專(zhuān)利名稱(chēng)：基于太陽(yáng)能電池的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于太陽(yáng)能電池的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的蓄電池的工作條件與蓄電池在其他場(chǎng)合的工作條件不同，其充電率和放電率都非常小，且充電時(shí)間受到限制，即只有在日照時(shí)才能充電，所以不能按一固定的充電規(guī)律對(duì)其進(jìn)行充電。由于蓄電池應(yīng)用在這個(gè)特殊的環(huán)境下，致使其壽命比所預(yù)定的短，成為整個(gè)光伏系統(tǒng)中最易損壞的部分，其損壞的原因主要為“過(guò)充”與“過(guò)放”。蓄電池過(guò)充是指其單格電壓超過(guò)某一水平一般為2. 35-2. 40V/單格，此時(shí)蓄電池?zé)o法使產(chǎn)生的氧氣充分再化合。充電電壓過(guò)高，在負(fù)極上生成的氫很難在電池內(nèi)部被吸收， 在電池中因積累而產(chǎn)生壓力并且導(dǎo)致水份損失。嚴(yán)重過(guò)充時(shí)，水分解，產(chǎn)生氫氣和氧氣，使得蓄電池底部濃度比其他地方高出許多，導(dǎo)致負(fù)極板底部硫酸鹽化，正極板腐蝕和膨脹，造成容量損失。蓄電池過(guò)放是指其放電超過(guò)了規(guī)定的放電終止電壓，蓄電池放出了過(guò)量的容量。 在鉛酸蓄電池中，兩個(gè)電極對(duì)過(guò)放都是敏感的。在溶解再沉積機(jī)理中，當(dāng)鉛和二氧化鉛分別溶解在電解液中并作為新的化合物硫酸鉛沉淀出來(lái)時(shí)，活性物質(zhì)發(fā)生了徹底的轉(zhuǎn)變并且失去原有的結(jié)構(gòu)。負(fù)電極由于有反極的危險(xiǎn)，對(duì)過(guò)放也是敏感的。活性物質(zhì)中的膨脹劑可能會(huì)因氧化而失去作用，而鉛酸蓄電池在隨后再充電時(shí)枝晶增長(zhǎng)的危險(xiǎn)會(huì)大大增加。因此，在實(shí)際充放電過(guò)程中，需要實(shí)時(shí)對(duì)蓄電池的容量進(jìn)行檢測(cè)以判斷是否應(yīng)繼續(xù)充電或放電，以確保蓄電池的使用壽命，是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適于確保蓄電池的使用壽命的基于太陽(yáng)能電池的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電源系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于太陽(yáng)能電池的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電源系統(tǒng)，其包括與太陽(yáng)能電池相連的輸入穩(wěn)壓電路、與該輸入穩(wěn)壓電路的電源輸出端通過(guò)一充放電切換開(kāi)關(guān)相連的蓄電池、與該蓄電池相連的用于檢測(cè)蓄電池端電壓的控制電路、通過(guò)所述充放電切換開(kāi)關(guān)與所述蓄電池相連的放電穩(wěn)壓電路；根據(jù)蓄電池端電壓控制所述蓄電池的充放電狀態(tài)的控制電路與所述充放電切換開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)輸入端相連?？刂齐娐愤m于根據(jù)蓄電池端電壓控制所述充放電切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換以使所述蓄電池處于相應(yīng)的充放電狀態(tài)。本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電源主要包括二大部分控制部分、可調(diào)穩(wěn)壓部分?？刂撇糠滞ㄟ^(guò)采集蓄電池端電壓來(lái)控制系充放電，以此防止蓄電池過(guò)充或過(guò)放電，提高蓄電池的使用壽命；穩(wěn)壓部分包括充電穩(wěn)壓和放電穩(wěn)壓，通過(guò)可調(diào)式集成穩(wěn)壓器來(lái)得到想要的電壓。
為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖1為實(shí)施例中的基于太陽(yáng)能電池的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電源系統(tǒng)的電路結(jié)框圖；圖2為實(shí)施例中的輸入穩(wěn)壓電路和充放電切換開(kāi)關(guān)K的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的基于太陽(yáng)能電池的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電源系統(tǒng)，包括與太陽(yáng)能電池相連的輸入穩(wěn)壓電路、與該輸入穩(wěn)壓電路的電源輸出端通過(guò)一充放電切換開(kāi)關(guān)相連的蓄電池、與該蓄電池相連的用于檢測(cè)蓄電池端電壓的控制電路、通過(guò)所述充放電切換開(kāi)關(guān)與所述蓄電池相連的放電穩(wěn)壓電路；根據(jù)蓄電池端電壓控制所述蓄電池的充放電狀態(tài)的控制電路與所述充放電切換開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)輸入端相連?？