基于超级电容电池的光伏充电管理电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于超级电容电池的光伏充电管理电路，包括控制模块、超级电容电池、染料敏化太阳能电池、蓄电池、第一降压转换电路、第二降压转换电路、第一稳压电路、第二稳压电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路和电流检测电路，所述染料敏化太阳能电池的输出端与超级电容电池的输入/输出端连接，同时通过第一稳压电路与蓄电池连接，所述超级电容电池设有充放电控制电路，所述第一稳压电路的控制输入端接控制模块的第一控制输出端，所述第一稳压电路的状态反馈端接控制模块的第一控制输入端，所述蓄电池通过第二稳压电路接负载，所述第二稳压电路的控制输入端接控制模块的第二控制输出端。本发明专利技术提高了染料敏化太阳能电池的发电效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能发电
，具体地涉及一种基于超级电容电池的光伏充电管理电路。
技术介绍
随着人类社会的发展进步，地表内蕴藏的各种能源，如石油、天然气、瓦斯等，在人类过度的使用与开采下，已逐步消耗殆尽。近年来，由于人们环保意识的逐步加强，世界上一些主要国家也在积极研发以清洁的可再生能源来取代矿物燃料发电，以减少传统发电方式所产生的污染问题。替代性能源主要包括太阳能、风能、地热及生物能等。其中，太阳能可以说是取之不尽、用之不竭。太阳是整个太阳系中最大的天体，它所释放的能量是维持地球生命的最主要的能量源。太阳能电池是一种能源转化的光电组件，它在经由太阳光照射后，可以把光的能量转化成电能。其中以模拟光合作用为原理的染料敏化太阳能电池(DSC)由于制作工艺成本低廉、制作流程易操作、形状色彩多样化、随光强变化性能稳定等诸多优势被认为是可再生能源利用中的一颗璀璨明珠,具有广阔的市场应用空间和开发前景。染料敏化太阳能电池能在微光条件下能迅速形成电势差，产生电压，但由于微光条件下产生电压偏低，电子流难以有效对锂电池进行充电储存能量，因此，染料敏化太阳能电池的微光发电效率低。
技术实现思路
本专利技术目的在于为解决上述问题而提供一种提高染料敏化太阳能电池的微光发电效率的基于超级电容电池的光伏充电管理电路。为此，本专利技术公开了一种基于超级电容电池的光伏充电管理电路，包括控制模块、超级电容电池、染料敏化太阳能电池、蓄电池、第一降压转换电路、第二降压转换电路、第一稳压电路、第二稳压电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路和电流检测电路，所述第一降压转换电路的输入端接蓄电池，输出端分别接控制模块和第二降压转换电路的电源端，所述染料敏化太阳能电池的输出端与超级电容电池的输入/输出端连接，同时通过第一稳压电路与蓄电池连接，所述超级电容电池设有充放电控制电路，所述充放电控制电路与控制模块连接，所述充放电控制电路控制超级电容电池在电压低于设定值时充电，在电压达到设定值时放电，所述第一稳压电路的控制输入端接控制模块的第一控制输出端，所述第一稳压电路的状态反馈端接控制模块的第一控制输入端，所述蓄电池通过第二稳压电路接负载，所述第二稳压电路的控制输入端接控制模块的第二控制输出端，所述控制模块分别通过第一电压检测电路和第二电压检测电路检测蓄电池和染料敏化太阳能电池的电压，所述控制模块通过电流检测电路检测第二稳压电路输出的电流大小，所述染料敏化太阳能电池通过第二降压转换电路为控制模块供电。进一步的，所述控制模块由型号为STM8芯片及其外围电路组成。进一步的，所述第一降压转换电路由型号为MC34063芯片组成，输出3.3V电压。进一步的，所述第一电压检测电路和第二电压检测电路均为由若干电阻组成的分压电路实现。进一步的，所述第二降压转换电路包括型号为LM358的双运算放大器U2-A，所述双运算放大器U2-A的同相输入端接染料敏化太阳能电池的负端，所述双运算放大器U2-A的电源端接第一降压转换电路的输出端，所述双运算放大器U2-A的反向输入端通过电阻R25接地，同时通过并联的电容C2和电阻R26接其输出端，所述双运算放大器U2-A的输出端接控制模块的电流输入端。