專利名稱：太陽(yáng)能充放電控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能充放電控制器，特別是涉及一種可編程序控制器MCU 的充放電控制。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)保與能源利用控制越來(lái)越受到重視，太陽(yáng)能充電器等新能源電子產(chǎn)品也逐漸步入規(guī)?；瘧?yīng)用市場(chǎng)。科技作為國(guó)內(nèi)最專業(yè)的反向技術(shù)研發(fā)基地，始終緊跟最新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)最新應(yīng)用領(lǐng)域提供全方位技術(shù)支持。關(guān)鍵的是蓄電池充放電的控制器設(shè)計(jì)，只要蓄電池的充放電控制器設(shè)計(jì)好了，對(duì)蓄電池的使用壽命是非常有利的。反之則對(duì)蓄電池的損害是非常不利的。目前，蓄電池進(jìn)行充放電控制主要是通過(guò)電磁繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄電池充放電控制的，本實(shí)用新型專利在此基礎(chǔ)上作了改進(jìn)，是將電磁繼電器用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)管所替代并且通過(guò)單片機(jī)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。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種太陽(yáng)能充放電控制器的設(shè)計(jì)，其控制方式是采用電源正端作為公共端來(lái)進(jìn)行太陽(yáng)能充放電的控制，分別設(shè)有太陽(yáng)能電池地、 蓄電池地和負(fù)載地，從而達(dá)到對(duì)太陽(yáng)能裝置控制的目的。主要用于光伏發(fā)電系統(tǒng)的蓄電池充放電控制等環(huán)境。本實(shí)用新型專利主要由報(bào)警信號(hào)，可編程序控制器MCU，電源回路，保護(hù)回路，充電回路，放電回路，狀態(tài)顯示及充電顯示，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明其具有較高的安全性和穩(wěn)固性，并且容易實(shí)現(xiàn)。該太陽(yáng)能充放電控制器，其特征在于，包括有由充電回路和放電回路、與充電回路和放電回路相連接的用于控制蓄電池的充電與放電狀態(tài)的太陽(yáng)能控制器、與太陽(yáng)能控制器的輸入相連接的用于設(shè)置蓄電池的放電時(shí)間的按鍵設(shè)置構(gòu)成的太陽(yáng)能充放電控制器，以及與太陽(yáng)能控制器的輸入相連接的用于保護(hù)蓄電池過(guò)充和過(guò)放的保護(hù)回路、以及與太陽(yáng)能控制器的輸入相連接的用于報(bào)警和蓄電池低電量、中電量和飽時(shí)的聲音信號(hào)的對(duì)應(yīng)充電狀態(tài)的聲音和報(bào)警信號(hào)、以及與太陽(yáng)能控制器的輸出相連接的用于顯示蓄電池的工作信息的狀態(tài)顯示。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖2是本實(shí)用新型的報(bào)警、時(shí)間設(shè)置和電壓取樣電路原理圖圖3是本實(shí)用新型的單片機(jī)控制原理及蓄電池的LED狀態(tài)顯示圖圖4是本實(shí)用新型的蓄電池充放電控制主電路圖[0010]其中1:太陽(yáng)能控制器MCU
2 按鍵設(shè)置
4 對(duì)應(yīng)充電狀態(tài)的聲音和報(bào)警信號(hào)3:保護(hù)回路5 狀態(tài)顯示8:充電回路
6 充電顯示 9 放電回路 10:充電狀態(tài)顯示
11 負(fù)載狀態(tài)顯示12:光伏電池板端子 13:蓄電池端子14:負(fù)載端子
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出具體實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的太陽(yáng)能充放電控制器是如何實(shí)現(xiàn)的。下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型專利作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)用新型專利只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍。