本發(fā)明涉及一種標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池的光伏市電互補(bǔ)充放電維護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

在日常生活中，因蓄電池有便于攜帶、可重復(fù)利用的優(yōu)點(diǎn)，很多常用的電子設(shè)備或儀器儀表中都會(huì)使用12V蓄電池供電，這些電子設(shè)備大都以便攜式為主，隨著可再生新能源的發(fā)展，利用光伏、市電互補(bǔ)方式為蓄電池充電將成為一種趨勢(shì)。此外，正確的充放電方式不僅節(jié)約成本，還可以有效延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池的理想端電壓范圍是12V～13.5V，蓄電池?zé)o論處于過放電狀態(tài)還是過充電狀態(tài)都會(huì)影響電池的使用壽命，標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池在使用過程中，應(yīng)盡量避免蓄電池的端電壓長(zhǎng)期處在小于12V或高于14.5V。

長(zhǎng)期處于過放電狀態(tài)或過充電狀態(tài)的蓄電池，因內(nèi)部導(dǎo)電離子無法得到有效激發(fā)，蓄電池就會(huì)因?yàn)槭褂貌划?dāng)而大大影響其使用壽命，用戶在使用蓄電池時(shí)往往對(duì)蓄電池剩余電量不清楚，蓄電池不進(jìn)行及時(shí)有效的充放電可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備工作中途電力不足或使用不穩(wěn)定等情況發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種12V蓄電池光伏市電互補(bǔ)充放電維護(hù)裝置，可以檢測(cè)標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池所處狀態(tài)，并進(jìn)行自動(dòng)充放電和關(guān)斷控制，使蓄電池的電壓長(zhǎng)期穩(wěn)定在較為正常的范圍內(nèi)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

一種12V蓄電池光伏市電互補(bǔ)充放電維護(hù)裝置，包括電源模塊、光伏市電互補(bǔ)組合邏輯控制模塊、以及蓄電池充放電比較控制模塊，蓄電池的標(biāo)稱電壓為12V；

所述光伏市電互補(bǔ)組合邏輯控制模塊包括一非自鎖按鍵，非自鎖按鍵通過雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊實(shí)現(xiàn)按鍵次數(shù)的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)，非自鎖按鍵的輸出端還通過延時(shí)電路觸發(fā)一數(shù)據(jù)鎖存電路輸出，雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊的兩個(gè)D觸發(fā)器的輸出端均連接所述數(shù)據(jù)鎖存電路的數(shù)據(jù)輸入端，數(shù)據(jù)鎖存電路的一數(shù)據(jù)輸出端通過光耦隔離電路連接第一繼電器，第一繼電器的觸點(diǎn)可使輸出端口OUT1連接光伏接口P1充電，數(shù)據(jù)鎖存電路的另一數(shù)據(jù)輸出端通過光耦隔離電路連接第二繼電器，第二繼電器的觸點(diǎn)可使輸出端口OUT1連接市電接口P2充電，所述雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊的兩個(gè)D觸發(fā)器的輸出端電平可使輸出端口OUT1單獨(dú)連接光伏接口、市電接口之一充電以及同時(shí)連接光伏接口、市電接口充電，以及處于停機(jī)模式下光伏接口、市電接口均不對(duì)輸出端口充電；

所述光伏接口P1和輸出端口之間連接有防止電流反充的第一二極管，所述市電接口P2和輸出端口之間連接有防止電流反充的第二二極管，當(dāng)光伏接口P1和市電接口P2同時(shí)為輸出端口充電時(shí)，第一二極管可以防止市電充電占主要時(shí)其電流反灌至光伏接口，第二二極管可以防止光伏充電占主要時(shí)其電流反灌至市電接口，從而防止光伏電源或市電電源損壞；

所述蓄電池充放電比較控制模塊包括為反相電壓遲滯比較器的第一電壓遲滯比較器和第二電壓遲滯比較器，第一電壓遲滯比較器的同向輸入端通過第一電阻R1連接第一基準(zhǔn)電壓V_R1的正端，其同向輸入端和輸出端之間連接有第一反饋電阻R2，其反向輸入端連接蓄電池的正端，第二電壓遲滯比較器的同向輸入端通過第三電阻R3連接第二基準(zhǔn)電壓V_R2的正端，其同向輸入端和輸出端之間連接有第二反饋電阻R4，其反向輸入端連接蓄電池的正端；第一電壓遲滯比較器的輸出端通過NPN三極管連接第三繼電器的電磁線圈，充電指示燈并聯(lián)在第三繼電器的電磁線圈兩端，第三繼電器的常閉觸點(diǎn)連接過充關(guān)斷指示燈后并聯(lián)在輸出端口OUT1兩端，其常開觸點(diǎn)連接在輸出端口OUT1對(duì)蓄電池的充電回路上；第二電壓遲滯比較器的輸出端通過NPN三極管連接第四繼電器的電磁線圈，過放關(guān)斷指示燈并聯(lián)在第四繼電器的電磁線圈兩端，第四繼電器的常閉觸點(diǎn)連接在蓄電池對(duì)負(fù)載的放電回路上，放電指示燈連接第四繼電器的常閉觸點(diǎn)后并聯(lián)在蓄電池的兩端；

