CN101895236B - 太阳能控制器 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能控制器，包括一可输出多种充电电压的充电控制单元，用于在给蓄电池充电前发出一断电控制信号及一电压侦测信号，及用于在判断出蓄电池的充电电压后发出一充电控制信号；一开关控制单元，用于接收所述断电控制信号以控制所述充电控制单元不输出充电电压给蓄电池，用于接收所述电压侦测信号以输出一侦测电压，及用于接收所述充电控制信号以控制所述充电控制单元输出充电电压给蓄电池；及一侦测比较单元，用于接收所述侦测电压并根据所述侦测电压输出至少一选通信号给所述充电控制单元，以使所述充电控制单元判断出蓄电池的充电电压并输出对应的充电电压。所述太阳能控制器可自动侦测蓄电池充电电压并自动设定充电模式。

Description

太阳能控制器
技术领域
本发明涉及太阳能发电系统控制技术，特别涉及一种太阳能控制器。
背景技术
目前，对太阳能的利用已被广泛应用于各种领域，其中最常见的就是使用太阳能板为蓄电池进行充电，以将太阳能转化为电能并用蓄电池进行存储，再利用蓄电池给其他用电设备进行供电。
通过太阳能板对蓄电池进行充电通常需要通过太阳能控制器来进行控制，通常太阳能控制器提供给蓄电池的充电电压有多种，如12V、24V、36V、48V等。在对某一蓄电池进行充电之前，操作人员首先要确定待充电蓄电池的充电电压，然后对应设置太阳能控制器的充电模式以对应输出待充电蓄电池的充电电压。但是，有时由于人为原因可能会将太阳能控制器的充电模式设置错误，从而造成待充电蓄电池损毁。并且，每次更换蓄电池都需要手工设定太阳能控制器的充电模式，降低了工作效率。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种可自动侦测蓄电池充电电压并自动设定充电模式的太阳能控制器。
一种太阳能控制器，用于给一蓄电池充电，所述太阳能控制器包括：
一可输出多种充电电压的充电控制单元，用于在充电前发出一断电控制信号及一电压侦测信号，及用于在判断出所述蓄电池的充电电压后发出一充电控制信号；
一开关控制单元，用于接收所述断电控制信号以控制所述充电控制单元不输出充电电压给所述蓄电池，用于接收所述电压侦测信号以输出一侦测电压，及用于接收所述充电控制信号以控制所述充电控制单元输出充电电压给所述蓄电池；及
一侦测比较单元，用于接收所述侦测电压并根据所述侦测电压输出至少一选通信号给所述充电控制单元，以使所述充电控制单元判断出所述蓄电池的充电电压并输出对应的充电电压，所述侦测比较单元包括一第一比较器、一第二比较器、一第三比较器及一触发器，所述第一至第三比较器的同相输入端接收所述侦测电压，所述第一至第三比较器的反相输入端分别连接至第一至第三参考电压，所述第一比较器的输出端连接至所述充电控制单元的第一选通引脚及所述触发器的触发端，所述第二比较器的输出端连接至所述触发器的第一输入端，所述第三比较器的输出端连接至所述触发器的第二输入端，所述触发器的输出端连接至所述充电控制单元的第二选通引脚。
上述太阳能控制器通过所述侦测比较单元接收所述侦测电压，并根据所述侦测电压输出选通信号给所述充电控制单元，以使所述充电控制单元判断出所述蓄电池的充电电压并输出对应的充电电压，从而不需人工进行充电模式的设定，不但提高了效率，还能避免由于人为因素造成的设定错误。
附图说明
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
图1为本发明太阳能控制器较佳实施方式与一蓄电池的电路示意图。
具体实施方式
请参照图1，本发明太阳能控制器10用于给一蓄电池20进行充电，其较佳实施方式包括一充电控制单元12、一开关控制单元14及一侦测比较单元16。需要说明的是，图中仅示出了所述太阳能控制器10中直接对所述蓄电池20进行充电控制的充电控制单元12及两者之间的开关控制单元14与侦测比较单元16，所述太阳能控制器10中的其他电路部分为现有技术，故此处不做出详细说明。
所述充电控制单元12包括一充电引脚CH、一充电控制引脚CO、一侦测引脚DE、两个选通引脚CS1及CS2。
