本實(shí)用新型涉及一種電壓輸出控制裝置,屬于電氣控制領(lǐng)域。
背景技術(shù):
太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)光,將太陽(yáng)輻射能通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能,在化石燃料日趨減少的情況下,太陽(yáng)能已成為人類使用能源的重要組成部分,并不斷得到發(fā)展。太陽(yáng)能的利用有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式,太陽(yáng)能發(fā)電是一種新興的可再生能源。廣義上的太陽(yáng)能也包括地球上的風(fēng)能、化學(xué)能、水能等。
但太陽(yáng)能電池板輸出電壓具有不穩(wěn)定性:由于受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機(jī)因素的影響,所以,到達(dá)某一地面的太陽(yáng)輻照度既是間斷的,又是極不穩(wěn)定的,這給太陽(yáng)能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。太陽(yáng)能輸出電壓忽大忽小,這樣的波動(dòng)電壓會(huì)影響用電設(shè)備的壽命,甚至直接毀壞用電設(shè)備,給人們的生活帶來(lái)不便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型目的是為了解決現(xiàn)有太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中的電池板存在輸出電壓不穩(wěn),影響用電設(shè)備壽命的問(wèn)題,提供了一種針對(duì)太陽(yáng)能電池輸出電壓的控制電路。
本實(shí)用新型所述針對(duì)太陽(yáng)能電池輸出電壓的控制電路包括變壓器T、中間繼電器K、蓄電池GB、MOS開(kāi)關(guān)管V、電源開(kāi)關(guān)S、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電位器RP、電解電容C1、電解電容C2、電容C3、電解電容C4、電解電容C5、二極管VD2、二極管VD3、穩(wěn)壓二極管VS、發(fā)光二極管VL、NPN三極管VT1、NPN三極管VT2、NPN三極管VT3、熔斷器FU1和熔斷器FU2;
變壓器T具有一套原邊繞組W3和兩套副邊繞組W1、W2;
太陽(yáng)能電池的正極電源輸出端同時(shí)連接電解電容C1的正極和MOS開(kāi)關(guān)管V的一端,MOS開(kāi)關(guān)管V的另一端連接電源開(kāi)關(guān)S的一端,電源開(kāi)關(guān)S的另一端連接熔斷器FU1的一端,熔斷器FU1的另一端同時(shí)連接電阻R1的一端和變壓器T副邊繞組W1的一端;電阻R1的另一端連接二極管VD2的陽(yáng)極,二極管VD2的陰極同時(shí)連接電容C3的一端、NPN三極管VT1的基極、電位器RP的一個(gè)固定端及其活動(dòng)端;
原邊繞組W3的一端同時(shí)連接電解電容C2的正極、電解電容C4的正極和中間繼電器K線圈的一端;原邊繞組W3的另一端同時(shí)連接電解電容C2的負(fù)極、電容C3的另一端、電位器RP的另一個(gè)固定端和NPN三極管VT1的發(fā)射極,NPN三極管VT1的集電極同時(shí)連接電解電容C4的負(fù)極和中間繼電器K線圈的另一端;
副邊繞組W2的兩端分別連接中間繼電器K的靜觸頭常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn),中間繼電器K的動(dòng)觸頭同時(shí)連接電解電容C5的正極、電阻R2的一端、NPN三極管VT2的集電極和NPN三極管VT3的集電極;NPN三極管VT2的發(fā)射極連接NPN三極管VT3的基極,NPN三極管VT3的發(fā)射極連接二極管VD3的陽(yáng)極,二極管VD3的陰極同時(shí)連接蓄電池GB的正極和熔斷器FU2的一端,熔斷器FU2的另一端連接電阻R3的一端,并作為12V直流電源的正極輸出端;