第一電壓遲滯比較器的上門限電壓下門限電壓其中V_R1為上述第一基準(zhǔn)電壓，V_Z為輸出端穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值，令上門限電壓V_p1＝過充關(guān)斷電壓，下門限電壓V_p2＝充電關(guān)斷恢復(fù)電壓，則可以計(jì)算出第一電阻R1和第一反饋電阻R2的比值以及所需的第一基準(zhǔn)電壓V_R1的數(shù)值；

同理，第二電壓遲滯比較器的上門限電壓下門限電壓其中V_R2為上述第二基準(zhǔn)電壓，V_Z為輸出端穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值，令上門限電壓V_p1＝放電關(guān)斷恢復(fù)電壓，下門限電壓V_p2＝過放關(guān)斷電壓，則可以計(jì)算出第三電阻R3和第二反饋電阻R4的比值以及所需的第二基準(zhǔn)電壓V_R2的數(shù)值；

當(dāng)蓄電池的端電壓上升至過充關(guān)斷電壓時(shí)，第一電壓遲滯比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn)輸出低電平，其通過NPN三極管和第三繼電器斷開對(duì)蓄電池的充電，此時(shí)過充關(guān)斷指示燈點(diǎn)亮，此過充關(guān)斷狀態(tài)一直維持到蓄電池的端電壓降低至充電關(guān)斷恢復(fù)電壓，達(dá)到充電關(guān)斷恢復(fù)電壓則第一電壓遲滯比較器翻轉(zhuǎn)為高電平，接通對(duì)蓄電池的充電，此時(shí)充電指示燈點(diǎn)亮；當(dāng)蓄電池的端電壓下降至過放關(guān)斷電壓時(shí)，第二電壓遲滯比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn)輸出高電平，其通過NPN三極管和第四繼電器斷開蓄電池對(duì)負(fù)載的放電，此時(shí)過放關(guān)斷指示燈點(diǎn)亮，此過放關(guān)斷狀態(tài)一直維持到蓄電池的端電壓達(dá)到放電關(guān)斷恢復(fù)電壓，達(dá)到放電關(guān)斷恢復(fù)電壓則第一電壓遲滯比較器翻轉(zhuǎn)為低電平，接通對(duì)蓄電池的放電，此時(shí)放電指示燈點(diǎn)亮。

進(jìn)一步地，所述第一基準(zhǔn)電壓V_R1由第一可調(diào)直流電源構(gòu)成，第二基準(zhǔn)電壓V_R2由第二可調(diào)直流電源構(gòu)成；蓄電池充放電比較控制模塊在輸出端口OUT1和蓄電池之間接入防止電流反充的二極管D0，防止蓄電池向輸出端口OUT1放電。

進(jìn)一步地，所述雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊包括級(jí)聯(lián)的第一D觸發(fā)器和第二D觸發(fā)器，第一D觸發(fā)器的時(shí)鐘端連接所述按鍵防抖電路的輸出端，第一D觸發(fā)器的D端連接其反向輸出端，第二D觸發(fā)器的D端連接其反向輸出端，第一觸發(fā)器的反向輸出端連接第二D觸發(fā)器的D端，于是構(gòu)成了異步時(shí)鐘的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)模塊，其中第二觸發(fā)器為高位輸出，第一觸發(fā)器為低位輸出；

所述雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊的第一D觸發(fā)器的反向輸出端和第二D觸發(fā)器的反向輸出端連接所述數(shù)據(jù)鎖存電路，數(shù)據(jù)鎖存電路的一數(shù)據(jù)輸出端IN0_out通過光耦隔離電路以及PNP三極管Q1連接第一繼電器，當(dāng)數(shù)據(jù)鎖存電路的該數(shù)據(jù)輸出端IN0_out輸出低電平時(shí)，通過光耦隔離電路使PNP三極管Q1導(dǎo)通，第一繼電器上電，第一繼電器的常開觸點(diǎn)閉合，使輸出端口OUT1連接光伏接口P1充電；

數(shù)據(jù)鎖存電路的另一數(shù)據(jù)輸出端IN1_out通過光耦隔離電路和PNP三極管Q2連接第二繼電器，當(dāng)數(shù)據(jù)鎖存電路的該數(shù)據(jù)輸出端IN1_out輸出低電平時(shí)，通過光耦隔離電路使PNP三極管Q2導(dǎo)通，第二繼電器上電，第二繼電器的常開觸點(diǎn)閉合，使輸出端口OUT1連接市電接口P2充電；

