一種光伏發(fā)電智能充電器電路信號(hào)檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光伏發(fā)電智能充電器電路信號(hào)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括信號(hào)采集系統(tǒng)、霍爾傳感器、電平調(diào)節(jié)電路、濾波電路和單片機(jī)，系統(tǒng)中的直流充電信號(hào)通過信號(hào)采集系統(tǒng)收集處理，輸送到霍爾傳感器，經(jīng)過霍爾傳感器檢測后，進(jìn)行電平調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)，再經(jīng)過濾波電路便可送入單片機(jī)的模擬量輸入引腳，傳輸?shù)紻SP中處理，依靠軟件算法和硬件電路的配合，完成對系統(tǒng)的高效充電。本實(shí)用新型充電負(fù)載輸入電壓、電流檢測電路主要運(yùn)用的是霍爾傳感器和運(yùn)放電路構(gòu)成的采樣電路組成，用于保護(hù)和采樣蓄電池輸入的電壓和電流的輸入量，保證蓄電池能夠正常、安全、快速的完成充電。
【專利說明】—種光伏發(fā)電智能充電器電路信號(hào)檢測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能充電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體屬于一種光伏發(fā)電智能充電器電路信號(hào)檢測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]充電方式的選擇直接影響著電池的使用效率和使用壽命，充電技術(shù)近年來發(fā)展非常迅速，充電控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段:一、限流限壓式充電系統(tǒng)，最原始的就是限壓式充電，然后過渡到限流限壓式充電，它使用的方式就是淺充淺放，其壽命表述就是時(shí)間，沒有次數(shù)，比如10年，這種充電模式的效果差；二、恒流恒壓式充電系統(tǒng)，這是充電系統(tǒng)的發(fā)展的第二階段。首先，以恒流充電控制至預(yù)定的電壓值，然后，改為恒電壓完成剩余的充電。一般兩階段之間的轉(zhuǎn)換電壓就是第二階段的恒電壓。這種充電系統(tǒng)的充電電流總是低于電池的可接受能力，造成充電效率低，大大降低了電池的使用壽命；三、適應(yīng)智能充電系統(tǒng)，隨著大規(guī)模集成IC的出現(xiàn)，充電設(shè)備進(jìn)入了一個(gè)全新的自適應(yīng)、智能階段，即稱為第三代充電器。自適應(yīng)充電器充電系統(tǒng)遵循各類電池的充電規(guī)律進(jìn)行充電。充電系統(tǒng)具有特殊的功能的單片機(jī)控制，不斷檢測系統(tǒng)參數(shù)，安一定的算法不斷調(diào)整充電參數(shù)，同一充電器可適應(yīng)不同種類電池的充電，充電系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)整自己的輸出電流，無需人工選擇，避免操作失誤。以光伏充電系統(tǒng)為例，光伏電池將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽铍姵貙⑥D(zhuǎn)變出來的電能儲(chǔ)存起來，充電控制環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中起著樞紐作用，它根據(jù)需要不同條件來選擇蓄電池的充電模式，從而加快蓄電池的充電速度延長蓄電池的使用壽命。光伏系統(tǒng)輸入能量穩(wěn)不穩(wěn)定，控制環(huán)節(jié)具有舉足輕重的作用。其中對于電流、電壓信號(hào)快速采集檢測，是保證蓄電池能夠正常、安全、快速的完成充電基本保證。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種光伏發(fā)電智能充電器電路信號(hào)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)充電負(fù)載輸入電壓、電流檢測電路主要運(yùn)用的是霍爾傳感器和運(yùn)放電路構(gòu)成的采樣電路組成，用于保護(hù)和采樣蓄電池輸入的電壓和電流的輸入量，保證蓄電池能夠正常、安全、快速的完成充電。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種光伏發(fā)電智能充電器電路信號(hào)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括信號(hào)采集系統(tǒng)、霍爾傳感器、電平調(diào)節(jié)電路、濾波電路和單片機(jī)，系統(tǒng)中的直流充電信號(hào)通過信號(hào)采集系統(tǒng)收集處理，輸送到霍爾傳感器，經(jīng)過霍爾傳感器檢測后，進(jìn)行電平調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)，再經(jīng)過濾波電路便可送入單片機(jī)的模擬量輸入引腳，傳輸?shù)紻SP中處理，依靠軟件算法和硬件電路的配合，完成對系統(tǒng)的聞效充電。