實(shí)用新型的太陽(yáng)能充放電控制器由充電回路⑶和放電回路(9)、與充電回路⑶ 和放電回路(9)相連接的用于控制蓄電池的充電與放電狀態(tài)的太陽(yáng)能控制器(1)、與太陽(yáng)能控制器(1)的輸入相連接的用于設(shè)置蓄電池的放電時(shí)間的按鍵設(shè)置( 構(gòu)成的太陽(yáng)能充放電控制器，以及與太陽(yáng)能控制器(1)的輸入相連接的用于保護(hù)蓄電池過(guò)充和過(guò)放的保護(hù)回路(3)、以及與太陽(yáng)能控制器(1)的輸入相連接的用于報(bào)警和蓄電池低電量、中電量和飽時(shí)的聲音信號(hào)的對(duì)應(yīng)充電狀態(tài)的聲音和報(bào)警信號(hào)G)、以及與太陽(yáng)能控制器(1)的輸出相連接的用于顯示蓄電池的工作信息的狀態(tài)顯示(5)，使整個(gè)太陽(yáng)能充放電控制器很有效的控制蓄電池的充放電，可有效提高蓄電池使用壽命。經(jīng)上述有限元模擬接觸分析結(jié)果顯示，由于本電路特殊的設(shè)計(jì)，可根據(jù)控制不同的太陽(yáng)能電池地、蓄電池地和負(fù)載地實(shí)現(xiàn)整個(gè)太陽(yáng)能充放電的控制。如圖1所示，是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，所述的可編程序控制器MCU采用工業(yè)單片機(jī)PIC16F684，所述的太陽(yáng)能電池板端子(12)、蓄電池端子(13)、負(fù)載端子(14)分別為外部接線端子，將其要控制的輸入輸出系統(tǒng)的連接起來(lái)。如圖2所示，所述的報(bào)警、時(shí)間設(shè)置和電壓取樣電路包括有系統(tǒng)的保護(hù)、報(bào)警、充放電時(shí)間的設(shè)置及電壓取樣。所述的報(bào)警回路SGl的一端接著二極管DlO的一端，電容C10、 C12串聯(lián)起來(lái)直接接到蓄電池地，電容C10、C12的連接點(diǎn)接到報(bào)警回路SGl的另一端，二極管DlO的另一端連接到單片機(jī)的5腳，所述的時(shí)間設(shè)置Sl開(kāi)關(guān)的一端接到VDD5V電壓，另一端直接接到單片機(jī)的11腳。所述的系統(tǒng)的保護(hù)型號(hào)為470KD10，直接并聯(lián)到光伏電池板的兩端，分別為一端接VCC，另一端接到光伏電池板的地。所述的電壓取樣電阻R19、R18串聯(lián)起來(lái)一端接蓄電池地，另一端接到電源VCC，它們的連接點(diǎn)直接接到單片機(jī)的9腳。如圖3所示，所述的單片機(jī)控制原理及蓄電池的LED狀態(tài)顯示包括有用于報(bào)警和蓄電池低電量發(fā)光二極管LEDl、中電量發(fā)光二極管LED2和滿電量發(fā)光二極管LED3，所述的狀態(tài)顯示( 包括有蓄電池是工作在充電狀態(tài)發(fā)光二極管LED4和放電狀態(tài)發(fā)光二極管LED5的充電顯示(6)，以及用于顯示充電的低電量發(fā)光二極管LED1、中電量發(fā)光二極管 LED2和滿電量發(fā)光二極管LED3的充電狀態(tài)顯示(10)，以及用于顯示負(fù)載狀態(tài)的低電量LED1、中電量LED2和滿電量LED3的充電狀態(tài)顯示(11)。如圖4所示，所述的蓄電池充放電控制主電路包括有充電回路和放電回路，所述的充電回路(8)包括太陽(yáng)能控制器(1)中單片機(jī)2腳與三極管T12的基極、電阻R29的一端相連，電阻似9的另一端與二極管D14的陽(yáng)極相連，二極管D14的陰極連到電源的正極 VCC,由場(chǎng)效應(yīng)管T6、T8，三極管Tl和T12、電容Cll組成的電路對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，所述的單片機(jī)電源由二極管D4、三極管T4、和三極管TlO組成的電路提供；所述的放電回路是由 VCC連接到電阻R6的一端，電阻R6的另一端接到二極管D9的一端，二極管D9的另一端連接到三極管T5的基極，場(chǎng)效應(yīng)管Tll的柵極G通過(guò)電阻R35連接到三極管T5的集電極，三極管T5的發(fā)射極連接到場(chǎng)效應(yīng)管Tll的漏極D和電阻R15的一端及連接到負(fù)載地，電阻 R15、R16的連接點(diǎn)接到單片機(jī)的10腳，場(chǎng)效應(yīng)管Tll的源極S直接接到蓄電池的地端，所述的放電回路(9)由三極管T3和T5、場(chǎng)效應(yīng)管Tll構(gòu)成，由單片機(jī)控制接通或斷開(kāi)負(fù)載。所述的單片機(jī)電源是由VCC連接到二極管D4的一端，另一端通過(guò)接到三極管T4 的集電極，電阻R17的一端接到二極管D4，另一端接到三極管T4的基極，三極管T4的發(fā)射極連接到電阻R12的一端及三極管TlO的集電極，三極管TlO的基極連接到電阻R12的另一端和穩(wěn)壓管D6的一端，穩(wěn)壓管D6的另一端直接接到蓄電池地，三極管TlO的發(fā)射極直接接到單片機(jī)的電源電壓端。