一種戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路包括：分壓支路、電壓比較器和繼電器，將分壓支路獲取的過充保護(hù)電壓作為電壓比較器的正輸入，將蓄電池的電壓作為電壓比較器的負(fù)輸入；繼電器電連接在光伏電源與蓄電池之間的充電回路上；電壓比較器的輸出端與繼電器電連接，通過輸出的高、低電平控制繼電器的導(dǎo)通、斷開。本實(shí)用新型用以克服現(xiàn)有技術(shù)中過充電電路存在的不可靠問題，從而進(jìn)一步的保障蓄電池不被過充電。
【專利說明】—種戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光伏領(lǐng)域，具體而言，涉及一種戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]戶用光伏電源是帶蓄電池的發(fā)電、儲(chǔ)電設(shè)備。蓄電池在系統(tǒng)中價(jià)格高，需要控制器對(duì)蓄電池的充電、放電進(jìn)行過壓、欠壓的保護(hù)，以防止蓄電池出現(xiàn)過充、過放電，保護(hù)蓄電池，以免引起電池壽命下降，甚至損壞的情況發(fā)生。
[0003]圖1為相關(guān)技術(shù)中常用的蓄電池充電、放電電路原理示意圖；圖中，P為光伏電源，M為MOS管，C為電容，R為電阻，B為蓄電池。如圖所示，通常使用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場(chǎng)效晶體管)功率管，和單片機(jī)的PWM (Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)的控制方式來實(shí)現(xiàn)蓄電池充電、放電回路的的接通或者切斷操作，來接通PV (Photovoltaic,光伏)和蓄電池之間的充電電路或者斷開充電回路從而達(dá)到保護(hù)蓄電池的目的。
[0004]上述方案是在充電回路中通過MOS (Mosfetmos,場(chǎng)效應(yīng)管)管實(shí)現(xiàn)的開關(guān)控制實(shí)現(xiàn)蓄電池的過充電保護(hù)，當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到過充點(diǎn)電壓，如12V150AH的電池，過充點(diǎn)電壓為14.5V,MOS管在單片機(jī)軟件控制下，發(fā)出PWM波關(guān)斷MOS管，切斷光伏電源到蓄電池的充電回路，從而保護(hù)蓄電池不再被充電。該方案的缺點(diǎn)是MOS管前端接入的是光伏組件PV，PV端引入的浪涌電流可能會(huì)引起MOS管被擊穿，發(fā)生短路情況，在這種情況下，PV和蓄電池之間是短路的，這時(shí)PV和蓄電池之間是直通的，也就是PV充電到蓄電池滿后會(huì)持續(xù)過充電給蓄電池，在電池電壓達(dá)到過充電壓點(diǎn)后蓄電池就處于高電壓充電狀態(tài)，蓄電池的過充情況下，容易引起蓄電池電解液被氣化(主要是水)，長(zhǎng)期就會(huì)出現(xiàn)電池壽命顯著下降。
[0005]容易引起MOS管失效的另外一個(gè)原因是MOS管工作在功率段，首先要起到三段式充電的控制作用，保護(hù)功能相當(dāng)于附加在其基本功能之上，而工作在功率段的MOS管本身承受:著可能的大電流、聞電壓，存在著失效的風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型提供一種戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中過充電電路存在的不可靠問題，從而進(jìn)一步的保障蓄電池不被過充電。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路，包括:分壓支路、電壓比較器和繼電器，其中:
[0008]將分壓支路獲取的過充保護(hù)電壓作為電壓比較器的正輸入，將蓄電池的電壓作為電壓比較器的負(fù)輸入；
[0009]繼電器電連接在光伏電源與蓄電池之間的充電回路上；
[0010]電壓比較器的輸出端與繼電器電連接，通過輸出的高、低電平控制繼電器的導(dǎo)通、斷開。
[0011]可選的，蓄電池的負(fù)極接地，蓄電池的正極與電壓比較器的負(fù)輸入端電連接。[0012]可選的，電壓比較器為運(yùn)算放大器。
[0013]可選的，蓄電池為鉛酸蓄電池。
[0014]可選的，分壓支路上的分壓電阻為可變電阻。
[0015]在上述實(shí)施例中，用電壓比較器硬件替代MOS管和單片機(jī)的控制作用，電壓比較器的輸出接繼電器，通過電壓比較器直接比較蓄電池的檢測(cè)電壓和過充點(diǎn)的電壓值來確定繼電器的通斷，從而保護(hù)蓄電池不被過充電。從本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的方案對(duì)比而言，本發(fā)明使用繼電器代替MOS管，無需軟件控制，繼電器的可靠性要高于MOS管這種電控型的開關(guān)功率器件，因此本發(fā)明的可靠性更高，斷開的響應(yīng)時(shí)間更短，從而提高了對(duì)蓄電池的過充電的保護(hù)的可靠性、實(shí)時(shí)性；并且純硬件實(shí)現(xiàn)的電路比軟件更加可靠，消除了使用嵌入式操作系統(tǒng)的軟件死機(jī)風(fēng)險(xiǎn)；次之本發(fā)明設(shè)計(jì)的保護(hù)電路是獨(dú)立于充電回路的，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)蓄電池的充電保護(hù)是在充電回路上通過發(fā)關(guān)斷信號(hào)關(guān)閉MOS管的，現(xiàn)有技術(shù)中光伏電源側(cè)是安裝在戶外的，可能會(huì)在雷雨天等情況下引入浪涌電流，浪涌電流會(huì)造成串接在充電回路上的MOS管被擊穿短路(戶用電源MOS管的開路電壓是幾十伏)，而本發(fā)明是獨(dú)立的保護(hù)電路，和PV充電回路屬于并聯(lián)關(guān)系，因此光伏電源測(cè)的浪涌電流不會(huì)影響到保護(hù)電路，從而保證了保護(hù)電路不會(huì)失效，可靠性高于現(xiàn)有技術(shù)方案；再次，更改過充電電壓閾值只需更改電阻大小，現(xiàn)場(chǎng)操作較為便利，適應(yīng)性更高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為相關(guān)技術(shù)中常用的蓄電池充電、放電電路原理示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0020]圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路原理示意圖。如圖所示，戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路包括:分壓支路、電壓比較器A和繼電器J，其中:
[0021]將分壓支路獲取的過充保護(hù)電壓作為電壓比較器A的正輸入，將蓄電池B的電壓作為電壓比較器A的負(fù)輸入；
[0022]繼電器J電連接在光伏電源P與蓄電池B之間的充電回路上，圖中的C和Rl分別是充電回路上的電容和電阻；
[0023]電壓比較器A的輸出端與繼電器J電連接，通過輸出的高、低電平控制繼電器J的導(dǎo)通、斷開。
[0024]圖2還示出了分壓電路的一種實(shí)現(xiàn)方式，電阻R2和R3串聯(lián)，分壓電路的一端接地，另一端連接電壓源如36V電壓源，通過電阻R3的電壓作為電壓比較器正輸入端的輸入。其中，過充保護(hù)電壓根據(jù)蓄電池的額定電壓、額定電流來確定。例如，假定蓄電池是12V、150Ah的鉛酸蓄電池，該蓄電池的過充點(diǎn)電壓是14.5V，電壓比較器采用運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)蓄電池兩端的電壓值高于14.5V以后，運(yùn)算放大器輸出邏輯電平O，電壓達(dá)到低電平(5V)以下，繼電器斷開充電回路，從而保護(hù)蓄電池不被過充電。
[0025]在上述實(shí)施例中，當(dāng)過充保護(hù)電壓改變時(shí)，通過更換分壓電路中任意一個(gè)電阻的阻值即可實(shí)現(xiàn)。此外，分壓電路的電阻還可以采用可變電阻，便于調(diào)整過充保護(hù)電壓。
[0026]將蓄電池的電壓作為電壓比較器的負(fù)輸入的一種實(shí)現(xiàn)方式時(shí)，將蓄電池的負(fù)極接地，將蓄電池的正極與電壓比較器的負(fù)輸入端電連接。此外，還可以在蓄電池的兩端并聯(lián)取樣電阻，將取樣電阻的電壓作為電壓比較器的負(fù)輸入。
[0027]在上述實(shí)施例中，用電壓比較器硬件替代MOS管和單片機(jī)的控制作用，電壓比較器的輸出接繼電器，通過電壓比較器直接比較蓄電池的檢測(cè)電壓和過充點(diǎn)的電壓值來確定繼電器的通斷，從而保護(hù)蓄電池不被過充電。從本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的方案對(duì)比而言，本發(fā)明使用繼電器代替MOS管，無需軟件控制，繼電器的可靠性要高于MOS管這種電控型的開關(guān)功率器件，因此本發(fā)明的可靠性更高，斷開的響應(yīng)時(shí)間更短，從而提高了對(duì)蓄電池的過充電的保護(hù)的可靠性、實(shí)時(shí)性；并且純硬件實(shí)現(xiàn)的電路比軟件更加可靠，消除了使用嵌入式操作系統(tǒng)的軟件死機(jī)風(fēng)險(xiǎn)；次之本發(fā)明設(shè)計(jì)的保護(hù)電路是獨(dú)立于充電回路的，區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)蓄電池的充電保護(hù)是在充電回路上通過發(fā)關(guān)斷信號(hào)關(guān)閉MOS管的，現(xiàn)有技術(shù)中光伏電源側(cè)是安裝在戶外的，可能會(huì)在雷雨天等情況下引入浪涌電流，浪涌電流會(huì)造成串接在充電回路上的MOS管被擊穿短路(戶用電源MOS管的開路電壓是幾十伏)，而本發(fā)明是獨(dú)立的保護(hù)電路，和PV充電回路屬于并聯(lián)關(guān)系，因此光伏電源測(cè)的浪涌電流不會(huì)影響到保護(hù)電路，從而保證了保護(hù)電路不會(huì)失效，可靠性高于現(xiàn)有技術(shù)方案；再次，更改過充電電壓閾值只需更改電阻大小，現(xiàn)場(chǎng)操作較為便利，適應(yīng)性更高。
[0028]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本實(shí)用新型所必須的。
[0029]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。
[0030]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路，其特征在于，包括:分壓支路、電壓比較器和繼電器，其中: 將所述分壓支路獲取的過充保護(hù)電壓作為所述電壓比較器的正輸入，將所述蓄電池的電壓作為所述電壓比較器的負(fù)輸入； 所述繼電器電連接在光伏電源與蓄電池之間的充電回路上； 所述電壓比較器的輸出端與所述繼電器電連接，通過輸出的高、低電平控制所述繼電器的導(dǎo)通、斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路，其特征在于，所述蓄電池的負(fù)極接地，所述蓄電池的正極與所述電壓比較器的負(fù)輸入端電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓比較器為運(yùn)算放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路，其特征在于，所述蓄電池為鉛酸蓄電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用光伏電源蓄電池保護(hù)電路，其特征在于，所述分壓支路上的分壓電阻為可變電阻。
【文檔編號(hào)】H02H7/18GK203456862SQ201320580664
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】韋安, 郭軍 申請(qǐng)人:中興能源（唐山）節(jié)能有限公司