電阻R3的另一端連接發(fā)光二極管VL的陽(yáng)極;NPN三極管VT2的基極同時(shí)連接電阻R2的另一端和穩(wěn)壓二極管VS的陰極;
太陽(yáng)能電池的負(fù)極電源輸出端同時(shí)連接電解電容C1的負(fù)極、變壓器T副邊繞組W1的另一端、原邊繞組W3的另一端、電解電容C5的負(fù)極、穩(wěn)壓二極管VS的陽(yáng)極、蓄電池GB的負(fù)極和發(fā)光二極管VL的陰極,并作為12V直流電源的負(fù)極輸出端。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型所述針對(duì)太陽(yáng)能電池輸出電壓的控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,對(duì)太陽(yáng)能電池輸出的電壓半波逆變,對(duì)半波逆變后的交流電壓進(jìn)行初步處理,將其穩(wěn)定在220V左右,然后再處理成輸出+12V直流電壓為負(fù)載提供直流電源,在太陽(yáng)強(qiáng)時(shí)還能產(chǎn)生+12V電壓為蓄電池充電,陰天時(shí),由蓄電池為負(fù)載供電,達(dá)到了無(wú)論陰天、晴天,均能穩(wěn)定地輸出12V直流電壓,更好的為用戶提供電能。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型所述針對(duì)太陽(yáng)能電池輸出電壓的控制電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式一:下面結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式所述針對(duì)太陽(yáng)能電池輸出電壓的控制電路包括變壓器T、中間繼電器K、蓄電池GB、MOS開(kāi)關(guān)管V、電源開(kāi)關(guān)S、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電位器RP、電解電容C1、電解電容C2、電容C3、電解電容C4、電解電容C5、二極管VD2、二極管VD3、穩(wěn)壓二極管VS、發(fā)光二極管VL、NPN三極管VT1、NPN三極管VT2、NPN三極管VT3、熔斷器FU1和熔斷器FU2;
變壓器T具有一套原邊繞組W3和兩套副邊繞組W1、W2;
太陽(yáng)能電池的正極電源輸出端同時(shí)連接電解電容C1的正極和MOS開(kāi)關(guān)管V的一端,MOS開(kāi)關(guān)管V的另一端連接電源開(kāi)關(guān)S的一端,電源開(kāi)關(guān)S的另一端連接熔斷器FU1的一端,熔斷器FU1的另一端同時(shí)連接電阻R1的一端和變壓器T副邊繞組W1的一端;電阻R1的另一端連接二極管VD2的陽(yáng)極,二極管VD2的陰極同時(shí)連接電容C3的一端、NPN三極管VT1的基極、電位器RP的一個(gè)固定端及其活動(dòng)端;
原邊繞組W3的一端同時(shí)連接電解電容C2的正極、電解電容C4的正極和中間繼電器K線圈的一端;原邊繞組W3的另一端同時(shí)連接電解電容C2的負(fù)極、電容C3的另一端、電位器RP的另一個(gè)固定端和NPN三極管VT1的發(fā)射極,NPN三極管VT1的集電極同時(shí)連接電解電容C4的負(fù)極和中間繼電器K線圈的另一端;
副邊繞組W2的兩端分別連接中間繼電器K的靜觸頭常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn),中間繼電器K的動(dòng)觸頭同時(shí)連接電解電容C5的正極、電阻R2的一端、NPN三極管VT2的集電極和NPN三極管VT3的集電極;NPN三極管VT2的發(fā)射極連接NPN三極管VT3的基極,NPN三極管VT3的發(fā)射極連接二極管VD3的陽(yáng)極,二極管VD3的陰極同時(shí)連接蓄電池GB的正極和熔斷器FU2的一端,熔斷器FU2的另一端連接電阻R3的一端,并作為12V直流電源的正極輸出端;
