太陽能充電電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種太陽能充電電路，包括分別用于連接光伏電池陣列的正極和負極的第一端子和第二端子、分別用于連接蓄電池的正極和負極的第三端子和第四端子；所述充電電路還包括保護單元和充電控制單元，其中：所述第一端子和第三端子相連，且所述第一端子經(jīng)由保護單元為充電控制單元供電；所述充電控制單元的輸入端連接到第二端子、輸出端連接第四端子。本實用新型通過一個保護裝置同時有效保護光伏電池陣列和蓄電池，顯著降低了系統(tǒng)成本。
【專利說明】太陽能充電電路【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光伏發(fā)電領域，更具體地說，涉及一種太陽能充電電路。
【背景技術】
[0002]離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)被廣泛應用于偏僻山區(qū)、無電區(qū)、海島、通訊基站等應用場所。系統(tǒng)一般由光伏電池陣列、充放電控制器、蓄電池組、離網(wǎng)型逆變器、直流負載和交流負載等構成。光伏電池陣列在有光照的情況下將太陽能轉換為電能，通過太陽能充放電控制器給負載供電，同時給蓄電池組充電；在無光照時，通過太陽能充放電控制器由蓄電池組給直流負載供電，同時蓄電池還要直接給獨立逆變器供電，通過獨立逆變器逆變成交流電，給交流負載供電。
[0003]在上述太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池陣列通過一個保護裝置(比如空氣開關)連接到充放電控制器上，然后充放電控制器再通一個保護裝置(比如空氣開關)接蓄電池組，也就是說需要兩個保護裝置(比如空氣開關)才能同時保護光伏電池陣列和蓄電池。上述結構顯然將增加系統(tǒng)成本。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技 術問題在于，針對上述離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池充電因采用兩個保護裝置而導致成本升高的問題，提供一種僅具有一個保護裝置的太陽能充電電路。
[0005]本實用新型解決上述技術問題的技術方案是，提供一種太陽能充電電路，包括分別用于連接光伏電池陣列的正極和負極的第一端子和第二端子、分別用于連接蓄電池的正極和負極的第三端子和第四端子；所述充電電路還包括保護單元和充電控制單元，其中:所述第一端子和第三端子相連，且所述第一端子經(jīng)由保護單元為充電控制單元供電；所述充電控制單元的輸入端連接到第二端子、輸出端連接第四端子。
[0006]在本實用新型所述的太陽能充電電路中，所述保護單元包括串接在第一端子和充電控制單元之間的空氣開關或保險絲。
[0007]在本實用新型所述的太陽能充電電路中，所述充電控制單元包括控制電路、母線電容和第一功率開關器件，其中:所述母線電容的正極連接到保護單元、負極連接到第四端子；所述第一功率開關器件通過集電極和發(fā)射極串接在第二端子和第四端子之間、基極連接控制電路的控制信號輸出端；所述控制電路由母線電容的正極供電并在該控制電路失電時，控制信號輸出端輸出低電平。
[0008]在本實用新型所述的太陽能充電電路中，所述充電控制單元包括第二功率開關器件，所述第二功率開關器件通過發(fā)射極和集電極串接在第一功率開關器件與第四端子之間，且基極連接到控制電路的控制信號輸出端。
[0009]在本實用新型所述的太陽能充電電路中，所述第一功率開關器件的集電極連接第二端子、發(fā)射極連接第二功率開關器件的發(fā)射極；所述第二功率開關器件的集電極連接第四端子。
[0010]在本實用新型所述的太陽能充電電路中，所述第一功率開關器件和第二功率開關器件為場效應管或三極管。
[0011 ] 在本實用新型所述的太陽能充電電路中，所述充電控制單元還包括功率開關二極管和電感，其中:所述電感串接在第一功率開關器件與第四端子之間；所述功率開關二極管的正極連接到電感和第一功率開關器件的連接點、負極連接到母線電容的正極。
[0012]本實用新型的太陽能充電電路具有以下有益效果:通過一個保護裝置同時有效保護光伏電池陣列和蓄電池，顯著降低了系統(tǒng)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型太陽能充電電路實施例的示意圖。
[0014]圖2是圖1中太陽能充電電路的第一應用場景的示意圖。
[0015]圖3是圖1中太陽能充電電路的第二應用場景的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0017]如圖1所示，是本實用新型太陽能充電電路實施例的示意圖，該太陽能充電電路用于通過光伏電池陣列為蓄電池充電，并提供充電過程中的保護。本實施例的太陽能充電電路包括第一端子PV+、第二端子PV-、第三端子BAT+、第四端子BAT-、保護單元11以及充電控制單元12，其中第一端子PV+和第二端子PV-分別用于連接光伏電池陣列的正極和負極，第三端子BAT+和第四端子BAT-分別用于連接蓄電池的正極和負極；第一端子PV+和第三端子BAT+相連，且該第一端子PV+經(jīng)由保護單元11為充電控制單元12供電(即第一端子PV+經(jīng)由保護單元11連接到充電控制單元12的電源接入端)；充電控制單元12的輸入端連接到第二端子PV-、輸出端連接第四端子BAT-。
[0018]上述保護單元11在太陽能發(fā)電系統(tǒng)工作異常時斷開，其具體可包括串接在第一端子PV+和充電控制單元12的供電端之間的空氣開關或保險絲。