[0006]所述的信號(hào)采集系統(tǒng)由直流電壓檢測電路、直流電壓信號(hào)采集電路、電流檢測電路、電流信號(hào)采集電路、IGBT溫度檢測電路構(gòu)成。
[0007]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0008]本實(shí)用新型充電負(fù)載輸入電壓、電流檢測電路主要運(yùn)用的是霍爾傳感器和運(yùn)放電路構(gòu)成的采樣電路組成，用于保護(hù)和采樣蓄電池輸入的電壓和電流的輸入量，保證蓄電池能夠正常、安全、快速的完成充電；蓄電池輸出電壓、電流的檢測，則是利用了霍爾傳感器，將采集的電壓電流信號(hào)。反饋傳送到SG3525中，完成最大功率跟蹤和恒流、恒壓的任務(wù)，從而控制SG3525的輸出占空比，達(dá)到控制IGBT (開、合)的目的，完成對不同電壓等級(jí)的電池的充電任務(wù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型模擬信號(hào)的硬件檢測流程框圖；
[0010]圖2為本實(shí)用新型的信號(hào)采集示意圖；
[0011]圖3為本實(shí)用新型電壓傳感器檢測電路；
[0012]圖4為本實(shí)用新型電流傳感器檢測電路。

【具體實(shí)施方式】
[0013]參見附圖，一種光伏發(fā)電智能充電器電路信號(hào)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括信號(hào)采集系統(tǒng)、霍爾傳感器、電平調(diào)節(jié)電路、濾波電路和單片機(jī)，系統(tǒng)中的直流充電信號(hào)通過信號(hào)采集系統(tǒng)收集處理，輸送到霍爾傳感器，經(jīng)過霍爾傳感器檢測后，進(jìn)行電平調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)，再經(jīng)過濾波電路便可送入單片機(jī)的模擬量輸入引腳，傳輸?shù)紻SP中處理，依靠軟件算法和硬件電路的配合，完成對系統(tǒng)的高效充電，所述的信號(hào)采集系統(tǒng)由直流電壓檢測電路、直流電壓信號(hào)采集電路、電流檢測電路、電流信號(hào)采集電路、IGBT溫度檢測電路構(gòu)成。充電負(fù)載輸入電壓、電流檢測電路主要運(yùn)用的是霍爾傳感器和運(yùn)放電路構(gòu)成的采樣電路組成，用于保護(hù)和采樣蓄電池輸入的電壓和電流的輸入量，保證蓄電池能夠正常、安全、快速的完成充電；蓄電池輸出電壓、電流的檢測，則是利用了霍爾傳感器，將采集的電壓電流信號(hào)。反饋傳送到SG3525中，完成最大功率跟蹤和恒流、恒壓的任務(wù)，從而控制SG3525的輸出占空比，達(dá)到控制IGBT(開、合)的目的，完成對不同電壓等級(jí)的電池的充電任務(wù)。對于電壓信號(hào)的檢測，本文采用的霍爾傳感器是TBV10/25A。它的一些相關(guān)參數(shù)如下:
[0014]原邊額定電流Ipn:10mA 副邊額定電流Isn:25mA
[0015]變比Kn:2500:1000工作電壓 VC:±15V
[0016]原邊電流測量范圍Ipm:0?±14mA絕緣電壓:2.5kV
[0017]其中TBV10/25A霍爾電壓傳感器的+HT和-HT端為原邊電壓輸入端，并聯(lián)在所測的電路中，并且需要在原邊回路中串入功率電阻R1，將電壓信號(hào)變換為電流信號(hào)。+、_端為傳感器工作電壓輸入端，設(shè)計(jì)中傳感器工作電壓均為±15V。M端為檢測信號(hào)輸出端,其輸出為電流型。
[0018]由于DSP的模擬通道輸入為電壓信號(hào)，因此必需對傳感器的輸出信號(hào)增加采樣電阻進(jìn)行電壓采樣，且采樣電壓應(yīng)在A/D轉(zhuǎn)換的參考電壓O?5V范圍內(nèi)。其中Rm即為采樣電阻。選取適當(dāng)Rm阻值可使采樣電壓在O?5V。
[0019]考慮到噪聲干擾的影響，檢測輸出的直流信號(hào)也必須經(jīng)過RC低通器或有源低通濾波器濾波。
[0020]如果RC濾波會(huì)增加信號(hào)源的內(nèi)阻，不利于后面的A/D采樣，因此設(shè)計(jì)中采用電壓跟隨器作為有源濾波電路以減小信號(hào)源的內(nèi)阻。