刂齐娐愤m于根據(jù)蓄電池端電壓控制所述充放電切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換以使所述蓄電池處于相應(yīng)的充放電狀態(tài)。見(jiàn)圖2，Ul為輸出電壓在1. 25V-37V范圍內(nèi)的三端集成可調(diào)穩(wěn)壓器LM317，，最大輸出電流為1.5A。太陽(yáng)能電池的直接輸出一般是12VDC。太陽(yáng)能電池輸出經(jīng)電容Cll濾波后送入LM317輸入端VI，輸出端VO輸出穩(wěn)定的直流電壓。ADJ為調(diào)整端，調(diào)整端與輸出端之間為1.25V的基準(zhǔn)電壓。為了保證穩(wěn)壓器的輸出性能，Rll的阻值應(yīng)小于240Ω。為了使輸出電壓可調(diào)，調(diào)整端與地之間間接可變電阻器RP11，改變RPll阻值即可改變輸出電壓。接頭Jl用于連接太陽(yáng)能電池，接頭J2用于連接蓄電池。Cll(IOyF)用于慮除太陽(yáng)能電池的紋波干擾，C12(10yF)用于旁路基準(zhǔn)電壓的紋波電壓，提高穩(wěn)壓電源的紋波抑制性能。C13Q00yF)防止負(fù)載在輸出端發(fā)生自激現(xiàn)象， 另外可進(jìn)一步改善輸出電壓的紋波。VD11、VD12是保護(hù)二極管，若輸入端發(fā)生短路，C13的放電電流會(huì)反向流經(jīng)LM317，又可能被沖擊損壞，VDll的接入可防止旁路反向沖擊電流，使 LM317得到保護(hù)。同理若輸出端短路，C12上的放電電流被VD6短路起到保護(hù)作用。圖中的 R12與LEDll為工作指示，正常工作時(shí)，發(fā)光二極管LEDll發(fā)光，R12為VD7的限流電阻。在蓄電池充電過(guò)程中，控制電路不斷對(duì)其端電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)蓄電池的端電壓大于某個(gè)限定值時(shí)，就視為已充滿，應(yīng)停止太陽(yáng)電池向蓄電池充電。在蓄電池供電過(guò)程中，當(dāng)其端電壓小于限定值時(shí)，應(yīng)停止供電，轉(zhuǎn)為充電狀態(tài)。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)中蓄電池端電壓VD > 15V時(shí)停止充電VD < 8V時(shí)停止供電。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本實(shí)用新型的精神所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1. 一種基于太陽(yáng)能電池的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電源系統(tǒng)，其該特征在于包括與太陽(yáng)能電池相連的輸入穩(wěn)壓電路、與該輸入穩(wěn)壓電路的電源輸出端通過(guò)一充放電切換開(kāi)關(guān)相連的蓄電池、與該蓄電池相連的用于檢測(cè)蓄電池端電壓的控制電路、通過(guò)所述充放電切換開(kāi)關(guān)與所述蓄電池相連的放電穩(wěn)壓電路；根據(jù)蓄電池端電壓控制所述蓄電池的充放電狀態(tài)的控制電路與所述充放電切換開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)輸入端相連。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于太陽(yáng)能電池的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電源系統(tǒng)，其包括與太陽(yáng)能電池相連的交換器、與交換器的充電輸出端相連的蓄電池、經(jīng)分壓電路與該蓄電池的端電壓輸出端相連的比較器、與該比較器的輸出端相連的用于控制所述蓄電池充放電的控制器；該控制器的充放電控制信號(hào)輸出端與交換器的控制信號(hào)輸入端相連。本實(shí)用新型采用了電壓?jiǎn)苇h(huán)的在線式檢測(cè)方案，在線式檢測(cè)，即在充電過(guò)程中不斷地對(duì)蓄電池的端電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)蓄電池的端電壓大于某個(gè)限定值時(shí)，就視為已充滿，停止太陽(yáng)電池向蓄電池充電。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202231453SQ20112032432
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者樊棠懷, 肖賢建 申請(qǐng)人:樊棠懷, 肖賢建