當(dāng)數(shù)據(jù)鎖存電路U7的數(shù)據(jù)輸出端IN0_out和數(shù)據(jù)輸出端IN1_out均輸出低電平時(shí)，可見，其可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)第一繼電器和第二繼電器上電，使光伏接口P1和市電接口P2同時(shí)為輸出端口OUT1供電；

當(dāng)數(shù)據(jù)鎖存電路U7的數(shù)據(jù)輸出端IN0_out和數(shù)據(jù)輸出端IN1_out均輸出高電平時(shí)，此為停機(jī)模式，光伏接口和市電接口均不為輸出端口OUT1供電。

進(jìn)一步地，所述雙D觸發(fā)器的第一D觸發(fā)器及第二D觸發(fā)器的正向輸出端連接譯碼器，第一D觸發(fā)器連接譯碼器的低位輸入端，第二D觸發(fā)器連接譯碼器的高位輸入端，該譯碼器將輸入的二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制，并通過數(shù)碼管顯示，由此可顯示非自鎖按鍵的按鍵次數(shù)。

優(yōu)選地，所述非自鎖按鍵為雙刀雙擲開關(guān)S1，雙刀雙擲開關(guān)S1的一個(gè)閘刀連接按鍵防抖電路的輸入端，雙刀雙擲開關(guān)S1的另一閘刀連接延時(shí)電路的觸發(fā)端，雙刀雙擲開關(guān)的兩個(gè)閘刀聯(lián)動(dòng)，雙刀雙擲開關(guān)S1的非啟閉端接地；

所述按鍵防抖電路為RS觸發(fā)器防抖電路，該RS觸發(fā)器防抖電路由兩個(gè)與非門連接構(gòu)成，所述雙刀雙擲開關(guān)S1按下并松開后，RS觸發(fā)器防抖電路的輸出端通過上升沿電平觸發(fā)所述雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊開始工作，雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊的第一D觸發(fā)器、第二D觸發(fā)器均為上升沿電平觸發(fā)；

所述延時(shí)電路采用555延時(shí)觸發(fā)電路，其為低電平觸發(fā)開始延時(shí)，直至非自鎖按鍵松開后的高電平使充電電容C13充電至一定電壓后，555延時(shí)觸發(fā)電路的輸出端才輸出低電平，以觸發(fā)數(shù)據(jù)鎖存電路輸出數(shù)據(jù)，555延時(shí)觸發(fā)電路的延時(shí)時(shí)間可調(diào)節(jié)其充電電容C13和可調(diào)電阻R7實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，所述12V蓄電池光伏市電互補(bǔ)充放電維護(hù)裝置還包括蓄電池電壓采集與顯示模塊，蓄電池電壓采集與顯示模塊采用A/D轉(zhuǎn)換芯片ICL7107，其通過電壓采集電路連接蓄電池的兩端，電壓采樣電路的采樣點(diǎn)連接ICL7107的高位輸入端，該ICL7107的輸出端直接驅(qū)動(dòng)四個(gè)LED數(shù)碼管，通過設(shè)定小數(shù)點(diǎn)位，使顯示范圍為±19.99，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池的端電壓顯示，ICL7107和LED數(shù)碼管構(gòu)成數(shù)字式電壓表。

優(yōu)選地，所述蓄電池的過充關(guān)斷電壓為14.1～14.5V，充電關(guān)斷恢復(fù)電壓為13.1～13.5V，過放關(guān)斷電壓為10.8～12V，放電關(guān)斷恢復(fù)電壓為11.5～12V。

優(yōu)選地，所述NPN三極管為NPN型的復(fù)合三極管，其由一NPN三極管和一PNP三極管級(jí)聯(lián)構(gòu)成，當(dāng)輸入端為高電平時(shí)，NPN型的復(fù)合三極管導(dǎo)通，當(dāng)輸入端為低電平時(shí)，NPN型的復(fù)合三極管截止。

優(yōu)選地，所述蓄電池的過充關(guān)斷電壓為14.5V，充電關(guān)斷恢復(fù)電壓為13.5V，過放關(guān)斷電壓為11V，放電關(guān)斷恢復(fù)電壓為12V。

優(yōu)選地，所述延時(shí)電路采用芯片NE555，數(shù)據(jù)鎖存電路采用芯片74HC573，雙D觸發(fā)器采用芯片74LS74，譯碼器采用芯片74LS47。

本發(fā)明的有益效果是：(1)可以自動(dòng)檢測(cè)標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池所處狀態(tài)，由此進(jìn)行自動(dòng)充放電和過充關(guān)斷控制、過放關(guān)斷控制、以及充電關(guān)斷恢復(fù)控制、放電關(guān)斷恢復(fù)控制，使蓄電池的電壓長(zhǎng)期穩(wěn)定在較為正常的范圍內(nèi)，可以提高蓄電池的工作效率和使用壽命；用戶無需根據(jù)蓄電池的端電壓手動(dòng)控制蓄電池的充放電關(guān)斷和恢復(fù)，自動(dòng)化程度高；

