專利名稱：具備mppt功能的寬電壓輸入智能光伏充電控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光伏充電系統(tǒng)，具體的涉及一種具備1^^11功能的寬電壓輸入智 能光伏充電控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能是一種清潔的可再生能源，取之不盡，用之不竭。相關(guān)專家預(yù)測(cè)，2040年全 球的光伏發(fā)電量將占世界總發(fā)電量的26%左右，2050年后太陽能將成為世界能源的支柱。 但目前太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率較低，加上系統(tǒng)電路的損耗，其綜合效率只有11%左右， 所以如何提高光伏系統(tǒng)的效率是太陽能利用的關(guān)鍵問題之一。作為光伏充放電系統(tǒng)中的儲(chǔ) 能元件，蓄電池在恒壓或者恒流充電時(shí)容易在極板上生成難于轉(zhuǎn)換為活性物質(zhì)的硫酸鉛結(jié) 晶，致使蓄電池導(dǎo)電性不良、電阻大，溶解度和溶解速度小，嚴(yán)重影響其使用壽命。太陽能電池板是一種能夠吸收太陽光并將其轉(zhuǎn)換為電能的半導(dǎo)體裝置，根據(jù)其內(nèi) 部結(jié)構(gòu)和輸出伏安特性所得到的等效電路如

圖1所示，它由一個(gè)受光強(qiáng)和溫度影響的電流 源并聯(lián)一個(gè)二極管再串ー個(gè)電阻組成。太陽能電池板的最大功率點(diǎn)受到當(dāng)時(shí)光照強(qiáng)度和電池板工作溫度的影響，不同的 光照強(qiáng)度下其最大功率點(diǎn)不同，如圖2所示。圖2中，3表示光照強(qiáng)度，1、￥和1分別表示 太陽能電池板的輸出功率、輸出電壓和電流。由圖2可知，太陽電池板始終工作在最大功率 點(diǎn)時(shí)，其輸出能量達(dá)到最大。因而，需要相應(yīng)的控制算法能在快速變化的天氣條件下有效跟 蹤最大功率點(diǎn)，使得電池板盡可能地工作在最大功率點(diǎn)上，即為MPPT算法。根據(jù)戴維南定理，將太陽能電池簡單等效為一個(gè)理想的直流電壓源
L^t和ー個(gè)電源電阻r的串聯(lián)，如圖3所示，當(dāng)然該直流電壓源的電壓和串聯(lián)的電阻是變化 的。某ー時(shí)刻負(fù)載電阻/^；所獲得的功率:
權(quán)利要求
1.具備MPPT功能的寬電壓輸入智能光伏充電控制系統(tǒng)，包括太陽能電池陣列(8)和蓄電池(9)，其特征在于所述太陽能電池陣列(8)連接有用于實(shí)現(xiàn)太陽能電池板輸出電壓的穩(wěn)壓輸入的升降壓電路(1)，所述升降壓電路(1)連接具有脈沖充電功能的充電電路 (2)，所述充電電路(2)連接所述蓄電池(9)；還包括單片機(jī)控制器(6)，所述單片機(jī)控制器 (6)連接所述充電電路(2)，用于控制充電電路進(jìn)行不同功能的充電模式進(jìn)行充電，包括快速充電、脈沖充電、浮充充電及自動(dòng)停止充電，所述充電電路(2)的輸出端通過電流電壓檢測(cè)電路(3 )反饋至所述單片機(jī)控制器(6 )，所述單片機(jī)控制器(6 )還通過開關(guān)PWM控制電路 (4)連接至所述升降壓電路(1)，所述開關(guān)PWM控制電路(4)通過調(diào)節(jié)開關(guān)管的脈沖占空比改變負(fù)載部分的等效電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備MPPT功能的寬電壓輸入智能光伏充電控制系統(tǒng)，其特征在于所述蓄電池(9)還連接有用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池表面溫度的溫度傳感器(7)，所述溫度傳感器(7)連接所述單片機(jī)控制電路(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備MPPT功能的寬電壓輸入智能光伏充電控制系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)控制電路(6)還連接一用于顯示及報(bào)警的液晶模塊(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備MPPT功能的寬電壓輸入智能光伏充電控制系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)控制電路(6)還連接一用于顯示及報(bào)警的液晶模塊(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備MPPT功能的寬電壓輸入智能光伏充電控制系統(tǒng)，其特征在于所述升降壓電路(1)包括主要由升壓穩(wěn)壓器(Ul)構(gòu)成的升壓穩(wěn)壓器電路(101)和主要由開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器(U2)構(gòu)成的開關(guān)電壓調(diào)節(jié)電路(102)，所述升壓穩(wěn)壓器電路(101) 