[0019]在上述太陽能充電電路中，當太陽能發(fā)電系統(tǒng)正常運行時，保護單元11閉合，光伏電池陣列將太陽能轉換為直流電，并由充電控制單元12根據(jù)電池狀態(tài)對蓄電池進行充電；當系統(tǒng)異常時，保護單元11跳脫，充電控制單元12處于失電狀態(tài)，充電控制單元12內(nèi)的半導體開關器件分離，使得蓄電池和光伏電池陣列脫開，有效的保護了光伏電池陣列和蓄電池。
[0020]如圖2所示，是圖1中太陽能充電電路的第一應用場景的示意圖。該應用場景中的保護單元11采用空氣開關CB1，充電控制單元12包括控制電路(圖中未示出，具體可包括一個控制芯片)、母線電容Cl、第一功率開關器件S1、第二功率開關器件S2，其中母線電容Cl的正極連接到空氣開關CBl、負極連接到第四端子BAT-;控制電路的供電端連接到母線電容Cl的正極；第一功率開關器件SI和第二功率開關器件S2串接在第二端子FA-和第四端子BAT-之間，并由控制電路的控制信號輸出端輸出的控制信號開通或關斷(即第一功率開關器件SI和第二功率開關器件S2的基極連接到控制電路的控制信號輸出端)。
[0021]上述第一功率按開關器件SI和第二功率開關器件S2可以為場效應管或三極管
坐寸ο
[0022]由于控制電路經(jīng)由空氣開關CBl供電，因此在空氣開關CBl閉合時，控制電路根據(jù)蓄電池狀態(tài)產(chǎn)生控制信號使第一功率開關器件SI和第二功率開關器件S2導通，從而光伏電池陣列可為蓄電池充電；而當空氣開關CBl斷開時，控制電路失電從而其控制信號輸出端輸出低電平，使第一功率開關器件SI和第二功率開關器件S2斷開，從而光伏電池陣列停止為蓄電池充電。
[0023]特別地，上述第一功率開關器件SI的集電極連接第二端子PV-、發(fā)射極連接到第二功率開關器件S2的發(fā)射極，第二功率開關器件S2的發(fā)射極連接到第四端子BAT-。通過串接的第一功率開關器件SI和第二功率開關器件S2，可進一步保證系統(tǒng)的安全性，避免其中一個被擊穿而損壞光伏電池陣列和蓄電池。
[0024]如圖3所示，是圖1中太陽能充電電路的第二應用場景的示意圖。該應用場景中的保護單元11采用空氣開關CB2，充電控制單元12包括控制電路(圖中未示出，具體可包括一個控制芯片)、母線電容C2、第三功率開關器件S3、功率開關二極管Dl和電感LI，其中母線電容C2的正極連接到空氣開關CB2、負極連接到第四端子BAT-;控制電路的供電端連接到母線電容C2的正極；第三功率開關器件S3由控制電路的控制信號輸出端輸出的控制信號開通或關斷(即第三功率開關器件S3的基極連接到控制電路的控制信號輸出端);電感LI串接在第三功率開關器件S3與第四端子BAT-之間；功率開關二極管Dl的正極連接到電感LI和第三功率開關器件S3的連接點、負極連接到母線電容C2的正極。
[0025]在空氣開關CB2斷開時，控制電路失電，其控制信號輸出端輸出低電平，從而第三功率開關器件S3斷開，光伏電池陣列停止為蓄電池充電。
[0026]當然，在實際應用中，上述太陽能充電電路還可應用于其他場景，例如充電控制單元采用其他拓撲結構的場合等。
[0027]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種太陽能充電電路，包括分別用于連接光伏電池陣列的正極和負極的第一端子和第二端子、分別用于連接蓄電池的正極和負極的第三端子和第四端子；其特征在于:所述充電電路還包括保護單元和充電控制單元，其中:所述第一端子和第三端子相連，且所述第一端子經(jīng)由保護單元為充電控制單元供電；所述充電控制單元的輸入端連接到第二端子、輸出端連接第四端子。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能充電電路，其特征在于:所述保護單元包括串接在第一端子和充電控制單元之間的空氣開關或保險絲。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的太陽能充電電路，其特征在于:所述充電控制單元包括控制電路、母線電容和第一功率開關器件，其中:所述母線電容的正極連接到保護單元、負極連接到第四端子；所述第一功率開關器件通過集電極和發(fā)射極串接在第二端子和第四端子之間、基極連接控制電路的控制信號輸出端；所述控制電路由母線電容的正極供電并在該控制電路失電時，控制信號輸出端輸出低電平。
4.根據(jù)權利要求3所述的太陽能充電電路，其特征在于:所述充電控制單元包括第二功率開關器件，所述第二功率開關器件通過發(fā)射極和集電極串接在第一功率開關器件與第四端子之間，且基極連接到控制電路的控制信號輸出端。
5.根據(jù)權利要求4所述的太陽能充電電路，其特征在于:所述第一功率開關器件的集電極連接第二端子、發(fā)射極連接第二功率開關器件的發(fā)射極；所述第二功率開關器件的集電極連接第四端子。
6.根據(jù)權利要求4所述的太陽能充電電路，其特征在于:所述第一功率開關器件和第二功率開關器件為場效應管或三極管。
7.根據(jù)權利要求6所述的太陽能充電電路，其特征在于:所述充電控制單元還包括功率開關二極管和電感，其中:所述電感串接在第一功率開關器件與第四端子之間；所述功率開關二極管的正極連接到電感和第一功率開關器件的連接點、負極連接到母線電容的正極。
【文檔編號】H02J7/00GK203553989SQ201320628451
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權日:2013年10月11日
【發(fā)明者】劉玉偉, 何飛 申請人:深圳市匯川技術股份有限公司