所述开关控制单元14包括一第一电开关元件如一场效应管Q1、一第二电开关元件如一场效应管Q2、两分压电阻R1及R2。所述场效应管Q1的源极(第一端)与所述充电控制单元12的充电引脚CH相连，所述场效应管Q1的栅极(第二端)与所述充电控制单元12的充电控制引脚CO相连，所述场效应管Q1的漏极(第三端)与所述蓄电池20的正极相连。所述场效应管Q2的源极(第一端)依次通过所述分压电阻R1及R2接地，所述场效应管Q2的栅极(第二端)与所述充电控制单元12的侦测引脚DE相连，所述场效应管Q2的漏极(第三端)与所述蓄电池20的正极相连。所述蓄电池20的负极接地。其他实施方式中，所述场效应管Q1及Q2也可以选用其他类型的电开关元件。
所述侦测比较单元16包括一第一比较器OP1、一第二比较器OP2、一第三比较器OP3、一触发器U。所述第一至第三比较器OP1-OP3的同相输入端均连接至所述分压电阻R1与R2之间的节点以接收一侦测电压VDE。所述第一至第三比较器OP1-OP3的反相输入端分别连接至第一至第三参考电压VREF1-VREF3，所述第一比较器OP1的输出端连接至所述充电控制单元12的选通引脚CS1及所述触发器U的触发端S，所述第二比较器OP2的输出端连接至所述触发器U的第一输入端Q’，所述第三比较器OP3的输出端连接至所述触发器U的第二输入端Q。所述触发器U的输出端D连接至所述充电控制单元12的选通引脚CS2。
本实施方式中，所述充电控制单元12可输出的充电电压包括12V、24V、36V、48V四种，所述第一至第三参考电压VREF1-VREF3的电压关系为：VREF2＜VREF1＜VREF3，且电压值分别为VREF1＝26V*R2/(R1+R2)、VREF2＝14V*R2/(R1+R2)、VREF3＝38V*R2/(R1+R2)。即满足如下关系式：12V＜[VREF2*(R1+R2)/R2＝14V]＜24V＜[VREF1*(R1+R2)/R2＝26V]＜36V＜[VREF3*(R1+R2)/R2＝38V]＜48V。其中R1及R2也分别表示所述第一及第二电阻R1及R2的电阻值。其他实施方式中，所述充电控制单元12可输出的充电电压也可设置其他数量及其他参数值，所述侦测比较单元16中的比较器数量将对应的增加或减少，所述参考电压的数量将对应的增加或减少，所述参考电压的电压值也将作相应的调整以满足比较要求，不局限于本实施方式给出的具体数量及参数值。
工作时，所述充电控制电源12首先通过所述充电控制引脚CO发出一断电控制信号如低电平信号给所述场效应管Q1使其截止，此时所述充电引脚CH不会对所述蓄电池20进行充电。同时，所述充电控制电源12通过所述侦测引脚DE发出一电压侦测信号如高电平信号给所述场效应管Q2使其导通，进而触发所述侦测比较单元16对所述蓄电池20进行电压侦测，此时所述分压电阻R1与R2之间的节点的侦测电压VDE＝VBA*R2/(R1+R2)，VBA为所述蓄电池20的充电电压，R1及R2分别为所述两电阻R1及R2的电阻值。
如果VDE＞VREF1，则所述第一比较器OP1的输出端输出一高电平信号至所述充电控制电源12的选通引脚CS1及所述触发器U的触发端S，此时所述触发器U的第二输入端Q将其接收到的信号通过所述输出端D传给所述充电控制电源12的选通引脚CS2；如果VDE＜VREF1，则所述第一比较器OP1的输出端输出一低电平信号至所述充电控制电源12的选通引脚CS1及所述触发器U的触发端S，此时所述触发器U的第一输入端Q’将其接收到的信号通过所述输出端D传给所述充电控制电源12的选通引脚CS2。
当所述触发器U的触发端S为高电平时，如果VDE＞VREF3(表明所述蓄电池20的电压为48V)，则所述第三比较器OP3的输出端输出一高电平信号，此时所述充电控制电源12的选通引脚CS2为高电平选通信号；如果VDE＜VREF3(表明所述蓄电池20的电压为36V)，则所述第三比较器OP3的输出端输出一低电平信号，此时所述充电控制电源12的选通引脚CS2为低电平选通信号。
当所述触发器U的触发端S为低电平时，如果VDE＞VREF2(表明所述蓄电池20的电压为24V)，则所述第二比较器OP2的输出端输出一高电平信号，此时所述充电控制电源12的选通引脚CS2为高电平选通信号；如果VDE＜VREF2(表明所述蓄电池20的电压为12V)，则所述第二比较器OP2的输出端输出一低电平信号，此时所述充电控制电源12的选通引脚CS2为低电平选通信号。
根据上述可知，所述充电控制电源12的选通引脚CS1及CS2与所述蓄电池20的充电电压关系如下表所示：
