智能太阳能控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及太阳能发电技术领域，提出了智能太阳能控制器，包括控制单元、充电电路、电压采样电路和充电保护电路，充电电路的输入端连接光伏板的输出端，充电电路的输出端连接充电保护电路，充电保护电路的输出端连接蓄电池，电压采样电路的输入端连接光伏板的输出端，电压采样电路的输出端连接控制单元，控制单元连接充电电路，通过上述技术方案，解决了现有技术中太阳能控制器只能在特定太阳光照强度下工作，不能充分利用太阳能，使得系统的效率大大降低的问题。效率大大降低的问题。效率大大降低的问题。

【技术实现步骤摘要】
智能太阳能控制器


[0001]本技术涉及太阳能发电
，具体的，涉及智能太阳能控制器。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，太阳能光伏发电技术在现代应用更为广泛，太阳能作为可再生能源，为了能够更佳的利用该能源，太阳能技术不断在朝向更全面的方向发展。现有技术中提出了多种太阳能系统控制器，现有的太阳能控制器在对蓄电池充电和放电的过程中通常采用 BUCK或者BOOST电路，这种BUCK或者BOOST电路存在一定的缺陷。当需要对蓄电池进行充电时，对于BUCK电路而言，光伏板的输出电压必须小于蓄电池的端电压，当光照强度很强时无法对蓄电池充电；对于BOOST电路而言，光伏板的输出电压必须大于蓄电池的端电压，当光照强度较弱时无法对蓄电池充电；在这种传统的拓扑结构中，光伏板输出的电能都要经过DC
‑
DC变换器进行处理，因此，整个太阳能发电系统的效率就要依赖于DC
‑
DC 变换器的效率，由于BUCK或者BOOST电路只能在特定太阳光照强度下工作，不能充分利用太阳能，使得系统的效率大大降低。

