一種太陽(yáng)能充電防倒灌控制器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種太陽(yáng)能充電防倒灌控制器，包括太陽(yáng)能電池板、防雷擊模塊、PWM電流控制模塊、二極管防倒灌模塊、電壓采樣模塊A、電壓采樣模塊B、單片機(jī)控制模塊和蓄電池。通過(guò)電壓采樣模塊分別對(duì)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓和蓄電池電壓信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采樣，并將電壓信息傳入單片機(jī)控制模塊進(jìn)行分析，根據(jù)不同的情形向PWM電流控制模塊發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，進(jìn)而調(diào)節(jié)、控制充電電流；防雷擊模塊可有效防止雷電天氣對(duì)太陽(yáng)能充電系統(tǒng)的損壞；二極管防倒灌模塊可以有效防止蓄電池電流倒灌。本實(shí)用新型可提高充電效率，保護(hù)蓄電池并延長(zhǎng)其使用壽命，降低生產(chǎn)和安裝成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種太陽(yáng)能充電防倒灌控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種蓄電池充電裝置，尤其是一種太陽(yáng)能充電防倒灌控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能作為一種可再生的清潔能源，在人類(lèi)生產(chǎn)和生活中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能發(fā)電等。當(dāng)前，以“光生伏特效應(yīng)”為原理的太陽(yáng)能電池的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已逐步走向商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化，小功率小面積的太陽(yáng)能電池已大批量出現(xiàn)并開(kāi)始廣泛應(yīng)用，這種太陽(yáng)能電池由光伏板、控制器和蓄電池組成，通過(guò)光伏板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存到蓄電池中，同時(shí)通過(guò)控制器對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行控制。
[0003]但由于太陽(yáng)能資源具有不穩(wěn)定性，如以重慶為例的西南地區(qū)處于東南暖濕氣流與西北冷空氣的交匯地帶，四季潮濕多雨且多雷電天氣，是全國(guó)日照時(shí)間最短、光照強(qiáng)度最差、太陽(yáng)能資源最不穩(wěn)定的地區(qū)，若使用普通的太陽(yáng)能充電器，太陽(yáng)能電池板電壓、電流都極不穩(wěn)定，因此充電效率極低，且會(huì)因?yàn)檫^(guò)沖而發(fā)生蓄電池電流倒灌現(xiàn)象，在頻繁的雷雨天氣下也容易遭雷電擊中而被燒毀。為了使太陽(yáng)能電池能夠滿足我國(guó)西南地區(qū)典型氣候條件的需求，不僅首先需要有防雷擊設(shè)計(jì)，還對(duì)太陽(yáng)能電池的輸出能力和蓄電池的存儲(chǔ)能力提出了更高的要求，因此需要設(shè)計(jì)一款轉(zhuǎn)換效率高、生產(chǎn)成本低、使用更安全的的太陽(yáng)能充電控制裝置，才能解決在復(fù)雜氣候條件下有效利用太陽(yáng)能的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能充電防倒灌控制器。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案包括太陽(yáng)能電池板、防雷擊模塊、？麗電流控制模塊、二極管防倒灌模塊、電壓采樣模塊八、電壓采樣模塊8、單片機(jī)控制模塊和蓄電池，其中:
[0006]所述太陽(yáng)能電池通過(guò)？麗電流控制模塊和二極管防倒灌模塊對(duì)蓄電池進(jìn)行充電；
[0007]所述防雷擊模塊一端連接太陽(yáng)能電池板、另一端接地，用于避免電路遭受高于正常工作電壓的瞬時(shí)過(guò)電壓沖擊；
[0008]所述電壓采樣模塊八一端連接太陽(yáng)能電池板輸入端、另一端連接單片機(jī)控制模塊，用于對(duì)太陽(yáng)能電池板的兩端電壓進(jìn)行采樣并將信號(hào)傳送到單片機(jī)控制模塊；