(2)雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊的兩個(gè)D觸發(fā)器的輸出端電平使輸出端口OUT1單獨(dú)連接光伏接口、市電接口之一充電以及同時(shí)連接光伏接口、市電接口充電，以及處于停機(jī)模式下光伏接口、市電接口均不對(duì)輸出端口OUT1充電；符合可再生新能源的發(fā)展方向，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的光伏市電互補(bǔ)組合邏輯控制模塊的電路圖之一。

圖2為本發(fā)明的光伏市電互補(bǔ)組合邏輯控制模塊的電路圖之二。

圖3為本發(fā)明的光伏市電互補(bǔ)組合邏輯控制模塊的電路圖之三。

圖4為本發(fā)明的光伏市電互補(bǔ)組合邏輯控制模塊的電路圖之四。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的蓄電池充放電比較控制模塊的電路原理圖。

圖6為同向電壓遲滯比較器的電路圖。

圖7為同向電壓遲滯比較器的傳輸特性圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的第一電壓遲滯比較器的傳輸特性圖。

圖9為本發(fā)明實(shí)施例的第二電壓遲滯比較器的傳輸特性圖。

圖10為本發(fā)明實(shí)施例的蓄電池電壓采集及顯示模塊的電路圖。

圖11為本發(fā)明實(shí)施例的電源模塊的雙15V電源的電路圖。

圖12為本發(fā)明實(shí)施例的電源模塊的雙5V電源的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的實(shí)施例僅用于具體說明本發(fā)明的實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。

參照?qǐng)D1-12：一種12V蓄電池光伏市電互補(bǔ)充放電維護(hù)裝置，包括電源模塊、光伏市電互補(bǔ)組合邏輯控制模塊、以及蓄電池充放電比較控制模塊，蓄電池的標(biāo)稱電壓為12V。

所述光伏市電互補(bǔ)組合邏輯控制模塊包括為一非自鎖按鍵，本實(shí)施例中其為兩個(gè)閘刀聯(lián)動(dòng)的雙刀雙擲開關(guān)S1，雙刀雙擲開關(guān)S1的一閘刀通過RS按鍵防抖電路連接雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊，雙刀雙擲開關(guān)的另一閘刀連接延時(shí)電路U6，也即圖中雙刀雙擲開關(guān)的4端key_in連接延時(shí)電路U6的觸發(fā)端TRIG，當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)S1按下時(shí)，key_in為低電平，延時(shí)電路U6被觸發(fā)；

延時(shí)電路U6的輸出端連接數(shù)據(jù)鎖存電路U7的使能端OE，所述雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊的各個(gè)D觸發(fā)器的反向輸出端IN0、IN1均連接數(shù)據(jù)鎖存電路U7的數(shù)據(jù)輸入端，在所述延時(shí)電路U6延時(shí)一定時(shí)間后，觸發(fā)數(shù)據(jù)鎖存電路U7的數(shù)據(jù)輸出端IN0_out、IN1_out對(duì)應(yīng)輸出其數(shù)據(jù)輸入端IN0、IN1的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)鎖存電路U7的數(shù)據(jù)輸出端IN0_out通過光耦隔離電路U9以及PNP三極管Q1連接第一繼電器K1，當(dāng)數(shù)據(jù)鎖存電路的該數(shù)據(jù)輸出端IN0_out輸出低電平時(shí)，光耦隔離電路U9導(dǎo)通，PNP三極管Q1導(dǎo)通，第一繼電器K1上電，第一繼電器K1的常開觸點(diǎn)閉合，使輸出端口OUT1連接光伏接口P1，圖中，光伏接口P1的正端通過D5連接輸出端口OUT1的K+，光伏接口P1的負(fù)端通過閉合后的常開觸點(diǎn)連接輸出端口OUT1的K—；

數(shù)據(jù)鎖存電路U7的另一數(shù)據(jù)輸出端IN1_out通過光耦隔離電路U12和PNP三極管Q2連接第二繼電器K2，當(dāng)數(shù)據(jù)鎖存電路的該數(shù)據(jù)輸出端IN1_out輸出低電平時(shí)，光耦隔離電路U12導(dǎo)通，PNP三極管Q2導(dǎo)通，第二繼電器K2上電，第二繼電器K2的常開觸點(diǎn)閉合，使輸出端口OUT1連接市電接口P2，所述輸出端口OUT1用于連接蓄電池充電；

當(dāng)數(shù)據(jù)鎖存電路U7的兩個(gè)數(shù)據(jù)輸出端IN0_out和IN1_out均輸出低電平時(shí)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)第一繼電器K1和第二繼電器K2上電，使光伏接口P1和市電接口P2均為輸出端口OUT1供電，也即同時(shí)為蓄電池充電；當(dāng)數(shù)據(jù)鎖存電路U7的數(shù)據(jù)輸出端IN0_out和數(shù)據(jù)輸出端IN1_out均輸出高電平時(shí)，此為停機(jī)模式，光伏接口和市電接口均不為輸出端口OUT1供電；