进一步的，所述电流检测电路包括型号为LM358的双运算放大器U2-B，所述双运算放大器U2-B的同相输入端接第二降压电路输出端的负端，所述双运算放大器U2-B的反向输入端通过电阻R17接地，同时通过并联的电容C1和电阻R18接其输出端，所述双运算放大器U2-B的输出端接控制模块的电流检测输入端，同时串联电阻R30和R28接第二降压电路输出端的正端，电阻R30和R28之间的节点通过电阻R29接地。进一步的，所述第一稳压电路包括三极管Q1、Q11、Q9和Q5，场效应管Q3和Q2，稳压二极管DZ2以及电感L1，所述三极管Q1的基极接控制模块的第一控制输出端，三极管Q1的集电极通过电阻R3接染料敏化太阳能电池的输出端SOLAR和超级电容电池CE1的一端，同时接三极管Q9的集电极和场效应管Q3的源极，超级电容电池CE1的另一端接地，三极管Q1和Q11的发射极接地，三极管Q11的基极接三极管Q1的集电极，三极管Q11的集电极串联电阻R32接场效应管Q3的源极，三极管Q9的基极接三极管Q11的集电极，三极管Q9的发射极接场效应管Q3的栅极，同时正向串联二极管D8接三极管Q9的集电极，稳压二极管DZ2的正端接三极管Q9的集电极，负端接三极管Q9的发射极，场效应管Q3的漏极串联电感L1接场效应管Q2的漏极，场效应管Q2的源极接蓄电池的正端，蓄电池的负端接地，场效应管Q2的栅极依次串联电阻R21和三极管Q5接地，三极管Q5的基极接控制模块的第一控制输入端。进一步的，所述第二稳压电路包括三极管Q12、Q10和Q14，场效应管Q4和Q13，稳压二极管DZ3和DZ1以及电感L2，所述三极管Q12的基极接控制模块的第二控制输出端，三极管Q12的集电极通过电阻R4接蓄电池的正端BAT+，同时接三极管Q10的集电极和场效应管Q4的源极，三极管Q12的发射极接地，三极管Q10的基极接三极管Q12的集电极，三极管Q10的发射极接场效应管Q4的栅极，同时正向串联二极管D9分别接三极管Q12的集电极和三极管Q14的基极，稳压二极管DZ3的正端接三极管Q10的集电极，负端接三极管Q10的发射极，场效应管Q4的漏极串联电感L2和二极管D6接负载的正端VOLOUT+，负载的负端VOLOUT-接地，三极管Q14的基极串联电阻R2接在电感L1和二极管D6之间的节点上，三极管Q14的集电极接在电感L1和二极管D6之间的节点上，三极管Q14的发射极接场效应管Q13的栅极，同时正向串联二极管D5接三极管Q14的基极，场效应管Q13的源极接在电感L1和二极管D6之间的节点上，场效应管Q13的漏极接地，稳压二极管DZ1的正端接三极管Q14的集电极，负端接三极管Q14的发射极。进一步的，还包括无线射频收发模块，所述无线射频收发模块与控制模块通信连接，所述无线射频收发模块的电源端接第一降压转换电路的输出端。更进一步的，所述无线射频收发模块由型号为PL1167的芯片组成。本专利技术的有益技术效果：本专利技术利用单晶硅加入染料敏华电子，促使太阳能电池在微光条件下能迅速形成电势差，产生电压，由于微光条件下产生电压偏低，电子流难以有效对锂电池进行充电储存能量，在电路中加入超级电容电池，使电路产生抽水机效应主动吸收电子流，迅速使超级电容电池电压升高到达对蓄电池充电电压时放电，对蓄电池进行充电，从而充分提高太阳能电池发电效率，实际使用中单晶硅转化率只有14％--17％,通过本专利技术后能达到20％--24％，特别是填补太阳能电池阴雨天气和微光不能发电的效应。附图说明图1为本专利技术实施例的电路原理图。具体实施方式现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。