[0009]所述電壓采樣模塊8—端連接蓄電池輸入端、另一端連接單片機(jī)控制模塊，用于對(duì)蓄電池的兩端電壓進(jìn)行采樣并將信號(hào)傳送到單片機(jī)控制模塊；
[0010]所述單片機(jī)控制模塊接收太陽(yáng)能電池板和蓄電池的電壓采樣信號(hào)，并將相應(yīng)的控制信號(hào)輸入？麗電流控制模塊，進(jìn)而根據(jù)不同情況控制充電電流的通、斷；
[0011]所述二極管防倒灌模塊為大功率二極管01，具有單向?qū)üδ?，可根?jù)其兩端的電壓差控制電流通斷，可有效防止當(dāng)光照強(qiáng)度過(guò)低時(shí)的蓄電池電流倒灌；
[0012]所述？麗電流控制模塊包括電阻町、~溝道增強(qiáng)型103管01、電感[1、電解電容和驅(qū)動(dòng)模塊口2、光電耦合器口7，其中:電阻町一端連接太陽(yáng)能電池板輸入端和103管的
8極、另一端連接103管的6極!I和光電耦合器的輸出極？麗1，108管的0極連接二極管01的正極，電感11 一端連接二極管01的負(fù)極、另一端連接電解電容的正極和蓄電池輸入端，電解電容的負(fù)極接地，驅(qū)動(dòng)模塊的？麗2輸出極連接一個(gè)~溝道增強(qiáng)型103管03的極，該103管03的3極接地、0極接二極管01的負(fù)極。所述？麗電流控制模塊可接收單片機(jī)控制模塊的控制信號(hào)，并通過(guò)光電耦合器對(duì)信號(hào)進(jìn)行隔離處理后傳輸?shù)?03管的極，進(jìn)而控制、調(diào)節(jié)充電電流；所述電感11可進(jìn)一步對(duì)充電電流進(jìn)行穩(wěn)定調(diào)節(jié)，避免電流出現(xiàn)大幅振蕩。
[0013]本實(shí)用新型通過(guò)電壓采樣模塊分別對(duì)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓和蓄電池電壓信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將電壓信息傳入單片機(jī)控制模塊進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)不同的情形向電流控制模塊發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，進(jìn)而控制充電電流的通、斷以及調(diào)節(jié)電流值大小。同時(shí)，運(yùn)用二極管防倒灌模塊防止蓄電池電流倒灌。
[0014]進(jìn)一步地，所述防雷擊模塊包括兩個(gè)串聯(lián)的陶瓷氣體放電管04、05，當(dāng)太陽(yáng)能電池板遭到雷擊時(shí)，瞬時(shí)過(guò)高壓使其中氣體被擊穿，由高阻抗變成低阻抗，將雷電產(chǎn)生的巨大電流通過(guò)短路的方式直接導(dǎo)入到地面，避免電路燒毀。
[0015]進(jìn)一步地，所述電壓采樣模塊4包括電阻以、電阻陽(yáng)和由電阻[1、電容⑶、運(yùn)算放大器[1(:組成的電壓跟隨器，其中:電阻以一端連接太陽(yáng)能電池板輸入端、另一端與電阻尺5串聯(lián)后接地，運(yùn)算放大器口 1(:的同相輸入端通過(guò)811連接到以與陽(yáng)之間、反相輸入端鏈接到其輸出端和單片機(jī)控制模塊的輸入端，電容⑶一端連接運(yùn)算放大器11(:的同相輸入端、另一端接地。
[0016]所述電壓采樣模塊8包括電阻…、電阻財(cái)和由電阻町2、電容07、運(yùn)算放大器口 10組成的電壓跟隨器，其中:電阻…一端連接電解電容的正極、另一端與電阻財(cái)串聯(lián)后接地，運(yùn)算放大器口 10的同相輸入端通過(guò)812連接到…與財(cái)之間、反相輸入端鏈接到其輸出端和單片機(jī)控制模塊，電容07 —端連接運(yùn)算放大器仍0的同相輸入端、另一端接地。
[0017]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)模塊為扣4469芯片。
[0018]進(jìn)一步地，所述單片機(jī)控制模塊為八191^17332單片機(jī)。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0020]可以有效防止頻繁雷電天氣下太陽(yáng)能充電系統(tǒng)被燒毀的情況；