所述延時(shí)電路U6用于等待非自鎖按鍵輸入完畢以及雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊最終輸出后觸發(fā)數(shù)據(jù)鎖存電路輸出；

所述光伏接口P1和輸出端口OUT1之間連接有防止電流反充的第一二極管D5，市電接口P2和輸出端口OUT1之間連接有防止電流反充的第二二極管D7，當(dāng)光伏接口P1和市電接口P2同時(shí)為輸出端口OUT1充電時(shí)，第一二極管D5可以防止市電充電占主要時(shí)其電流反灌至光伏接口，第二二極管D7可以防止光伏充電占主要時(shí)其電流反灌至市電接口，從而防止光伏電源或市電電源損壞；

所述雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊包括級(jí)聯(lián)的第一D觸發(fā)器U11A和第二D觸發(fā)器U11B，第一D觸發(fā)器的時(shí)鐘端連接所述RS按鍵防抖電路的輸出端，第一D觸發(fā)器的D端連接其反向輸出端，第二D觸發(fā)器的D端連接其反向輸出端，第一觸發(fā)器的反向輸出端連接第二D觸發(fā)器的D端，于是構(gòu)成了異步時(shí)鐘的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)模塊，其中第二觸發(fā)器為高位輸出，第一觸發(fā)器為低位輸出；

所述RS觸發(fā)器防抖電路由兩個(gè)與非門U10A和U10B連接構(gòu)成。當(dāng)非自鎖按鍵按下時(shí)，其1端為低電平，無論非自鎖按鍵是否松開其1端，只要不與其3端接觸，U10A始終輸出低電平，實(shí)現(xiàn)了按鍵的防抖功能。非自鎖按鍵按下并松開至與其3端接觸后，U10A輸出上升沿電平，雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊的時(shí)鐘端CLK為上升沿觸發(fā)，U10A輸出上升沿電平，雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊的時(shí)鐘端CLK為上升沿觸發(fā)，圖6中U11B為高位輸出，U11A為低位輸出，U11B、U11A依次實(shí)現(xiàn)00，01，10，11的加法計(jì)數(shù)；

其具體過程為，D觸發(fā)器的邏輯函數(shù)為：Qⁿ⁺¹＝D，74LS74為上升沿觸發(fā)。所以，圖中，IN0＝D0，IN1＝D1，假設(shè)在初始狀態(tài)下，第一、第二D觸發(fā)器的輸出均為0，即A＝0，B＝0；則第一、第二D觸發(fā)器的反向輸出端均為1，即IN0＝1，IN1＝1，因此第一、第二D觸發(fā)器的D端狀態(tài)為D0＝1，D1＝1；當(dāng)RS觸發(fā)器防抖電路的輸出端也即第一D觸發(fā)器的時(shí)鐘端CLK第一次從0變化為1時(shí)，此時(shí)U11A狀態(tài)變化為A＝1，IN0＝0，D0＝0；IN0＝0使得U11B的時(shí)鐘端CLK為下降沿脈沖，故U11B狀態(tài)無變化，即B＝0，IN1＝1，D1＝1，此時(shí)雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊(從高位至低位)的輸出為01，即B＝0，A＝1；

當(dāng)?shù)谝籇觸發(fā)器的時(shí)鐘端CLK第二次從0變化為1時(shí)，此時(shí)U11A狀態(tài)變化為A＝0，IN0＝1，D0＝1；IN0＝1使得U11B的時(shí)鐘端CLK為上升沿脈沖，故U11B狀態(tài)變化為B＝1，IN1＝0，D1＝0，此時(shí)雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊(從高位至低位)的輸出為10，即B＝1，A＝0；

當(dāng)?shù)谝籇觸發(fā)器的時(shí)鐘端CLK第三次從0變化為1時(shí)，此時(shí)U11A狀態(tài)變化為A＝1，IN0＝0，D0＝0；IN0＝0使得U11B的時(shí)鐘端CLK為下降沿脈沖，故U11B狀態(tài)無變化，即B＝1，IN1＝0，D1＝0，此時(shí)雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊(從高位至低位)的輸出為11，即B＝1，A＝1；

當(dāng)?shù)谝籇觸發(fā)器的時(shí)鐘端CLK第四次從0變化為1時(shí)，此時(shí)U11A狀態(tài)變化為A＝0，IN0＝1，D0＝1；IN0＝1使得U11B的時(shí)鐘端CLK為上升沿脈沖，故U11B狀態(tài)變化為B＝0，IN1＝1，D1＝1，雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊(從高位至低位)的輸出為00，即B＝0，A＝0，使邏輯關(guān)系回到初始狀態(tài)，由此達(dá)到加法計(jì)數(shù)的效果。

