CN104158258A - 一种车载多功能光伏电源系统 - Google Patents

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陈征智
谢银波
陈颖
孙明
金波
吴卫洪
杨君
袁琴
鄢炽
董文超
李波
代琴
李军
胡超
赵国胤
张力
韩理达
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Abstract

本发明涉及一种车载多功能光伏电源系统,属电力野外工程作业配套电源技术领域。它由太阳能板阵列、稳压电路、市电检测及降压电路、单片机输入检测与切换电路、市电输出接口等构成,其特点是:单片机输入检测与切换电路的三个输入端分别与稳压电路、直流充电接口、市电检测及降压电路连接;其输出端与充放电控制电路连接;充放电控制电路的三个输出端分别与逆变电路、调压电路、蓄电池组连接;稳压电路连接太阳能板阵列;调压电路输出端并联连接有多个直流输出接口。实现太阳能、市电、蓄电池组、外接供电设备等多种供电方式,在遭遇恶劣天气无法利用太阳能、又无市电供给的情况下,提供可靠、持续、稳定供电。

Description

一种车载多功能光伏电源系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种车载多功能光伏电源系统,属电力野外工程作业配套电源技术领 域。
背景技术
[0002] 电力行业进行野外作业离不开各种设备和工具,这些设备和工具必须配置不同的 供电电源,诸如220V、380V交流电源,直流0-48伏可调电源等才能正常工作。当遭遇恶劣天 气或无市电供应等特殊情况时,如何保证野外作业所需电源的持续供给就显得格外重要。 传统的车载电源系统通过汽油或柴油发动机保证了电源的供给,但这种供电方式会消耗大 量不可再生资源,且供电手段单一,如果恰逢汽油和柴油用完又备份不足,或机器自身故障 不能工作,则转移补充汽、柴油,或检修排除机器故障都很麻烦,势必严重影响野外作业的 进度。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于,提供一种在无市电供给或遭遇恶劣天气时,可通过多种供电 方式确保持续供电;操作简单,使用方便,工作稳定可靠;解决现有技术供电手段单一,且 以消耗大量不可再生资源为代价,操作麻烦问题的车载多功能光伏电源系统。
[0004] 本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的 该车载多功能光伏电源系统由太阳能板阵列、稳压电路、市电检测及降压电路、单片机 输入检测与切换电路、显示电路、市电输出接口构成,其特征在于:带滚轮支架上安装有太 阳能板阵列、直流充电接口、市电充电接口、稳压电路、市电检测及降压电路、单片机输入检 测与切换电路、充放电控制电路、蓄电池组、逆变电路、调压电路、调压开关、过载检测电路、 显示电路、直流输出接口、市电输出接口; 单片机输入检测与切换电路的输入a点装接有直流充电接口,单片机输入检测与切换 电路的输入b点与稳压电路的输出端连接,单片机输入检测与切换电路的输入d点与市电 检测及降压电路的输出端连接,单片机输入检测与切换电路的输出c点与充放电控制电路 的输入a点连接; 稳压电路的输入端与太阳能板阵列连接;市电检测及降压电路的输入端装接有市电充 电接口;充放电控制电路的输出b点与逆变电路的输入端连接,充放电控制电路的输出c点 与调压电路的输入a点连接,充放电控制电路的控制c点连接有蓄电池组; 调压电路的输入d点装接有调压开关,调压电路的输出b点连接显示电路,调压电路 的输出c点并联连接有多个直流输出接口;逆变电路的输出端与过载检测电路的输入端连 接,过载检测电路的输出端装接有市电输出接口;直流输出接口与标准直流电源输出接口 兼容。
[0005] 本发明与现有技术相比的有益效果在于 该车载多功能光伏电源系统通过太阳能板阵列、单片机输入检测与切换电路、充放电 控制电路、逆变电路、蓄电池组、直流电源充电接口、直流输出接口等实现多种供电方式,在 遭遇恶劣天气无法利用太阳能、又无市电供给的情况下,可保证持续供电。且设置多个直流 输出接口,可根据负载供电要求,在〇.〇 - 48. 0V任意调整电压使其稳定输出。操作简单, 使用方便,工作可靠。同时,该车载多功能光伏电源系统整体安装在带滚轮支架上,太阳能 板阵列悬挂安装在带滚轮支架两侧,方便拆卸和展开,带滚轮支架可装置在车辆内部或推 出车辆外部使用。彻底解决了现有技术供电手段单一,且以消耗大量不可再生资源为代价, 操作麻烦的问题。
附图说明
[0006] 附图为一种车载多功能光伏电源系统的工作原理方框示意图。
[0007] 图中:1、太阳能板阵列,2、直流充电接口,3、市电充电接口,4、稳压电路,5、市电检 测及降压电路,6、单片机输入检测与切换电路,7、充放电控制电路,8、蓄电池组,9、逆变电 路,10、调压电路,11、调压开关,12、过载检测电路,13、显示电路,14、直流输出接口,15、市 电输出接口。
具体实施方式
[0008] 下面结合附图对该车载多功能光伏电源系统作进一步详细描述: 该车载多功能光伏电源系统由太阳能板阵列1、稳压电路4、市电检测及降压电路5、单 片机输入检测与切换电路6、显示电路13、市电输出接口 15构成,带滚轮支架上安装有太阳 能板阵列1、直流充电接口 2、市电充电接口 3、稳压电路4、市电检测及降压电路5、单片机 输入检测与切换电路6、充放电控制电路7、蓄电池组8、逆变电路9、调压电路10、调压开关 11、过载检测电路12、显示电路13、直流输出接口 14、市电输出接口 15 ; 单片机输入检测与切换电路6的输入a点装接有直流充电接口 2,单片机输入检测与 切换电路6的输入b点与稳压电路4的输出端连接,单片机输入检测与切换电路6的输入d 点与市电检测及降压电路5的输出端连接,单片机输入检测与切换电路6的输出c点与充 放电控制电路7的输入a点连接; 稳压电路4的输入端与太阳能板阵列1连接;市电检测及降压电路5的输入端装接有 市电充电接口 3 ;充放电控制电路7的输出b点与逆变电路9的输入端连接,充放电控制电 路7的输出c点与调压电路10的输入a点连接,充放电控制电路7的控制c点连接有蓄电 池组8 ; 调压电路10的输入d点装接有调压开关11,调压电路10的输出b点连接显示电路13, 调压电路10的输出c点并联连接有多个直流输出接口 14 ;逆变电路9的输出端与过载检 测电路12的输入端连接,过载检测电路12的输出端装接有市电输出接口 15 ;直流输出接 口 14与标准直流电源输出接口兼容。(参见附图) 单片机输入检测与切换电路6的控制核心采用的是Cypress CY8C27x43系列PS0C。亦 可根据需要采用msp430、c8051、stm32核心控制器。
[0009] 直流充电接口 2,可在不能利用太阳能和无市电供给的情况下,实现外接蓄电池或 其他直流供电设备对该车载多功能光伏电源系统蓄电池组8的充电过程,同时可使不同蓄 电池相匹配。
[0010] 通过逆变电路9的变换控制,市电输出接口 15可兼容输出220V或380V交流电源, 以满足不同供电要求。
[0011] 设置多个直流输出接口 14,各直流输出通道可根据负载供电要求,调节0.0 -48. 0V任意电压稳定输出,直流输出接口 14包括USB接口,通过一转多端子线可实现与多种 不同接口用电负载的直连供电。
[0012] 该车载多功能光伏电源系统的三种供电方式如下所示: 其一,太阳能板阵列1将光能转换为电能,通过稳压电路4接入单片机输入检测与切换 电路6处理后输出至充放电控制电路7,充放电控制电路7分两路信号输出:一路信号由b 点输出,为逆变电路9提供输入脉冲电压;由逆变电路9变换输出220V或380V交流电压, 经过载检测电路12进行保护检测,最终通过市电输出接口 15安全并入电网。充放电控制 电路7的另一路信号由c点输出至调压电路10的输入a点,通过调压电路10的c点输出, 可根据负载供电要求,调节0.0V - 48. 0V电压,保证在此范围内直流电压的稳定输出。
[0013] 其二,当遭遇恶劣天气无法使用太阳能阵列1或无市电供给时,即可通过单片机 输入检测与切换电路6控制切换直流充电接口 2与外接蓄电池或其他直流供电设备连接, 保证持续供电。由于后续处理与前述一样,故不赘述。
[0014] 其三,市电充电接口 3通过市电检测及降压电路5与单片机输入检测与切换电路 6连接。市电检测及降压电路5随输入电压220V或380V变化而不同。通过单片机输入检 测与切换电路6控制变换。
[0015] 手动拨动调压开关11,调压开关11实际是电子档位开关,通过调压电路10可控 制不同等级电压输出。
[0016] 该车载多功能光伏电源系统整体安装于带滚轮支架上,太阳能板阵列1悬挂于带 滚轮支架16支架两侧,方便拆卸和展开。整个车载多功能光伏电源系统可装置在车辆内使 用或推出车外使用。广泛适用于需要电力供给的野外作业,系统结构简单,拆装便利,工作 性能稳定可靠。具有多种不同类型电压输出接口,完全可满足野外作业不同工具和设备用 电的需求。
[0017] 以上所述只是该发明的具体实施方式,上述举例说明不对本发明的实质内容构成 限制,所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后可以对上述的具体实施方式做修 改或变形,而不背离本发明的实质和范围。