所述的按鍵設(shè)置( 通過(guò)按鍵Sl進(jìn)行設(shè)置，分長(zhǎng)按和短按來(lái)進(jìn)入或退出編程狀態(tài)，按鍵設(shè)置可設(shè)置為夜晚模式、黃昏至凌晨模式或關(guān)閉夜晚功能，在黃昏至凌晨模式或夜晚模式下還可以設(shè)置接通負(fù)載的時(shí)間及光控點(diǎn)的設(shè)置。由上所述，本實(shí)用新型專利適用于實(shí)用于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的蓄電池組的充放電控制及其它的蓄電池充放電控制，用來(lái)保護(hù)蓄電池的使用壽命，避免能量源自太陽(yáng)能電池板的過(guò)度充電，及負(fù)載運(yùn)行造成的過(guò)度放電，充電特性包括幾個(gè)階段，控制器可以根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)充電電壓、自動(dòng)溫度補(bǔ)償，能實(shí)現(xiàn)單按鈕來(lái)進(jìn)行時(shí)間的長(zhǎng)短控制。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能充放電控制器，其特征在于，包括有由充電回路(8)和放電回路(9)、 與充電回路⑶和放電回路(9)相連接的用于控制蓄電池的充電與放電狀態(tài)的太陽(yáng)能控制器⑴、與太陽(yáng)能控制器⑴的輸入相連接的用于設(shè)置蓄電池的放電時(shí)間的按鍵設(shè)置⑵構(gòu)成的太陽(yáng)能充放電控制器，以及與太陽(yáng)能控制器(1)的輸入相連接的用于保護(hù)蓄電池過(guò)充和過(guò)放的保護(hù)回路(3)、以及與太陽(yáng)能控制器(1)的輸入相連接的用于報(bào)警和蓄電池低電量、中電量和飽時(shí)的聲音信號(hào)的對(duì)應(yīng)充電狀態(tài)的聲音和報(bào)警信號(hào)G)、以及與太陽(yáng)能控制器 (1)的輸出相連接的用于顯示蓄電池的工作信息的狀態(tài)顯示(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能充放電控制器，其特征在于，所述的狀態(tài)顯示( 包括有蓄電池是工作在充電狀態(tài)LED4和放電狀態(tài)LED5的充電顯示(6)，以及用于顯示充電的低電量LED1、中電量LED2和飽和LED3的充電狀態(tài)顯示(10)，以及用于顯示負(fù)載狀態(tài)的低電量LED1、中電量LED2和飽和LED3的充電狀態(tài)顯示(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能充放電控制器，其特征在于，所述的充電回路(8)包括太陽(yáng)能控制器(1)中單片機(jī)2腳與三極管T12的基極、電阻似9的一端相連，電阻似9的另一端與二極管D14的陽(yáng)極相連，二極管D14的陰極連到電源的正極VCC，由場(chǎng)效應(yīng)管T6、 T8，三極管Tl和T12、電容Cll組成的電路對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，所述的單片機(jī)電源由二極管 D4、三極管T4、和三極管TlO組成的電路提供。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能充放電控制器，其特征在于，所述的放電回路(9)由三極管T3和T5、場(chǎng)效應(yīng)管Tll構(gòu)成，由單片機(jī)控制接通或斷開(kāi)負(fù)載。
專利摘要一種太陽(yáng)能充放電控制器，包括有由充電回路和放電回路、與充電回路和放電回路相連接的用于控制蓄電池的充電與放電狀態(tài)的太陽(yáng)能控制器、與太陽(yáng)能控制器的輸入相連接的用于設(shè)置蓄電池的放電時(shí)間的按鍵設(shè)置構(gòu)成的太陽(yáng)能充放電控制器，以及與太陽(yáng)能控制器的輸入相連接的用于保護(hù)蓄電池過(guò)充和過(guò)放的保護(hù)回路、以及與太陽(yáng)能控制器的輸入相連接的用于報(bào)警和蓄電池低電量、中電量和飽時(shí)的聲音信號(hào)的對(duì)應(yīng)充電狀態(tài)的聲音和報(bào)警信號(hào)、以及與太陽(yáng)能控制器的輸出相連接的用于顯示蓄電池的工作信息的狀態(tài)顯示。本實(shí)用新型能夠有效對(duì)充放電進(jìn)行準(zhǔn)確控制，對(duì)延長(zhǎng)蓄電池使用壽命有一定效果，能夠降低光伏系統(tǒng)的綜合使用成本。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202042913SQ20102023729
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者吳興利, 胡山 申請(qǐng)人:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)