根據(jù)雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊的IN0、IN1通過數(shù)據(jù)鎖存器與第一繼電器、第二繼電器的連接電路，可知，在雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊輸出為00的初始狀態(tài)下，按鍵按下一次，IN0＝0，IN1＝1使輸出端口OUT1連接光伏接口供電，按鍵按下二次，IN0＝1，IN1＝0使輸出端口OUT1連接市電接口供電，按鍵按下三次，IN0＝0，IN1＝0使輸出端口OUT1同時(shí)連接光伏接口和市電接口供電，按鍵按下四次，回到初始狀態(tài)，此為停機(jī)模式，此時(shí)IN0＝1，IN1＝1使光伏接口和市電接口均不為輸出端口OUT1供電。

表一 光伏市電互補(bǔ)組合邏輯控制模塊的輸出狀態(tài)

本實(shí)施例中，所述雙D觸發(fā)器的第一D觸發(fā)器U11A及第二D觸發(fā)器U11B的正向輸出端連接譯碼器U8，譯碼器U8采用芯片74LS74，第一D觸發(fā)器U11A連接譯碼器U8的低位輸入端，第二D觸發(fā)器U11B連接譯碼器U8的高位輸入端，該譯碼器U8將雙D觸發(fā)計(jì)數(shù)模塊輸出的二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制，并通過數(shù)碼管顯示，由此可顯示非自鎖按鍵的按鍵次數(shù)，由此可提示對(duì)應(yīng)的輸出狀態(tài)。

本實(shí)施例中，所述延時(shí)電路為555延時(shí)觸發(fā)電路，所述非自鎖按鍵的輸出端連接555觸發(fā)電路的TRIG端，其為低電平觸發(fā)，觸發(fā)后開始計(jì)時(shí)，直至非自鎖按鍵松開后的高電平使充電電容C13充電至一定電壓后，555延時(shí)觸發(fā)電路的輸出端才輸出低電平，以觸發(fā)數(shù)據(jù)鎖存電路74HCT573輸出，由此實(shí)現(xiàn)延時(shí)，555延時(shí)觸發(fā)電路的延時(shí)時(shí)間由充電電容C13和可調(diào)電阻R7共同實(shí)現(xiàn)。

所述蓄電池充放電比較控制模塊包括為反相電壓遲滯比較器的第一電壓遲滯比較器U14A和第二電壓遲滯比較器U14B，第一電壓遲滯比較器U14A的同向輸入端通過第一電阻R1連接第一基準(zhǔn)電壓V_R1的正端，其同向輸入端和輸出端之間連接有第一反饋電阻R2，其反向輸入端連接蓄電池的正端，其輸出端連接穩(wěn)壓二極管ZD1，第二電壓遲滯比較器U14B的同向輸入端通過第三電阻R3連接第二基準(zhǔn)電壓V_R2的正端，其同向輸入端和輸出端之間連接有第二反饋電阻R4，其反向輸入端連接蓄電池的正端，其輸出端連接穩(wěn)壓二極管ZD2，所述第一基準(zhǔn)電壓V_R1由第一可調(diào)直流電源構(gòu)成，第二基準(zhǔn)電壓V_R2由第二可調(diào)直流電源構(gòu)成；

第一電壓遲滯比較器U14A的輸出端通過NPN型的復(fù)合三極管(由NPN三極管Q3、PNP三極管Q4級(jí)聯(lián)構(gòu)成)連接第三繼電器的電磁線圈，充電指示燈并聯(lián)在第三繼電器的電磁線圈兩端，第三繼電器的常閉觸點(diǎn)連接過充關(guān)斷指示燈LED10后并聯(lián)在充電輸入端口IN1兩端，其常開觸點(diǎn)連接在充電輸入端口IN1對(duì)蓄電池的充電回路上；第二電壓遲滯比較器U14B的輸出端通過NPN型的復(fù)合三極管(Q3、Q4)連接第四繼電器的電磁線圈，過放關(guān)斷指示燈LED10并聯(lián)在第四繼電器的電磁線圈兩端，第四繼電器的常閉觸點(diǎn)連接在蓄電池對(duì)負(fù)載的放電回路上，放電指示燈LED11連接第四繼電器的常閉觸點(diǎn)后并聯(lián)在蓄電池的兩端；

由于第一電壓遲滯比較器的輸出信號(hào)太小無法直接驅(qū)動(dòng)第三繼電器工作，因此采用Q3、Q4構(gòu)成復(fù)合三極管驅(qū)動(dòng)第三繼電器(一端連接充電輸入端口IN1的正端，一端連接Q4的發(fā)射極)來實(shí)現(xiàn)蓄電池充電控制，蓄電池放電控制類似；

第一電壓遲滯比較器的上門限電壓下門限電壓其中V_R1為上述第一基準(zhǔn)電壓，V_Z為輸出端穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值，令上門限電壓V_p1＝過充關(guān)斷電壓14.5V，下門限電壓V_p2＝充電關(guān)斷恢復(fù)電壓13.5V，則可以計(jì)算出第一電阻R1和第一反饋電阻R2的比值以及所需的第一基準(zhǔn)電壓V_R1的數(shù)值；

