專利名稱：蓄電池充電控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于蓄電池充電過程的控制電路，尤其涉及一種太陽能電池板供電對 蓄電池充電過程的控制電路。
背景技術(shù)：
在一些應(yīng)用中，比如惡劣的(如沙漠等無電場所)環(huán)境監(jiān)測點等需要對數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)供電的場所，往往是利用蓄電池進(jìn)行供電，很多時候采用人工更換電池的方法，費工又費 力。在這樣的應(yīng)用場合往往需要利用太陽能池板對蓄電池進(jìn)行供電，傳統(tǒng)的充電方法為首 先采集電壓電流信號，然后根據(jù)反饋的信號，微處理器根據(jù)這些反饋信號對蓄電池進(jìn)行充 電管理。這樣不但浪費了系統(tǒng)CPU資源，而且加大了能耗，整個系統(tǒng)在抗干擾性較差，且需 要比較大的成本。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種準(zhǔn)確性、抗干擾性以及可靠性極高的 蓄電池充電控制電路。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種蓄電池充電控制電路， 所述的蓄電池充電控制電路完全采用硬件電路，其包括蓄電池、為蓄電池提供電量的太陽 能電池板、電壓比較器電路、電流比較器電路，太陽能電池板的正極連接于蓄電池的正極， 太陽能的負(fù)極經(jīng)第一電阻和電子開關(guān)連接于蓄電池的負(fù)極；電子開關(guān)的控制端與電壓比較 器電路和電流比較器電路的輸出端連接，由電壓比較器電路和電流比較器電路共同控制電 子開關(guān)，電壓比較器的輸入端連接于蓄電池的正極，電流比較器的輸入端連接于第一電阻 與電子開關(guān)的連接點。最好所述的太陽能電池板的正極經(jīng)二極管連接于蓄電池的正極，二 極管的正極與太陽能電池板的正極，二極管的負(fù)極連接于蓄電池的正極。采用上述技術(shù)方案的蓄電池充電控制電路，因其完全為硬件電路，無外部CPU控 制，故其成本低，抗干擾性強(qiáng)。電壓比較器和電流比較器組成了蓄電池的充電控制回路。電 壓信號與電流信號的反饋信號分別送入比較器，由電流比較器和電壓比較器的作用來實現(xiàn) 充電回路的導(dǎo)通與關(guān)斷，適合的占空比使得蓄電池能獲得適合的充電電壓和充電電流。其 調(diào)試方便，電路完全采用硬件電路搭建，期間價格相對低廉。若后續(xù)接帶CPU的負(fù)載，其蓄 電池的充放電均不需后續(xù)負(fù)載的干預(yù)，大大減少了后續(xù)負(fù)載中CPU的開銷，抗干擾能力強(qiáng)， 并且電源供電穩(wěn)定，性能可靠。并可以根據(jù)需要調(diào)配容量和輸出電壓，使產(chǎn)品具有一定的通 用性，可廣泛運用于光伏發(fā)電、電力、環(huán)境監(jiān)測、冶金、石化等的數(shù)據(jù)采集的電源供應(yīng)系統(tǒng)。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步說明。