的輸出端連接所述開關(guān)電壓調(diào)節(jié)電路(102)的輸入端；所述升壓穩(wěn)壓器電路(101)的輸入端連接有第一穩(wěn)壓管(D1)，輸出端連接有由發(fā)光二極管(D2)和電阻串聯(lián)構(gòu)成的發(fā)光支路; 所述開關(guān)電壓調(diào)節(jié)電路(102)的反饋端為一可調(diào)電阻(R_adj)，所述可調(diào)電阻(R_adj)的一端通過電阻接地，另一端通過電容接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備MPPT功能的寬電壓輸入智能光伏充電控制系統(tǒng)，其特征在于所述充電電路(2)主要由可調(diào)控輸出開關(guān)模式同步整流器的電流源(U3)構(gòu)成，所述可調(diào)控輸出開關(guān)模式同步整流器的電流源(U3)的電流檢測(cè)負(fù)比較器輸入端(CS-)與正電流檢測(cè)比較器輸入端(CS+)之間通過第二開關(guān)(J2)和第三開關(guān)(J3)連接有第一電阻 (R1)，并通過第四開關(guān)(J4)和第五開關(guān)(J5)連接有第二電阻(R2)，所述第一電阻(Rl)上跨接有第一開關(guān)(J1)，所述第二電阻(R2)上跨接有第六開關(guān)(J6)。
7.據(jù)權(quán)利要求6所述的具備MPPT功能的寬電壓輸入智能光伏充電控制系統(tǒng)，其特征在于所述可調(diào)控輸出開關(guān)模式同步整流器的電流源(U3)為MAX1640集成芯片或MAX1641 集成芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的具備MPPT功能的寬電壓輸入智能光伏充電控制系統(tǒng)，其特征在于所述電流電壓檢測(cè)電路(3)包括電流檢測(cè)電路和電壓檢測(cè)電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具備MPPT功能的寬電壓輸入智能光伏充電控制系統(tǒng)，其特征在于所述電流檢測(cè)電路主要包括第一雙路差動(dòng)輸入運(yùn)算放大器(U4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具備MPPT功能的寬電壓輸入智能光伏充電控制系統(tǒng)，其特征在于所述電壓檢測(cè)電路主要包括第二雙路差動(dòng)輸入運(yùn)算放大器(U5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具備MPPT功能的寬電壓輸入智能光伏充電控制系統(tǒng)，包括太陽能電池陣列和蓄電池，太陽能電池陣列連接升降壓電路，升降壓電路連接充電電路，充電電路連接蓄電池；還包括單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器連接充電電路，充電電路的輸出端通過電流電壓檢測(cè)電路反饋至單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器還通過開關(guān)PWM控制電路連接至升降壓電路，蓄電池還連接有用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池表面溫度的溫度傳感器，溫度傳感器連接單片機(jī)控制電路；單片機(jī)控制電路還連接一用于顯示及報(bào)警的液晶模塊。本發(fā)明可在5V-26V范圍內(nèi)對(duì)12V蓄電池進(jìn)行預(yù)設(shè)模式充電，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102545339SQ201210024839
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者吳迪, 季晶晶, 張曉俊, 許宜申, 陶智 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)