[0021]另外，由于每個(gè)模擬信號(hào)輸入引腳在片內(nèi)都有上下有鉗位作用的二極管，如果輸入電壓超出了此范圍而不做任何限流保護(hù)措施，會(huì)使芯片損壞或硬件死鎖。因此一般在信號(hào)輸入電路中串接一個(gè)限流電阻后再接到單片機(jī)引腳上。
[0022]對于電流信號(hào)的檢測，本文采用的霍爾傳感器是TCR電流傳感器。它的一些相關(guān)參數(shù)如下:
[0023]原邊額定電流Ipn:5A 原邊電流測量范圍Ip:0?土 15A
[0024]副邊額定電流Isn =1mA變比Kn:4:1000
[0025]工作電壓VC:±15V
[0026]采樣電阻Rm:內(nèi)置400 Ω
[0027]隔離電壓50Hz Imin 5.0kV
[0028]直流母線穿過電流傳感器，M端輸出檢測到的信號(hào)。+、_端為傳感器工作電壓輸入端濾波及過流保護(hù)同直流電壓檢測。
[0029]溫度檢測的設(shè)計(jì)根據(jù)溫度傳感器的使用角度可以分為接觸式和非接觸式兩種，前者是讓溫度傳感器直接與待測物體接觸，而后者是使溫度傳感器與待測離開一定的距離，檢測從待測物體放出的紅外線，從而達(dá)到測溫的目的。運(yùn)行較多的是接觸式傳感器，其中，將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的稱為熱電阻傳感器，將溫度變化轉(zhuǎn)化為熱電勢變化的稱為熱電偶傳感器。
[0030]熱電阻傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、測溫范圍寬、熱慣性小、準(zhǔn)確度高、輸出信號(hào)便于遠(yuǎn)傳等優(yōu)點(diǎn)；而其使用誤差主要來自于分度誤差、延伸導(dǎo)線誤差、動(dòng)態(tài)誤差以及使用的儀表誤差等。根據(jù)測溫范圍場合，綜合優(yōu)缺點(diǎn)，我們選取Pt-1OO熱電阻，其具體工作原理如下:放大器TL082由基準(zhǔn)電源5V做正電極輸入端，由TL082構(gòu)成的跟隨器做3U4A的負(fù)極端輸入，兩端信號(hào)比較，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓，由于PtlOO的電壓會(huì)隨溫度的變化而使電阻阻值發(fā)生變化，故PtlOO兩端的電壓也會(huì)發(fā)生變化，故由3U4B正輸入端輸入的電壓就會(huì)發(fā)生變化，然而TL082會(huì)根據(jù)不同差值的電壓值隨時(shí)改變輸出電壓信號(hào)，故保證了 PtlOO在電阻改變的同時(shí)，保證電壓也隨之而改變，從而保證電流的恒定，這樣采樣鉬電阻可以根據(jù)電阻阻值的變化反應(yīng)出電壓的變化，從而輸入運(yùn)放AD620中，產(chǎn)生輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)提供DSP中做信號(hào)處理。而鉬電阻在100°C時(shí)最大產(chǎn)生的電壓為0.28V，AD620的內(nèi)部電阻為49.1K,故需要外接5K左右的電阻，保證10倍的放大增益，使輸出電壓維持在O?3.3V中。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏發(fā)電智能充電器電路信號(hào)檢測系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括信號(hào)采集系統(tǒng)、霍爾傳感器、電平調(diào)節(jié)電路、濾波電路和單片機(jī)，系統(tǒng)中的直流充電信號(hào)通過信號(hào)采集系統(tǒng)收集處理，輸送到霍爾傳感器，經(jīng)過霍爾傳感器檢測后，進(jìn)行電平調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)，再經(jīng)過濾波電路便可送入單片機(jī)的模擬量輸入引腳，傳輸?shù)紻SP中處理，完成對系統(tǒng)的高效充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種光伏發(fā)電智能充電器電路信號(hào)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的信號(hào)采集系統(tǒng)由直流電壓檢測電路、直流電壓信號(hào)采集電路、電流檢測電路、電流信號(hào)采集電路、IGBT溫度檢測電路構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK204131167SQ201420524879
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】馬紅梅, 鄧永紅, 張全柱 申請人:華北科技學(xué)院