 选通引脚CS1为高电平  选通引脚CS1为低电平
 选通引脚CS2为高电平  充电电压＝48V  充电电压＝24V
 选通引脚CS2为低电平  充电电压＝36V  充电电压＝12V
所述充电控制单元12根据上述电压关系表判断出所述蓄电池20所需的充电电压后即设定所述太阳能控制器10输出对应的电压的充电模式，同时所述充电控制单元12通过所述充电控制引脚CO发出一充电控制信号如高电平信号给所述场效应管Q1使其导通，此时所述充电控制单元12通过充电引脚CH对所述蓄电池20进行充电。所述开关单元14也可以设置成其他电路结构，只要满足所述开关单元14接收所述充电控制引脚CO发出的断电控制信号时所述充电引脚CH不会对所述蓄电池20进行充电，且所述充电控制单元12判断所述蓄电池20所需的电压后所述开关单元14接收所述充电控制引脚CO发出一充电控制信号时所述充电引脚CH对所述蓄电池20进行充电，及接收所述电压侦测信号后输出所述侦测电压VDE给所述侦测比较单元16即可，不局限于本实施方式给出的具体电路。
本发明太阳能控制器10通过所述侦测比较单元16接收所述侦测电压VDE，并根据所述侦测电压VDE输出选通信号给所述充电控制单元12，以使所述充电控制单元12判断出所述蓄电池20的充电电压并输出对应的充电电压，从而不需人工进行充电模式的设定，不但提高了效率，还能避免由于人为因素造成的设定错误。

Claims (5)

1.一种太阳能控制器，用于给一蓄电池充电，所述太阳能控制器包括：
一可输出多种充电电压的充电控制单元，用于在充电前发出一断电控制信号及一电压侦测信号，及用于在判断出所述蓄电池的充电电压后发出一充电控制信号；
一开关控制单元，用于接收所述断电控制信号以控制所述充电控制单元不输出充电电压给所述蓄电池，用于接收所述电压侦测信号以输出一侦测电压，及用于接收所述充电控制信号以控制所述充电控制单元输出充电电压给所述蓄电池；及
一侦测比较单元，用于接收所述侦测电压并根据所述侦测电压输出至少一选通信号给所述充电控制单元，以使所述充电控制单元判断出所述蓄电池的充电电压并输出对应的充电电压，所述侦测比较单元包括一第一比较器、一第二比较器、一第三比较器及一触发器，所述第一至第三比较器的同相输入端接收所述侦测电压，所述第一至第三比较器的反相输入端分别连接至第一至第三参考电压，所述第一比较器的输出端连接至所述充电控制单元的第一选通引脚及所述触发器的触发端，所述第二比较器的输出端连接至所述触发器的第一输入端，所述第三比较器的输出端连接至所述触发器的第二输入端，所述触发器的输出端连接至所述充电控制单元的第二选通引脚。
2.如权利要求1所述的太阳能控制器，其特征在于：所述开关控制单元包括一第一电开关元件、一第二电开关元件、第一及第二电阻，所述第一电开关元件的第一端接收所述充电控制单元发出的充电电压，所述第一电开关元件的第二端接收所述断电控制信号及充电控制信号，所述第一电开关元件的第三端与所述蓄电池的正极相连，所述第二电开关元件的第一端依次通过所述第一及第二电阻接地，所述第二电开关元件的第二端接收所述电压侦测信号，所述第二电开关元件的第三端与所述蓄电池的正极相连，所述蓄电池的负极接地，所述第一及第二电阻之间的节点输出所述侦测电压，所述第一及第二电开关元件在其第一端为高电平时导通，在低电平时截止。
3.如权利要求2所述的太阳能控制器，其特征在于：所述第一及第二电开关元件均为场效应管，所述第一及第二电开关元件的第一至第三端分别对应场效应管的源极、栅极及漏极。
4.如权利要求2所述的太阳能控制器，其特征在于：所述充电控制单元可输出充电电压包括第一至第四充电电压，所述第一至第三参考电压的电压值与所述第一至第四充电电压的电压值之间的关系为：第一充电电压＜第二参考电压*(R1+R2)/R2＜第二充电电压＜第一参考电压*(R1+R2)/R2＜第三充电电压＜第三参考电压*(R1+R2)/R2＜第四充电电压，其中R1及R2分别为所述第一及第二电阻的电阻值。
5.如权利要求4所述的太阳能控制器，其特征在于：所述第一至第四充电电压的电压值分别为12V、24V、36V、48V，所述第一至第三参考电压的电压值分别为26V*R2/(R1+R2)、14V*R2/(R1+R2)、38V*R2/(R1+R2)。
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