在特性曲線中，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓二極管ZD1的數(shù)值，可使第一電壓遲滯比較器的特性曲線上下移動(dòng)，穩(wěn)壓二極管ZD1的數(shù)值取可使特性曲線挪至輸出高電平1、低電平0時(shí)的數(shù)值；

同理，第二電壓遲滯比較器的上門限電壓下門限電壓其中V_R2為上述第二基準(zhǔn)電壓，V_Z為輸出端穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值，令上門限電壓V_p1＝放電關(guān)斷恢復(fù)電壓11.5V，下門限電壓V_p2＝過放關(guān)斷電壓11V，則可以計(jì)算出第三電阻R3和第二反饋電阻R4的比值以及所需的第二基準(zhǔn)電壓V_R2的數(shù)值；

同理，穩(wěn)壓二極管ZD2的數(shù)值取可使第二電壓遲滯比較器的特性曲線挪至輸出高電平1、低電平0時(shí)的數(shù)值；

穩(wěn)壓二極管ZD1的特性是，在第一電壓遲滯比較器的輸出端輸出高電平時(shí)，對(duì)該高電平進(jìn)行穩(wěn)壓，在第一電壓遲滯比較器的輸出端輸出低電平時(shí)，不對(duì)該輸出低電平產(chǎn)生影響，穩(wěn)壓二極管ZD2同理；

于是，可以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)蓄電池的端電壓低于過充關(guān)斷電壓14.5V時(shí)，第一電壓遲滯比較器U14A發(fā)生翻轉(zhuǎn)輸出低電平，該低電平使NPN型的復(fù)合三極管截止，具體是，低電平使NPN三極管Q3截止，Q3輸出高電平，使PNP三極管Q4截止，于是第三繼電器的電磁線圈K3A不上電，雙向開關(guān)K3B的常開觸點(diǎn)斷開，使充電輸入端口IN1斷開對(duì)蓄電池的充電，K3B的常閉觸點(diǎn)閉合，使過充關(guān)斷指示燈LED9點(diǎn)亮，此過充關(guān)斷狀態(tài)一直維持到蓄電池的端電壓降低至充電關(guān)斷恢復(fù)電壓13.5V；此后當(dāng)蓄電池的端電壓降低至所述充電關(guān)斷恢復(fù)電壓13.5V時(shí)，第一電壓遲滯比較器U14A發(fā)生翻轉(zhuǎn)輸出高電平，該高電平使NPN型的復(fù)合三極管導(dǎo)通，具體是，高電平使NPN三極管Q3導(dǎo)通，Q3輸出低電平，使PNP三極管Q4導(dǎo)通，于是第三繼電器的電磁線圈K3A上電，于是K3B的常閉觸點(diǎn)斷開，使過充關(guān)斷指示燈LED9不點(diǎn)亮，K3B的常開觸點(diǎn)閉合，使充電輸入端口IN1恢復(fù)對(duì)蓄電池的充電，K3A上電還使充電指示燈LED8點(diǎn)亮，此充電狀態(tài)一直維持到蓄電池的端電壓上升至充電關(guān)斷電壓14.5V；

于是，可以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)蓄電池的端電壓高于放電關(guān)斷電壓11V時(shí)，第二電壓遲滯比較器U14B輸出低電平，該低電平使NPN型的復(fù)合三極管截止，具體是，NPN三極管Q5截止，Q5輸出高電平，使PNP三極管Q6截止，于是第四繼電器的電磁線圈K4A不上電，K4B的常閉觸點(diǎn)閉合，接通蓄電池對(duì)負(fù)載的放電，K4B的常閉觸點(diǎn)閉合還使放電指示燈LED11點(diǎn)亮，第四繼電器的電磁線圈K4A不上電使過放關(guān)斷指示燈LED10不點(diǎn)亮，此放電狀態(tài)維持直到蓄電池的端電壓降低至過放關(guān)斷電壓11V；當(dāng)蓄電池的端電壓達(dá)到過放關(guān)斷電壓11V時(shí)，第二電壓遲滯比較器U14B發(fā)生翻轉(zhuǎn)輸出高電平，該高電平使NPN型的復(fù)合三極管導(dǎo)通，具體是，高電平使NPN三極管Q5導(dǎo)通，Q5輸出低電平，使PNP三極管Q6導(dǎo)通，于是第四繼電器的電磁線圈K4A上電，K4B的常閉觸點(diǎn)斷開，斷開蓄電池對(duì)負(fù)載的放電，K4A上電還使過放關(guān)斷指示燈LED10點(diǎn)亮，K4B的常閉觸點(diǎn)斷開還使放電指示燈LED11不點(diǎn)亮，此放電關(guān)斷狀態(tài)一直維持到蓄電池的端電壓上升至放電關(guān)斷恢復(fù)電壓12V。其中，BT+連接蓄電池的正端。

