīng)管T1、T2其共S極連接，共G極驅(qū)動組成。
前所述的升壓驅(qū)動電路由單片機輸出一個振蕩信號，經(jīng)過三極管T4、T5、T6和電阻R4組成的推動電路，二極管D1、D2和電容C1、C2組成的倍壓電路，電阻R6、R7和三極管T6組成的充電驅(qū)動電路對串聯(lián)型共負(fù)極充電電路進行驅(qū)動控制，電阻R8、R9和三極管T7組成放電驅(qū)動電路對放電場效應(yīng)管T3進行驅(qū)動控制構(gòu)成。
前所述的PIC單片機系統(tǒng)由接單片機A/D轉(zhuǎn)換端的溫度采樣電路、電壓采樣電路及單片機組成。
前所述的溫度采樣電路由熱敏電阻RT和參考電阻R3組成。
前所述的電壓采樣電路由電阻R1、R2與串聯(lián)于蓄電池兩側(cè)的電位器RW組成。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本實用新型由于采用上述技術(shù)方案，使其用PIC單片機完成智能處理，具有充電關(guān)斷、溫度補償、欠壓保護、12V與24V蓄電池識別功能。具體的說就是使用一種方便接地的回路將太陽能電池板輸出的電能高效的充入蓄電池，當(dāng)蓄電池充滿后可以自動停止充電，并且根據(jù)蓄電池工作的環(huán)境溫度對充電進行智能調(diào)整即溫度補償，蓄電池對外放電時根據(jù)蓄電池電壓進行欠壓保護，以此延長蓄電池使用壽命；為使裝置有較廣的使用范圍，就要裝置既可就12V蓄電池工作也可用于24V的蓄電池，所以裝置可對12V與24V兩種規(guī)格的蓄電池進行判斷。
本實用新型在結(jié)構(gòu)設(shè)計、使用的實用性及成本效益上，確實完全符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需，并且所揭露的結(jié)構(gòu)是前所未有的創(chuàng)新設(shè)計，其未見于任何刊物，在申請前更未見有相同的結(jié)構(gòu)特征公知、公用在先，且市面上亦未見有類似的產(chǎn)品，而確實具有新穎性。
本實用新型的結(jié)構(gòu)確比現(xiàn)有的太陽能充電控制裝置更具技術(shù)進步性，且其獨特的結(jié)構(gòu)特征及更能亦遠(yuǎn)非現(xiàn)有的太陽能充電控制裝置所可比擬，較現(xiàn)有的太陽能充電控制裝置更具有技術(shù)上進步，并具有增進的多項功效，而確實具有創(chuàng)造性。
本實用新型的設(shè)計人研究此類產(chǎn)品已有十?dāng)?shù)年的經(jīng)驗，對于現(xiàn)有的太陽能充電控制裝置所存在的問題及缺陷相當(dāng)了解，而本實用新型既是根據(jù)上述缺陷研究開發(fā)而創(chuàng)設(shè)的，其確實能達到預(yù)期的目的及功效，不但在空間型態(tài)上確屬創(chuàng)新，而且較現(xiàn)有的確屬具有相當(dāng)?shù)脑鲞M功效，且較現(xiàn)有習(xí)知產(chǎn)品更具有技術(shù)進步性及實用性，并產(chǎn)生了好用及實用的優(yōu)良功效，而確實具有實用性。
綜上所述，本實用新型在空間型態(tài)上確屬創(chuàng)新，并較現(xiàn)有產(chǎn)品具有增進的多項功效，且結(jié)構(gòu)簡單，適于實用，具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值。其在技術(shù)發(fā)展空間有限的領(lǐng)域中，不論在結(jié)構(gòu)上或功能上皆有較大的改進，且在技術(shù)上有較大的進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，而確實具有增進的功效，從而更加適于實用，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅為本實用新型技術(shù)方案特征部份的概述，為使專業(yè)技術(shù)人員能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
本實用新型的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖1是本實用新型共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器的電路方框圖。
圖2是本實用新型共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器的串聯(lián)型共負(fù)極充電電路的原理圖。
圖3是本實用新型共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器升壓驅(qū)動電路的原理圖。
圖4是本實用新型共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器PIC單片機系統(tǒng)的原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
請參閱圖1所示，本實用新型共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器，主要由太陽能電池板輸出的直流電經(jīng)過串聯(lián)型共負(fù)極充電電路對蓄電池充電，當(dāng)蓄電池的電壓通過充電達到浮充電壓時，PIC單片機系統(tǒng)會判斷出蓄電池電壓，輸出控制信號給升壓驅(qū)動電路控制串聯(lián)型共負(fù)極充電電路關(guān)斷，這樣太陽能電池板就停止對蓄電池的充電；蓄電池輸出的電流經(jīng)過串聯(lián)在放電回路的場效應(yīng)管T3輸出到負(fù)載，當(dāng)蓄電池的電壓由于放電而過低時，PIC單片機系統(tǒng)會判斷出蓄電池電壓，輸出控制信號給升壓驅(qū)動電路控制T3關(guān)斷，停止輸出。