圖1是本實用新型的原理框圖。圖2是本實用新型一種實施例的電路原理圖。[0009]具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型蓄電池充電控制電路的一種實施例，包括蓄電池、為 蓄電池提供電量的太陽能電池板、電壓比較器電路、電流比較器電路，太陽能電池板的正極 經(jīng)二極管D3連接于蓄電池的正極，太陽能的負(fù)極經(jīng)第一電阻R5和電子開關(guān)連接于蓄電池 的負(fù)極；電子開關(guān)的控制端與電壓比較器電路和電流比較器電路的輸出端連接，由電壓比 較器電路和電流比較器電路共同控制電子開關(guān)Q1，電壓比較器電路的輸入端連接于二極管 D3的負(fù)極，電流比較器電路的輸入端連接于第一電阻R5與電子開關(guān)Ql的連接點。其原理是太陽能電池板的正端通過電流表和二極管D3引向蓄電池的正極，負(fù)端 經(jīng)第一電阻R5和電子開關(guān)Ql引向蓄電池的負(fù)極，由此形成蓄電池的充電回路。電流表可 直接指示蓄電池充電電流的大小，便于人工觀察。本實施例中LEDl是太陽能電池板的供電 指示燈，第二電阻Rl經(jīng)光隔離器件的輸入端向發(fā)光二極管LEDl提供電源。當(dāng)太陽能電池 有電能時，LED會發(fā)光，器件的輸出端可向控制回路提供太陽能電池板有無電能的開關(guān)量信 息。二極管D3用作全電路的極性保護(hù)，防止輸入極性接反時損傷電路元件。當(dāng)太陽能電池 板無電能時，二極管D3兩端電壓反置，可阻止蓄電池向LEDl倒送電而誤發(fā)光。萬一輸入 回路短路，二極管D3也會因兩端電壓反置而阻止蓄電池短路放電。由于普通整流二極管有 0. 5(TlV的壓降，這對太陽能電池板來說是個很大的壓降損失，為此本裝置采用了低功耗低 壓降的1Ν5822整流二極管，克服了普通二極管的缺陷。電壓比較器電路和電流比較器電路組成了蓄電池的充電控制回路。二極管D3輸 出端向電壓比較器電路提供電壓反饋信號。第一電阻R5因有來自電子開關(guān)Ql的電流流入 而產(chǎn)生壓降，此壓降作為電流負(fù)反饋信號送入電流比較器電路，電子開關(guān)Ql在兩比較器電 路的共同作用下高速頻繁導(dǎo)通與開斷，合適的占空比使得蓄電池能獲得合適的充電電壓和 電流。本實施例采用N溝道的場效應(yīng)管Ql做電子開關(guān)，當(dāng)場效應(yīng)管Ql導(dǎo)通，蓄電池處于 被充電狀態(tài)。反之場效應(yīng)管Ql截止，蓄電池停止充電?？刂茍鲂?yīng)管Ql的控制極電位，便 可控制蓄電池的充電與否。電壓比較器電路的核心運放UlA本實施例采用運放LM3M開環(huán)設(shè)計，實現(xiàn)快速比 較功能。開環(huán)狀態(tài)下的運放UlA只要其正輸入端電壓略高于負(fù)輸入端，輸出則為正，反之輸 出則為負(fù)，響應(yīng)極為迅速。運放的正輸入端作為參考基準(zhǔn)輸入，采用低功耗高穩(wěn)定度的穩(wěn)壓 元件DWl提供參照基準(zhǔn)電壓。電解電容Cl的加裝可以使ΗΤ7133的輸出更為穩(wěn)定?；瑒与?阻RWl是蓄電池電壓的取樣電阻，從蓄電池兩端取得反饋電壓，在滑動電阻RWl的動臂上取 出采樣分壓，連接到運放的負(fù)輸入端。當(dāng)采樣分壓高于基準(zhǔn)電壓時，運放輸出迅速為低，經(jīng) 二極管Dl的下拉，場效應(yīng)管的控制極也為低，場效應(yīng)管迅速截止，蓄電池停止充電。此后的 蓄電池電壓會因放電而緩慢下降，滑動電阻RWl的取樣分壓也會按比例下降。當(dāng)取樣電壓 低于基準(zhǔn)電壓時，UlA輸出迅速為高，場效應(yīng)管因控制極為高而迅速導(dǎo)通，蓄電池又開始被 充電，電壓隨之漸漸上升，RWl的采樣分壓端也跟著升壓。當(dāng)采樣分壓高于基準(zhǔn)電壓時，UAl 的輸出又迅速下跳，場效應(yīng)管也跟著迅速截止，如此周而復(fù)始，蓄電池的充電電壓會被精確 地控制在一個設(shè)定的值上。由于UlA比較器的靈敏度極高，電子開關(guān)Ql細(xì)微的輸出紋波就會受到UlA的調(diào) 節(jié)，加上C3的濾波，蓄電池可以獲得非常平穩(wěn)供電電壓，即使拆除蓄電池，電子開關(guān)Ql的輸出照樣平穩(wěn)。