CN102780250A

CN102780250A - 一种太阳能充电控制器

Info

Publication number: CN102780250A
Application number: CN2012102965147A
Authority: CN
Inventors: 张延胜; 潘世高; 黄敏
Original assignee: FOSHAN BURKE NEW ENERGY TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: FOSHAN BURKE NEW ENERGY TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2012-11-14

Abstract

本发明公开了一种太阳能充电控制器，它包括光伏输入、充电输出、负载输出、MCU、第一至第三MOSFET管、用于控制第一MOSFET管的导通占空比的充电控制电路、防反接检测电路和输出控制电路，所述光伏输入的负端依次连接第一MOSFET管的源极、第一MOSFET管的漏极、第二MOSFET管的漏极、第二MOSFET管的源极后接至充电输出的负端，所述充电输出的负端还依次连接第三MOSFET管的源极、第三MOSFET管的漏极后接至负载输出的负端；所述MCU经充电控制电路控制第一MOSFET管的导通占空比实现对充电电流斩波，经防反接检测电路控制第二MOSFET管的通断，经输出控制电路控制第三MOSFET管的通断。本发明实现对充电电流大小的连续调节，同时具有蓄电池防反接功能，充电、供电可靠性高。

Description

一种太阳能充电控制器

技术领域

本发明涉及太阳能充电技术，特别涉及一种太阳能充电控制器。

背景技术

太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，而且随着技术不断进步，光伏发电有可能是最具有发展前景的发电技术之一。而利用太阳能电池供电是基于“光生伏特效应”原理，将太阳能转化为电能，利用充电方式将太阳辐射直接转化为电能。它具有永久性、清洁性和灵活性大的优点，是其他能源无法比拟的。

目前利用太阳能电池的供电装置主要由光伏组件、蓄电池组和控制器组成，将光伏组件的光伏输入正负极、蓄电池组正负极、负载正负极对应相接，形成供电回路和充电回路，控制器设于供电回路和充电回路中，对光伏组件所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，控制器又把蓄电池组的电能送往负载。蓄电池组充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池组所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池组不被过放电，保护蓄电池。但控制器的性能不好时，对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响整个供电装置的可靠性。

可见，现有的控制器没有防雷、防过流、过载、防蓄电池组反接以及太阳能电池板和蓄电池互补供电的功能，带来了使用的极大不便，供电、充电可靠性也较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种太阳能充电控制器，实现对充电电流大小的连续调节，同时具有蓄电池防反接功能，充电、供电可靠性高。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种太阳能充电控制器，其特征在于：它包括光伏输入、充电输出、负载输出、MCU、第一至第三MOSFET管、用于控制第一MOSFET管的导通占空比的充电控制电路、用于防止蓄电池组反接的防反接检测电路和用于控制切断负载的输出控制电路，所述光伏输入的负端依次连接第一MOSFET管的源极、第一MOSFET管的漏极、第二MOSFET管的漏极、第二MOSFET管的的源极后接至充电输出的负端，所述充电输出的负端还依次连接第三MOSFET管的源极、第三MOSFET管的漏极后接至负载输出的负端；所述MCU经充电控制电路控制第一MOSFET管的导通占空比实现对充电电流斩波，经防反接检测电路控制第二MOSFET管的通断，经输出控制电路控制第三MOSFET管的通断。

本发明所述太阳能充电控制器还包括光伏电压采样电路、电池电压采样电路、充电电流采样电路、输出电流采样电路，依次分别对光伏输入电压、蓄电池组电压、充电输出电流、负载输出电流进行采样后，接入所述MCU的相应输入端。

本发明所述太阳能充电控制器还包括用于防雷的防雷电路，连接于光伏输入的正负端之间。

本发明所述太阳能充电控制器还包括过载保护电路，连接于输出采样电路和MCU之间。

本发明所述太阳能充电控制器还包括用于与外部通讯的通讯接口电路、用于设置充电工作的按键设置电路和用于显示工作状态的显示电路，分别与所述MCU的相应输入端相连。

本发明所述防反接检测电路的输出端连接有用于蓄电池反接报警的反接报警电路。

本发明所述太阳能充电控制器还包括用于检测蓄电池的温度的温度采样电路，连接于所述MCU的相应输入端。

本发明相比于现有技术的有益效果：

本发明可通过MCU控制充电电流大小的连续调节，并具有防雷、防过流、过载、防蓄电池组反接以及太阳能电池板和蓄电池互补供电的功能，使用方便，充电、供电可靠性高。

附图说明

图1是本发明太阳能充电控制器的连接示意框图；

图2是本发明太阳能充电控制器的电路连接示意图；

图3是本发明太阳能充电控制器的工作流程图。

具体实施方式

如图1-图2所示的一种太阳能充电控制器，它包括光伏输入、充电输出、负载输出、MCU、第一至第三MOSFET管、用于控制第一MOSFET管的导通占空比的充电控制电路、用于防止蓄电池组反接的防反接检测电路和用于控制切断负载的输出控制电路，光伏输入的负端依次连接第一MOSFET管的源极、第一MOSFET管的漏极、第二MOSFET管的漏极、第二MOSFET管的的源极后接至充电输出的负端，充电输出的负端还依次连接第三MOSFET管的源极、第三MOSFET管的漏极后接至负载输出的负端；MCU经充电控制电路控制第一MOSFET管的导通占空比实现对充电电流斩波，MCU经防反接检测电路控制第二MOSFET管的通断，MCU经输出控制电路控制第三MOSFET管的通断，以开启或断开充电。