第一電壓遲滯比較器U14A和第二電壓遲滯比較器U14B通過三端可調(diào)穩(wěn)壓器U13供電，U13采用芯片LM317，LM317的輸入端連接蓄電池，可實(shí)現(xiàn)在輸入電壓變化的情況下穩(wěn)壓輸出，調(diào)節(jié)RP5可改變輸出電壓的大小，LM317的輸出端VCC1連接第一、第二電壓遲滯比較器的正電源端。

蓄電池充放電比較控制模塊的充電輸入端口IN1連接光伏市電互補(bǔ)組合邏輯控制模塊的輸出端口OUT1。圖5中的OUT2為蓄電池對(duì)負(fù)載的放電端口。

蓄電池充放電比較控制模塊在充電輸入端口IN1和蓄電池之間接入防止電流反充的二極管D0，用于防止蓄電池向充電輸入端口IN1放電。第三繼電器的正端不連接蓄電池的正端而是連接充電輸入端口IN1的正端，可以減少蓄電池的功耗，更加省電。

以下解釋反相電壓遲滯比較器的工作原理。圖6是反向電壓遲滯比較器的電路圖，圖7為反相電壓遲滯比較器的傳輸特性圖，只有當(dāng)輸入電壓達(dá)到U上限時(shí)，反相電壓遲滯比較器才輸出低電平，此后輸入電壓只要不下降至U下限則繼續(xù)輸出低電平，只有當(dāng)輸入電壓下降至U下限時(shí)，反相電壓遲滯比較器才翻轉(zhuǎn)輸出高電平，此后輸入電壓只要不上升至U上限則繼續(xù)輸出高電平。

圖8為本實(shí)施例中第一電壓遲滯比較器U14A的傳輸特性圖，其構(gòu)成充電回路，其中，U上限為14.5V，U下限為13.5V。圖9為本實(shí)施例中第二電壓遲滯比較器U14B的傳輸特性圖，其構(gòu)成放電回路，圖中，U上限為12V，U下限為11V。下表二為蓄電池電壓對(duì)應(yīng)的充放電狀態(tài)。

表二 蓄電池電壓對(duì)應(yīng)的充放電狀態(tài)

本實(shí)施例中，如圖10所示，本發(fā)明還包括用于采集蓄電池的端電壓并顯示的蓄電池電壓采集及顯示模塊，其采用A/D轉(zhuǎn)換芯片ICL7107，通過電壓采集電路連接蓄電池的兩端，電壓采集電路在圖10中如右側(cè)所示，電壓采樣電路的采樣點(diǎn)Test_in連接ICL7107的31腳的高位輸入端，該ICL7107的輸出端直接驅(qū)動(dòng)四個(gè)LED數(shù)碼管，通過R29設(shè)定小數(shù)點(diǎn)位，使顯示范圍為±19.99，于是可實(shí)現(xiàn)標(biāo)稱電壓為12V的蓄電池的端電壓顯示。四個(gè)LED數(shù)碼管為共陽極LED數(shù)碼管。Test1按鍵用于檢測(cè)電路信號(hào)完整性，按下后LED數(shù)碼管輸出字符“1888”。

ICL7107的36腳基準(zhǔn)電壓需由調(diào)節(jié)RP7校準(zhǔn)在100毫伏，27、28、29腳是0.22uF，47kΩ，0.47uF的阻容網(wǎng)絡(luò)，由此實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換輸出。ICL7107和LED數(shù)碼管構(gòu)成了數(shù)字式電壓表。

所述電源模塊如圖11、12所示，電源模塊包括雙15V電源、雙5V電源。雙15V電源由市電經(jīng)變壓器、整流器、濾波電容后連接兩個(gè)三端穩(wěn)壓器LM7815，分別輸出+15V和－15V電源，輸出正常時(shí)，LED1和LED2點(diǎn)亮，整流器和濾波電容之間有控制開關(guān)S2；雙5V電源由雙15V電源得到的±15V電源經(jīng)濾波電容后連接兩個(gè)三端穩(wěn)壓器LM7805，分別輸出+5V和－5V電源，輸出正常時(shí)，LED3和LED4點(diǎn)亮，±15V電源和濾波電容之間有控制開關(guān)S3。

本發(fā)明中12V蓄電池的過充關(guān)斷電壓、充電關(guān)斷恢復(fù)電壓、放電關(guān)斷電壓、放電關(guān)斷恢復(fù)電壓不僅限于上述實(shí)施例中所述的14.5V、13.5V、11V、12V，可以在一定范圍內(nèi)做調(diào)整。比如，優(yōu)選地，過充關(guān)斷電壓可以為14.1～14.5V，充電關(guān)斷恢復(fù)電壓可以為13.1～13.5V，放電關(guān)斷電壓可以為10.8～11.5V，放電關(guān)斷恢復(fù)電壓可以為11.5～12V。

上述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明技術(shù)構(gòu)思實(shí)現(xiàn)形式的列舉，并不用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡依本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所作的等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。