一种基于超级电容电池的光伏充电管理电路，包括控制模块、超级电容电池、染料敏化太阳能电池、蓄电池、第一降压转换电路、第二降压转换电路、第一稳压电路、第二稳压电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路和电流检测电路，所述第一降压转换电路的输入端接蓄电池，输出端分别接控制模块和第二降压转换电路的电源端，所述染料敏化太阳能电池的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于超级电容电池的光伏充电管理电路，其特征在于：包括控制模块、超级电容电池、染料敏化太阳能电池、蓄电池、第一降压转换电路、第二降压转换电路、第一稳压电路、第二稳压电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路和电流检测电路，所述第一降压转换电路的输入端接蓄电池，输出端分别接控制模块和第二降压转换电路的电源端，所述染料敏化太阳能电池的输出端与超级电容电池的输入/输出端连接，同时通过第一稳压电路与蓄电池连接，所述超级电容电池设有充放电控制电路，所述充放电控制电路与控制模块连接，所述充放电控制电路控制超级电容电池在电压低于设定值时充电，在电压达到设定值时放电，所述第一稳压电路的控制输入端接控制模块的第一控制输出端，所述第一稳压电路的状态反馈端接控制模块的第一控制输入端，所述蓄电池通过第二稳压电路接负载，所述第二稳压电路的控制输入端接控制模块的第二控制输出端，所述控制模块分别通过第一电压检测电路和第二电压检测电路检测蓄电池和染料敏化太阳能电池的电压，所述控制模块通过电流检测电路检测第二稳压电路输出的电流大小，所述染料敏化太阳能电池通过第二降压转换电路为控制模块供电。

【技术特征摘要】
1.基于超级电容电池的光伏充电管理电路，其特征在于：包括控制模块、超级电容电池、染料敏化太阳能电池、蓄电池、第一降压转换电路、第二降压转换电路、第一稳压电路、第二稳压电路、第一电压检测电路、第二电压检测电路和电流检测电路，所述第一降压转换电路的输入端接蓄电池，输出端分别接控制模块和第二降压转换电路的电源端，所述染料敏化太阳能电池的输出端与超级电容电池的输入/输出端连接，同时通过第一稳压电路与蓄电池连接，所述超级电容电池设有充放电控制电路，所述充放电控制电路与控制模块连接，所述充放电控制电路控制超级电容电池在电压低于设定值时充电，在电压达到设定值时放电，所述第一稳压电路的控制输入端接控制模块的第一控制输出端，所述第一稳压电路的状态反馈端接控制模块的第一控制输入端，所述蓄电池通过第二稳压电路接负载，所述第二稳压电路的控制输入端接控制模块的第二控制输出端，所述控制模块分别通过第一电压检测电路和第二电压检测电路检测蓄电池和染料敏化太阳能电池的电压，所述控制模块通过电流检测电路检测第二稳压电路输出的电流大小，所述染料敏化太阳能电池通过第二降压转换电路为控制模块供电。2.根据权利要求1所述的基于超级电容电池的光伏充电管理电路，其特征在于：所述控制模块由型号为STM8芯片及其外围电路组成。3.根据权利要求1所述的基于超级电容电池的光伏充电管理电路，其特征在于：所述第一降压转换电路由型号为MC34063芯片组成，输出3.3V电压。4.根据权利要求1所述的基于超级电容电池的光伏充电管理电路，其特征在于：所述第一电压检测电路和第二电压检测电路均为由若干电阻组成的分压电路实现。5.根据权利要求1所述的基于超级电容电池的光伏充电管理电路，其特征在于：所述第二降压转换电路包括型号为LM358的双运算放大器U2-A，所述双运算放大器U2-A的同相输入端接染料敏化太阳能电池的负端，所述双运算放大器U2-A的电源端接第一降压转换电路的输出端，所述双运算放大器U2-A的反向输入端通过电阻R25接地，同时通过并联的电容C2和电阻R26接其输出端，所述双运算放大器U2-A的输出端接控制模块的电流输入端。6.根据权利要求1所述的基于超级电容电池的光伏充电管理电路，其特征在于：所述电流检测电路包括型号为LM358的双运算放大器U2-B，所述双运算放大器U2-B的同相输入端接第二降压电路输出端的负端，所述双运算放大器U2-B的反向输入端通过电阻R17接地，同时通过并联的电容C1和电阻R18接其输出端，所述双运算放大器U2-B的输出端接控制模块的电流检测输入端，同时串联电阻R30和R28接第二降压电路输出端的正端，电阻R30和R28之间的节点通过电阻R29接地。7.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟杰，
申请(专利权)人：陈伟杰，
类型：发明
国别省市：福建;35