本實用新型的串聯(lián)型共負(fù)極充電電路實現(xiàn)充電控制的方法如附圖2，兩只場效應(yīng)管T1、T2共源極連接(圖中s1s2點)、共柵極驅(qū)動(圖中g(shù)1g2點)，這樣當(dāng)兩只場效應(yīng)管T1、T2同時導(dǎo)通時，串聯(lián)型共負(fù)極充電電路導(dǎo)通呈阻性，可以對蓄電池充電；當(dāng)這樣在兩只場效應(yīng)管T1、T2同時關(guān)斷時，串聯(lián)型共負(fù)極充電電路可以完全截止關(guān)斷。當(dāng)串聯(lián)型共負(fù)極充電電路導(dǎo)通工作時，由于場效應(yīng)管的電阻很小，這樣相對于充電回路有二極管的傳統(tǒng)回路，發(fā)熱更少、效率更高。
本實用新型的升壓電路采用的方法如附圖3，由單片機輸出一個振蕩信號，經(jīng)過T4、T5、T6和R4組成的電路推動由兩只二極管D1、D2和兩個電容C1、C2組成的倍壓電路進行升壓，用升壓電路產(chǎn)生的2倍于系統(tǒng)工作電壓VCC的驅(qū)動電壓VDD，單片機的控制信號分別由R6、R7、T6組成的充電驅(qū)動電路對串聯(lián)型共負(fù)極充電電路進行驅(qū)動控制和由R8、R9、T7組成放電驅(qū)動電路對放電場效應(yīng)管T3進行驅(qū)動控制。
本實用新型的12V/24V識別及過壓、欠壓保護的實現(xiàn)方法如附圖4，將采樣電阻R1、R2及電位器RW串聯(lián)在蓄電池兩極，通過R1、R2、RW對蓄電池電壓進行分壓，得到一個和蓄電池電壓成比例的采樣電壓，使用PIC單片機的A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換端口對采樣電壓進行采樣，PIC單片機對采得的數(shù)據(jù)進行分析，判斷出蓄電池電壓，然后根據(jù)設(shè)定的程序進行處理。例如如果通過采樣判斷蓄電池電壓大于16V，就可以判斷出蓄電池不是12V規(guī)格，由于本實用新型只使用12V、24V兩種規(guī)格，就可以判斷當(dāng)前的蓄電池是24V規(guī)格，PIC單片機會根據(jù)設(shè)定的程序使裝置按24V模式工作，反之就是12V規(guī)格，裝置會按12V模式工作；如果通過采樣判斷蓄電池電壓偏低，PIC單片機根據(jù)設(shè)定的程序會控制場效應(yīng)管T3，使T3關(guān)斷停止輸出，這樣就做到了欠壓保護；如果通過采樣判斷蓄電池電壓偏高，PIC單片機根據(jù)設(shè)定的程序會控制T1、T2組成的串聯(lián)型共負(fù)極充電電路，對蓄電池的充電就會停止，這樣就可以控制對蓄電池充電的浮充電壓。
本實用新型的溫度補償?shù)膶崿F(xiàn)方法本實用新型的溫度采樣是利用熱敏電阻在不同溫度下電阻不同的特性實現(xiàn)的。如附圖4，在基準(zhǔn)電壓源的兩端串聯(lián)電阻R3和熱敏電阻RT，通過類似蓄電池電壓采樣方法對R3與RT分壓點的電壓采樣，PIC單片機根據(jù)設(shè)定的程序可以判斷出環(huán)境溫度，然后根據(jù)判斷出的溫度進行溫度補償。例如PIC單片機通過溫度采樣判斷蓄電池所處的工作環(huán)境溫度，如果判斷出溫度高于攝氏25度，PIC單片機會根據(jù)設(shè)定好的程序降低浮充電壓；如果判斷出溫度低于攝氏25度，PIC單片機會根據(jù)設(shè)定好的程序升高浮充電壓。本實用新型會對每電池單體每1攝氏度補償4mV。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器，包括有太陽能電池板，其特征在于太陽能電池板輸出的直流電壓經(jīng)串聯(lián)型共負(fù)極充電電路對蓄電池充電，蓄電池的輸出電壓通過場效應(yīng)管接負(fù)載；PIC單片機系統(tǒng)接蓄電池判斷其電壓變化后輸出一控制信號至升壓驅(qū)動電路，升壓驅(qū)動電路又對串聯(lián)型共負(fù)極充電電路和場效應(yīng)管進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器，其特征在于其中所述的串聯(lián)型共負(fù)極充電電路由兩只場效應(yīng)管T1、T2其共S極連接，共G極驅(qū)動組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器，其特征在于其中所述的升壓驅(qū)動電路由單片機輸出一個振蕩信號，經(jīng)過三極管T4、T5、T6和電阻R4組成的推動電路，二極管D1、D2和電容C1、C2組成的倍壓電路，電阻R6、R7和三極管T6組成的充電驅(qū)動電路對串聯(lián)型共負(fù)極充電電路進行驅(qū)動控制，電阻R8、R9和三極管T7組成放電驅(qū)動電路對放電場效應(yīng)管T3進行驅(qū)動控制構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器，其特征在于其中所述的PIC單片機系統(tǒng)由接單片機A/D轉(zhuǎn)換端的溫度采樣電路、電壓采樣電路及單片機組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器，其特征在于其中所述的溫度采樣電路由熱敏電阻RT和參考電阻R3組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器，其特征在于其中所述的電壓采樣電路由電阻R1、R2與串聯(lián)于蓄電池兩側(cè)的電位器RW組成。
專利摘要本實用新型涉及一種能對蓄電池進行溫度補償、欠壓保護及延長使用壽命的共負(fù)極連接的智能型太陽能充電控制器方面的創(chuàng)造。它由太陽能電池板，太陽能電池板輸出的直流電壓經(jīng)串聯(lián)型共負(fù)極充電電路對蓄電池充電，蓄電池的輸出電壓通過場效應(yīng)管接負(fù)載；PIC單片機系統(tǒng)接蓄電池判斷其電壓變化后輸出一控制信號至升壓驅(qū)動電路，升壓驅(qū)動電路又對串聯(lián)型共負(fù)極充電電路和場效應(yīng)管進行控制構(gòu)成。
文檔編號H02J7/35GK2859900SQ20052014291
公開日2007年1月17日 申請日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者趙丹, 屈軍, 李衛(wèi)江 申請人:新疆新能源股份有限公司