Claims (1)

1. 一种车载多功能光伏电源系统,它由太阳能板阵列(1)、稳压电路(4)、市电检测及 降压电路(5)、单片机输入检测与切换电路(6)、显示电路(13)、市电输出接口( 15)构成,其 特征在于:带滚轮支架上安装有太阳能板阵列(1)、直流充电接口(2)、市电充电接口(3)、 稳压电路(4)、市电检测及降压电路(5)、单片机输入检测与切换电路(6)、充放电控制电路 (7)、蓄电池组(8)、逆变电路(9)、调压电路(10)、调压开关(11)、过载检测电路(12)、显示 电路(13)、直流输出接口(14)、市电输出接口(15); 单片机输入检测与切换电路(6)的输入a点装接有直流充电接口(2),单片机输入检测 与切换电路(6)的输入b点与稳压电路(4)的输出端连接,单片机输入检测与切换电路(6) 的输入d点与市电检测及降压电路(5)的输出端连接,单片机输入检测与切换电路(6)的输 出c点与充放电控制电路(7)的输入a点连接; 稳压电路(4)的输入端与太阳能板阵列(1)连接;市电检测及降压电路(5)的输入端装 接有市电充电接口(3);充放电控制电路(7)的输出b点与逆变电路(9)的输入端连接,充 放电控制电路(7)的输出c点与调压电路(10)的输入a点连接,充放电控制电路(7)的控 制c点连接有蓄电池组(8); 调压电路(10)的输入d点装接有调压开关(11),调压电路(10)的输出b点连接显示 电路(13),调压电路(10)的输出c点并联连接有多个直流输出接口(14);逆变电路(9)的 输出端与过载检测电路(12)的输入端连接,过载检测电路(12)的输出端装接有市电输出 接口(15);直流输出接口(14)与标准直流电源输出接口兼容。
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