[0021]可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、采樣太陽(yáng)能電池板和蓄電池的電壓，并自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)充電電流，保證了充電電流的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了過(guò)充電保護(hù)，使得蓄電池充電更為安全、高效，也延長(zhǎng)了其使用壽命；
[0022]可以有效防止蓄電池電流倒灌，保證了充電效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型主電路結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖3為本實(shí)用新型電壓采樣模塊八的電壓跟隨器電路結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖4為本實(shí)用新型電壓采樣模塊8的電壓跟隨器電路結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖5為本實(shí)用新型？麗電流控制模塊部分電路結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]如圖1所示，本實(shí)用新型包括太陽(yáng)能電池板、防雷擊模塊、?II電流控制模塊、二極管防倒灌模塊、電壓采樣模塊八、電壓采樣模塊8、單片機(jī)控制模塊和蓄電池，其中:所述太陽(yáng)能電池板通過(guò)？麗電流控制模塊和二極管防倒灌模塊為蓄電池進(jìn)行充電；所述防雷擊模塊一端連接太陽(yáng)能電池板、另一端接地；所述？麗電流控制模塊一端連接太陽(yáng)能電池板、另一端通過(guò)二極管防倒灌模塊連接到蓄電池；所述電壓采樣模塊纟一端連接太陽(yáng)能電池板、另一端連接單片機(jī)控制模塊，用于對(duì)太陽(yáng)能電池板的電壓進(jìn)行采樣并將信號(hào)傳送到單片機(jī)控制模塊；所述電壓采樣模塊8 —端連接蓄電池、另一端連接單片機(jī)控制模塊。所述單片機(jī)控制模塊為八1913八17332單片機(jī)，可接收太陽(yáng)能電池板和蓄電池的電壓采樣信號(hào)，并將相應(yīng)的控制信號(hào)輸入？麗電流控制模塊。
[0030]如圖2所示，所述防雷擊模塊包括兩個(gè)串聯(lián)的陶瓷氣體放電管04、05，當(dāng)遭受雷擊時(shí)由高阻抗變?yōu)榈妥杩?，將雷擊產(chǎn)生的瞬時(shí)巨大電流短路導(dǎo)入地面，保護(hù)其他元件不受損壞。
[0031]如圖2所示，所述二極管防倒灌模塊包括大功率二極管01，可有效防止當(dāng)太陽(yáng)光照度過(guò)低的時(shí)候蓄電池產(chǎn)生的電流倒灌。
[0032]如圖2、圖3所示，所述電壓采樣模塊4包括電阻82、電阻85和由電阻811、電容⑶、運(yùn)算放大器[1(:組成的電壓跟隨器，電阻以一端連接太陽(yáng)能電池板、另一端與電阻尺5串聯(lián)后接地，運(yùn)算放大器口X的同相輸入端通過(guò)[1連接到以與陽(yáng)之間、反相輸入端連接到其輸出端和八191^17332單片機(jī)的八01輸入端，電容⑶一端連接運(yùn)算放大器口的同相輸入端、另一端接地。
[0033]如圖2、圖4所示，所述電壓采樣模塊8包括電阻83、電阻財(cái)和由電阻812、電容07、運(yùn)算放大器仍0組成的電壓跟隨器，電阻…一端連接電解電容的正極、另一端與電阻尺4串聯(lián)后接地，運(yùn)算放大器口 10的同相輸入端通過(guò)812連接到…與財(cái)之間、反相輸入端連接到其輸出端和八191^17332單片機(jī)的八02輸入端，電容07 —端連接運(yùn)算放大器口 10的同相輸入端、另一端接地。
[0034]如圖2、圖5所示，所述？麗電流控制模塊包括電阻814溝道增強(qiáng)型103管01、電感11、電解電容和驅(qū)動(dòng)模塊似、光電耦合器價(jià)，其中驅(qū)動(dòng)模塊為扣4469驅(qū)動(dòng)芯片，電阻尺1 一端連接太陽(yáng)能電池板和103管的3極、另一端連接103管6極!I和光電耦合器的輸出極？麗1，108管的0極連接二極管01的正極，電感11 一端連接二極管01的負(fù)極、另一端連接電解電容的正極和蓄電池，電解電容的負(fù)極接地，驅(qū)動(dòng)模塊的？麗2輸出極連接一個(gè)~溝道增強(qiáng)型103管03的極，該103管03的3極接地、0極接二極管01的負(fù)極。