電流比較器電路的原理與電壓比較器電路的原理相似。以運放UlD為比較器，取 DW2作參照基準(zhǔn)電位，接到UlD的正輸入端。C2作DW2的濾波器。由于本比較器是以太陽 能電池板的負(fù)端為參照點進(jìn)行充電電流的監(jiān)測，所以DW2和C2均以太陽能電池板的負(fù)端為 公共點。電流負(fù)反饋信號取自第一電阻R5。太陽能電池板對蓄電池的充電電流經(jīng)第一電阻 R5入地，R5兩端的電壓降與充電電流的大小成正比。運放UlB作為普通的負(fù)反饋正向線性 放大器，對第一電阻R5兩端的電壓進(jìn)行放大后，傳送到比較器UlD的負(fù)輸入端。當(dāng)UlD負(fù) 輸入端的電壓高于正端的基準(zhǔn)電壓時，UlD輸出迅速變負(fù)，場效應(yīng)管隨即截止，蓄電池停止 充電，R5兩端即刻失去電壓，放大器UlB的輸出立即歸0，比較器UlA因正輸入端電壓高于 負(fù)輸入端，所以輸出立即變高，電子開關(guān)Ql隨即導(dǎo)通，蓄電池又開始充電，可一充電又導(dǎo)致 比較器UlA輸出迅速變低，Ql又截止。如此頻繁振蕩，蓄電池獲得了一定額度的平均充電 電流，電流大小由UlB的放大倍數(shù)決定，調(diào)節(jié)RW2可改變UlB的放大倍數(shù)，從而達(dá)到充電電 流大小的控制。R5的阻值不能太大，否則會過度增加電路的內(nèi)部功耗，影響太陽能電池板的 效率。電子開關(guān)Ql在電壓比較器和電流比較器的共同控制下頻繁接通和斷開蓄電池的 充電。兩個比較器經(jīng)Dl和D2相與，只要有一個比較器處于低電位，電子開關(guān)Ql就截止，當(dāng) 在兩個比較器同時為高時，電子開關(guān)Ql導(dǎo)通。實現(xiàn)了對蓄電池充電的控制。
權(quán)利要求1.一種蓄電池充電控制電路，包括蓄電池，其特征在于所述的蓄電池充電控制電路 完全采用硬件電路，其還包括為蓄電池提供電量的太陽能電池板、電壓比較器電路、電流比 較器電路，太陽能電池板的正極連接于蓄電池的正極，太陽能的負(fù)極經(jīng)第一電阻和電子開 關(guān)連接于蓄電池的負(fù)極；電子開關(guān)的控制端與電壓比較器電路和電流比較器電路的輸出端 連接，由電壓比較器電路和電流比較器電路共同控制電子開關(guān)，電壓比較器的輸入端連接 于蓄電池的正極，電流比較器的輸入端連接于第一電阻與電子開關(guān)的連接點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池充電控制電路，其特征在于所述的太陽能電池板的 正極經(jīng)二極管連接于蓄電池的正極，二極管的正極與太陽能電池板的正極，二極管的負(fù)極 連接于蓄電池的正極。
專利摘要一種蓄電池充電控制電路，所述的蓄電池充電控制電路完全采用硬件電路，其包括蓄電池、為蓄電池提供電量的太陽能電池板、電壓比較器電路、電流比較器電路，太陽能電池板的正極連接于蓄電池的正極，太陽能的負(fù)極經(jīng)第一電阻和電子開關(guān)連接于蓄電池的負(fù)極；電子開關(guān)的控制端與電壓比較器電路和電流比較器電路的輸出端連接，由電壓比較器電路和電流比較器電路共同控制電子開關(guān)，電壓比較器的輸入端連接于蓄電池的正極，電流比較器的輸入端連接于第一電阻與電子開關(guān)的連接點。因其完全為硬件電路，無外部CPU控制，故其成本低，抗干擾性強(qiáng)。
文檔編號H02J7/00GK201877864SQ201020668990
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者矯財東 申請人:浙江埃菲生能源科技有限公司