技术实现思路

[0003]本技术提出智能太阳能控制器，解决了现有技术中太阳能控制器只能在特定太阳光照强度下工作，不能充分利用太阳能，使得系统的效率大大降低的问题。
[0004]本技术的技术方案如下：
[0005]智能太阳能控制器，包括控制单元、充电电路、电压采样电路和充电保护电路，所述充电电路的输入端连接光伏板的输出端，所述充电电路的输出端连接所述充电保护电路，所述充电保护电路的输出端连接蓄电池，所述电压采样电路的输入端连接光伏板的输出端，所述电压采样电路的输出端连接所述控制单元，所述控制单元连接所述充电电路，所述充电电路包括电容C1、场效应管Q1电阻R1、电感L1、二极管D1和电容C2，所述场效应管Q1的漏极连接光伏板输出端的正极，所述场效应管Q1的栅极连接所述控制单元，所述场效应管 Q1的栅极通过所述电阻R1连接所述场效应管Q1的源极，所述场效应管Q1的源极连接所述二极管D1的阳极，所述电容C1的正极连接光伏板输出端的正极，所述电容C1的负极连接光伏板输出端的负极，所述电感L1的第一端连接所述二极管D1的阳极，所述电感L1的第二端连接光伏板输出端的负极，所述二极管D1阴极连接所述保护电路的输入端，所述电容 C2的正极连接所述二极管D1的阴极，所述电容C2的负极连接光伏板输出端的负极。
[0006]进一步，本技术中所述电压采样电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、运放U1、电阻R6、电容C4、光耦U2、光耦U3、电阻R7和电阻R8，所述电阻R2的第一端连接光伏板输出端的正极，所述电阻R2的第二端通过所述电阻R3连接所述运放U1的同相输入端，所述运放U1的反相输入端通过所述电阻R5连接光伏板输出端的负极，所述电阻 R4连接所述电阻R2的第二端，所述电阻R4的第二端连接光伏板输出端的负极，所述运放 U1的输出端通过所述电容C4连接所述运放U1的反相输入端，所述运放U1的输出端通过所述电阻R6连接所述
光耦U2的第一输入端，所述光耦U2的第二输入端连接所述光耦U3的第一输入端，所述光耦U2的第一输出端连接5V电源，所述光耦U2的第二输出端连接所述运放U1的反相输入端，所述光耦U3的第二输入端连接光伏板输出端的负极，所述光耦U3 的第一输出端连接5V电源，所述光耦U3的第二输出端通过所述电阻R8接地，所述光耦U3 的第二输出端通过所述电阻R7连接所述控制单元。
[0007]进一步，本技术中所述充电保护电路包括稳压管D3、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、稳压管D4、运放U4、电阻R13、电阻R14、电阻R15、三极管Q2、电阻R16、电阻R17和电阻R18，所述稳压管D3的阴极连接所述充电电路的输出端，所述稳压管D3的阳极通过所述电阻R9接地，所述电阻R10的第一端连接所述充电电路的输出端，所述电阻 R10的第二端连接所述稳压管D4的阴极，所述稳压管D4的阳极接地，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R11连接所述电阻R10的第二端，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R12接地，所述运放U4的反相输入端通过所述电阻R18接地，所述运放U4的输出端通过所述电阻R13连接所述三极管Q2的基极，所述电阻R14的第一端连接所述充电电路的输出端，所述电阻R14的第二端连接所述运放U4的输出端，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R15连接所述充电电路的输出端，所述三极管Q2的发射极通过所述电阻R16连接所述电阻R17的第一端，所述电阻R17的第二端连接所述运放U4的反相输入端，所述电阻 R17的第一端连接蓄电池的正极，所述蓄电池的负极接地。
[0008]进一步，本技术中还包括放电保护电路，所述放电保护电路包括稳压管D5、电阻 R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、运放U5、电阻R23、电阻R24、三极管Q3、二极管 D6、电阻R27、二极管D8和继电器K1，所述稳压管D5的阴极连接蓄电池的正极，所述稳压管D5的阳极通过所述电阻R19接地，所述运放U5的反相输入端通过所述电阻R20连接所述稳压管D5的阳极，所述运放U5的同相输入端通过所述电阻R22连接蓄电池的正极，所述运放U5的同相输入端通过所述电阻R21接地，所述运放U5的输出端通过所述电阻R23 连接蓄电池的正极，所述运放U5的输出端通过所述电阻R24连接所述三极管Q3的基极，所述三极管Q3的发射极连接蓄电池的正极，所述三极管Q3的集电极连接所述二极管D6的阳极，所述二极管D6的阴极通过所述电阻R27连接所述继电器K1的第一输入端，所述继电器 K1的第二输入端接地，所述继电器K1的公共端连接蓄电池的正极，所述继电器K1的常闭端连接用电器，蓄电池的负极接地。
[0009]本技术的工作原理及有益效果为：
[0010]本技术中，在光伏板输出和充电电路之间并联电压采样电路，采集光伏板输出的最大功率点，光伏板输出的最大功率点在某一电压范围内，设该范围为E1～E2，光伏板输出电压经过电压采样电路送至控制单元，当输出电压达到最大功率点附近的某一点电压E2时，控制单元向场效应管Q1的栅极发送PWM控制信号，场效应管Q1导通，这时光伏板和电容 C1同时对蓄电池充电，一段时间后电容C1和光伏板输出的电压下降；当输出电压下降到E1 时，控制单元停止向场效应管Q1的栅极发送PWM控制信号，场效应管Q1关断，此时光伏板只对电容C1进行充电.将能量储存在电容C1上，此时电容C1的电压上升，当电容C1 的电压达到E2时，场效应管Q1再导通，如此往复完成对蓄电池的充电。当光照较弱时，由于此时光伏板先将电能储存在电容C1，当电容的电压达到最大功率点时再将电能转到蓄电池上，因此只要光伏板输出电能，无论其电流多小都可以对蓄电池进行充电，最大限度地提取光伏
板中的电流，充分利用太阳能。为了防止对蓄电池造成过冲现象，在充电电路和蓄电池之间加入充电保护电路，当蓄电池充满电后，断开蓄电池与充电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.智能太阳能控制器，其特征在于，包括控制单元、充电电路、电压采样电路和充电保护电路，所述充电电路的输入端连接光伏板的输出端，所述充电电路的输出端连接所述充电保护电路，所述充电保护电路的输出端连接蓄电池，所述电压采样电路的输入端连接光伏板的输出端，所述电压采样电路的输出端连接所述控制单元，所述控制单元连接所述充电电路，所述充电电路包括电容C1、场效应管Q1电阻R1、电感L1、二极管D1和电容C2，所述场效应管Q1的漏极连接光伏板输出端的正极，所述场效应管Q1的栅极连接所述控制单元，所述场效应管Q1的栅极通过所述电阻R1连接所述场效应管Q1的源极，所述场效应管Q1的源极连接所述二极管D1的阳极，所述电容C1的正极连接光伏板输出端的正极，所述电容C1的负极连接光伏板输出端的负极，所述电感L1的第一端连接所述二极管D1的阳极，所述电感L1的第二端连接光伏板输出端的负极，所述二极管D1阴极连接所述保护电路的输入端，所述电容C2的正极连接所述二极管D1的阴极，所述电容C2的负极连接光伏板输出端的负极。2.根据权利要求1所述的智能太阳能控制器，其特征在于，所述电压采样电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、运放U1、电阻R6、电容C4、光耦U2、光耦U3、电阻R7和电阻R8，所述电阻R2的第一端连接光伏板输出端的正极，所述电阻R2的第二端通过所述电阻R3连接所述运放U1的同相输入端，所述运放U1的反相输入端通过所述电阻R5连接光伏板输出端的负极，所述电阻R4连接所述电阻R2的第二端，所述电阻R4的第二端连接光伏板输出端的负极，所述运放U1的输出端通过所述电容C4连接所述运放U1的反相输入端，所述运放U1的输出端通过所述电阻R6连接所述光耦U2的第一输入端，所述光耦U2的第二输入端连接所述光耦U3的第一输入端，所述光耦U2的第一输出端连接5V电源，所述光耦U2的第二输出端连接所述运放U1的反相输入端，所述光耦U3的第二输入端连接光伏板输出端的负极，所述光耦U3的第一输出端连接5V电源，所述光耦U3的第二输出端通过所述电阻R8接地，所述光耦U3的第二输出端通过所述电阻R7连接所述控制单元。3.根据权利要求1所述的智能太阳能控制器，其特征在于，所述充电保护电路包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦朋，冯慧彬，康任重，
申请(专利权)人：河北星河科技开发有限公司，
类型：新型
国别省市：