[0035]本實(shí)用新型通過(guò)電壓采樣模塊分別對(duì)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓和蓄電池電壓信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、采樣，并將電壓信息傳入單片機(jī)控制模塊進(jìn)行分析計(jì)算，當(dāng)太陽(yáng)能電池板輸出電壓滿足充電條件時(shí)，則單片機(jī)控制模塊向？麗電流控制信號(hào)輸出充電信號(hào)，則開(kāi)始充電；當(dāng)太陽(yáng)能電池板輸出電壓不滿足充電條件時(shí)，則斷開(kāi)充電電流，避免因過(guò)充導(dǎo)致的過(guò)熱和缺水，從而保護(hù)電池。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能充電防倒灌控制器，其特征在于:包括太陽(yáng)能電池板、防雷擊模塊、PWM電流控制模塊、二極管防倒灌模塊、電壓采樣模塊A、電壓采樣模塊B、單片機(jī)控制模塊和蓄電池，其中:防雷擊模塊一端連接太陽(yáng)能電池板、另一端接地；電壓采樣模塊A—端連接太陽(yáng)能電池板輸入端、另一端連接單片機(jī)控制模塊；電壓采樣模塊B —端連接蓄電池輸入端、另一端連接單片機(jī)控制模塊； 所述二極管防倒灌模塊為二極管Dl ； 所述PWM電流控制模塊包括電阻R1、N溝道增強(qiáng)型MOS管Ql、電感L1、電解電容Cl和驅(qū)動(dòng)模塊U2、光電耦合器U7，其中:電阻Rl —端連接太陽(yáng)能電池板輸出端和MOS管Ql的S極、另一端連接MOS管Ql的G極H和光電耦合器U7的輸出極PWM1，MOS管Ql的D極連接二極管Dl的正極，電感LI 一端連接二極管Dl的負(fù)極、另一端連接電解電容Cl的正極和蓄電池輸入端，電解電容Cl的負(fù)極接地，驅(qū)動(dòng)模塊U2的PWM2輸出極連接一個(gè)N溝道增強(qiáng)型MOS管Q3的G極，該MOS管Q3的S極接地、D極接二極管Dl的負(fù)極； 所述太陽(yáng)能電池板通過(guò)PWM電流控制模塊和二極管防倒灌模塊對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，同時(shí)電壓米樣模塊A、電壓米樣模塊B分別對(duì)太陽(yáng)能電池板、蓄電池的兩端電壓進(jìn)行米樣并傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)控制模塊，單片機(jī)控制模塊向PWM電流控制模塊發(fā)出控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能充電防倒灌控制器，其特征在于: 所述電壓采樣模塊A包括電阻R2、電阻R5和由電阻R11、電容C6、運(yùn)算放大器UlC組成的電壓跟隨器，其中:電阻R2—端連接太陽(yáng)能電池板、另一端與電阻R5串聯(lián)后接地，運(yùn)算放大器UlC的同相輸入端通過(guò)Rll連接到R2與R5之間、反相輸入端接到其輸出端和單片機(jī)控制模塊的輸入端，電容C6 —端連接運(yùn)算放大器UlC的同相輸入端、另一端接地； 所述電壓采樣模塊B包括電阻R3、電阻R4和由電阻R12、電容C7、運(yùn)算放大器UlD組成的電壓跟隨器，其中:電阻R3 —端連接電解電容Cl的正極、另一端與電阻R4串聯(lián)后接地，運(yùn)算放大器UlD的同相輸入端通過(guò)R12連接到R3與R4之間、反相輸入端連接到其輸出端和單片機(jī)控制模塊，電容C7 —端連接運(yùn)算放大器UlD的同相輸入端、另一端接地。
3.如權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能充電防倒灌控制器，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)模塊U2為T(mén)C4469驅(qū)動(dòng)芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能充電防倒灌控制器，其特征在于:所述單片機(jī)控制模塊為AT91SAM7S32單片機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能充電防倒灌控制器，其特征在于:所述防雷擊模塊包括兩個(gè)串聯(lián)的陶瓷氣體放電管D4、D5。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK204156568SQ201420628204
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】陳秀高, 胡青華, 杜云 申請(qǐng)人:重慶永翕光電科技有限公司