本发明所述太阳能充电控制器还包括光伏电压采样电路、电池电压采样电路、充电电流采样电路、输出电流采样电路，依次分别对光伏输入电压、蓄电池组电压、充电输出电流、负载输出电流进行采样后，接入所述MCU的相应输入端。MCU根据采样获得的光伏输入电压、蓄电池组电压、充电电流，判断光伏输入电压是否正常、判断蓄电池组是否过充，以便控制开启或断开充电。充电控制电路对MCU输出的PWM脉冲宽度进行调节，实现对充电电流从零到最大电流的连续调节。MCU还根据采样获得的负载输出电流，由输出控制电路控制断开负载输出。本控制器的工作流程如图3所示。

如图2中，本实施例的MCU采用型号为MO516LAN的控制芯片，电阻R3、R4、R5为高精度采样电阻，配合运算放大器构成各采样电路和放反接检测电路。Ipv_senser点电位用于采样获得光伏输入电流；Ichg点电位用于采样获得充电输出电流；Iload_senser点电位用于采样获得负载输出电流。PV_PWM信号接至MCU的PWM输出端，Inv_pretect信号接至防反接检测电路的输出端，Output_ctr信号接至输出控制电路的输出端。外部太阳能电池板的负端受第一MOSFET管Q1的控制与蓄电池组的负极连通，实现对外部蓄电池的充电。随着蓄电池组电压的升高，控制第一MOSFET管Q1的导通占空比实现对充电电流的斩波。通过对外部蓄电池组端电压与外部太阳能电池端电压的比较控制第二MOSFET管Q2的通断，其防反接原理是比较外部太阳能电池的负极与外部蓄电池组的负端电位；由于太阳能电池板和蓄电池组的正端直接连在一起，所以当太阳能电池板的负极电位低于蓄电池组负极电位时，说明太阳能电池的端电压高于蓄电池端电压，此时电压比较器正偏，使得第二MOSFET管导通；反之MOS管截止，此时无法充电或供电给负载，实现了外部太阳能电池板或蓄电池组的反接保护。防反接检测电路的输出端连接有用于蓄电池反接报警的反接报警电路，主要采用蜂鸣器，反接时可发出警报声。

本发明的太阳能充电控制器还包括用于防雷的防雷电路、过载保护电路、用于与外部通讯的通讯接口电路、用于设置充电工作的按键设置电路、用于显示工作状态的显示电路、用于检测蓄电池的温度的温度采样电路。防雷电路包括连接于光伏输入的正负端之间的热敏电阻VR1及热敏电阻VR1两端并接的电容C1。过载保护电路连接于输出采样电路和MCU之间，当检测到负载输出过载，则由MCU控制切断负载。按键设置电路、通讯接口电路、显示电路、温度采样电路分别与MCU的相应输入端相连，其中按键设置电路、通讯接口电路、显示电路作为人机交互终端，通讯接口电路可采用RS232通讯接口单元，并用光耦使通讯线路与MCU隔开；显示电路显示本控制器运行的状态，并由按键电路选择显示光伏工作状态、充电工作状态、负载工作状态、蓄电池组工作状态及故障报警状态信息等。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的变化与变型，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims

1.一种太阳能充电控制器，其特征在于：它包括光伏输入、充电输出、负载输出、MCU、第一至第三MOSFET管、用于控制第一MOSFET管的导通占空比的充电控制电路、用于防止蓄电池组反接的防反接检测电路和用于控制切断负载的输出控制电路，所述光伏输入的负端依次连接第一MOSFET管的源极、第一MOSFET管的漏极、第二MOSFET管的漏极、第二MOSFET管的的源极后接至充电输出的负端，所述充电输出的负端还依次连接第三MOSFET管的源极、第三MOSFET管的漏极后接至负载输出的负端；所述MCU经充电控制电路控制第一MOSFET管的导通占空比实现对充电电流斩波，经防反接检测电路控制第二MOSFET管的通断，经输出控制电路控制第三MOSFET管的通断。

2.根据权利要求1所述的太阳能充电控制器，其特征在于：所述太阳能充电控制器还包括光伏电压采样电路、电池电压采样电路、充电电流采样电路、输出电流采样电路，依次分别对光伏输入电压、蓄电池组电压、充电输出电流、负载输出电流进行采样后，接入所述MCU的相应输入端。

3.根据权利要求2所述的太阳能充电控制器，其特征在于：所述太阳能充电控制器还包括用于防雷的防雷电路，连接于光伏输入的正负端之间。

4.根据权利要求3所述的太阳能充电控制器，其特征在于：所述太阳能充电控制器还包括过载保护电路，连接于输出采样电路和MCU之间。

5.根据权利要求1-4任一项所述的太阳能充电控制器，其特征在于：所述太阳能充电控制器还包括用于与外部通讯的通讯接口电路、用于设置充电工作的按键设置电路和用于显示工作状态的显示电路，分别与所述MCU的相应输入端相连。

6.根据权利要求5所述的太阳能充电控制器，其特征在于：所述防反接检测电路的输出端连接有用于蓄电池反接报警的反接报警电路。

7.根据权利要求1-4任一项所述的太阳能充电控制器，其特征在于：所述太阳能充电控制器还包括用于检测蓄电池的温度的温度采样电路，连接于所述MCU的相应输入端。