電阻R3的另一端連接發(fā)光二極管VL的陽(yáng)極;NPN三極管VT2的基極同時(shí)連接電阻R2的另一端和穩(wěn)壓二極管VS的陰極;
太陽(yáng)能電池的負(fù)極電源輸出端同時(shí)連接電解電容C1的負(fù)極、變壓器T副邊繞組W1的另一端、原邊繞組W3的另一端、電解電容C5的負(fù)極、穩(wěn)壓二極管VS的陽(yáng)極、蓄電池GB的負(fù)極和發(fā)光二極管VL的陰極,并作為12V直流電源的負(fù)極輸出端。
MOS開(kāi)關(guān)管V采用NMOS開(kāi)關(guān)管或PMOS開(kāi)關(guān)管,且均在源、漏極之間反向并聯(lián)二極管VD1。
工作原理:太陽(yáng)能電池輸出的直流電是不穩(wěn)定的,這樣的電壓是不能直接給負(fù)載的,人們?yōu)榱死眠@一直流電必須對(duì)其進(jìn)行有效的穩(wěn)定,本實(shí)施方式給出的就是穩(wěn)定控制電路,使其穩(wěn)定輸出+12V直流電源。
本實(shí)施方式首先將波動(dòng)幅度大太陽(yáng)能電池輸出的直流電壓由MOS管V進(jìn)行半波逆變?yōu)榻涣麟妷?,該交流電壓為正半波交流電,首先?duì)該交流電壓進(jìn)行初步穩(wěn)定,即圖1的上半部分電路,讓其初步穩(wěn)定輸出220V左右,該交流電壓再經(jīng)圖1下半部分電路處理輸出穩(wěn)定的+12V直流電給負(fù)載。
電壓初步穩(wěn)定電路包括電源電路和電壓檢測(cè)控制電路兩部分,電源電路包括電源開(kāi)關(guān)S、FU1、變壓器T、C2;電壓檢測(cè)控制電路包括R1、C3、C4、RP、VT1、中間繼電器K、VD2。
閉合S,太陽(yáng)能電池板經(jīng)逆變輸出的交流電壓(220V上下波動(dòng)的電壓)經(jīng)T降壓,經(jīng)C2濾波調(diào)整后,為VT1和K提供工作電壓。
加在變壓器T的W1繞組上的交流電壓還經(jīng)R1限流降壓、VD2整流、C3濾波及RP分壓后,在VT1的基極產(chǎn)生取樣電壓。
當(dāng)太陽(yáng)能電池板經(jīng)逆變輸出的交流電壓為190V~220V時(shí),VT1截止,K釋放,其常開(kāi)觸頭斷開(kāi),常閉觸頭接通,太陽(yáng)能電池板經(jīng)逆變輸出的交流電壓經(jīng)T的W1、W2繞組升壓為220V左右后輸出。
當(dāng)太陽(yáng)能電池板經(jīng)逆變輸出的交流電壓高于220V時(shí),VT1導(dǎo)通,K通電吸合,其常開(kāi)觸頭接通,太陽(yáng)能電池板經(jīng)逆變輸出的交流電壓直接輸出。
經(jīng)過(guò)上述電路初步處理,輸出220V左右的交流電源,該220V左右的交流電源經(jīng)C5濾波,產(chǎn)生一個(gè)隨太陽(yáng)強(qiáng)度大小及負(fù)載輕重變換而變化的平滑直流電壓,一般在0~40V之間波動(dòng),該直流電壓經(jīng)R2、VT2、VT3穩(wěn)壓輸出為+12.7V后,再經(jīng)VD3對(duì)蓄電池GB充電。當(dāng)蓄電池GB端電壓低于12V時(shí),經(jīng)VT2、VT3向蓄電池GB充電,直到蓄電池GB的端電壓達(dá)到標(biāo)稱值12V。
當(dāng)太陽(yáng)強(qiáng)度較大時(shí),太陽(yáng)能電池輸出電壓較高,經(jīng)初步穩(wěn)壓后輸出的交流電壓超過(guò)220V,經(jīng)整流濾波后的直流電壓達(dá)到18V~40V,經(jīng)VT2、VT3輸出的穩(wěn)壓直流電源正常工作,向負(fù)載供電;若陰天或太陽(yáng)強(qiáng)度較小時(shí),太陽(yáng)能電池輸出電壓偏低,經(jīng)整流濾波后的直流電壓低于18V時(shí),則VD3因VT2、VT3輸出電壓低于+12.7V而截止,改由蓄電池GB為負(fù)載提供+12V電壓。
可見(jiàn)經(jīng)過(guò)兩步穩(wěn)壓及處理,可穩(wěn)壓輸出+12V電壓給負(fù)載。