CN104467088A - 一种智能太阳能充电系统及其自动跟踪控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能太阳能充电系统及其自动跟踪控制电路，包括太阳能组件、过压保护电路、自动跟踪控制电路、电压调节电路、充电管理模块和过放电保护电器。本发明一方面对电路整体系统重新设计，功能齐全，另一方面通过自动跟踪控制电路追踪太阳光的走向，时刻让太阳能接收板正对太阳，实现了光能利用最大化，且本发明电路结构简单，造价低廉，适合推广使用本发明公开了一种智能太阳能充电系统及其自动跟踪控制电路，包括太阳能组件、过压保护电路、自动跟踪控制电路、电压调节电路、充电管理模块和过放电保护电器。本发明一方面对电路整体系统重新设计，功能齐全，另一方面通过自动跟踪控制电路追踪太阳光的走向，时刻让太阳能接收板正对太阳，实现了光能利用最大化，且本发明电路结构简单，造价低廉，适合推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能充电系统，具体是一种智能太阳能充电系统及其自动跟踪控制电路。
背景技术
随着无线技术的发展，无线网络技术越来越多投入到实际应用中， 无线传感器网络一般分布范围较广，架设供电线路，投资大，维护成本高。如采取干电池方式供电，则每个节点的电源供电能力有限，对每个节点更换电池不仅费时、费力、增加成本，而且影响工作效率。能否稳定持续的供电，成为制约油田无线示功仪及其无线网络发展的一个重要因素，太阳能技术的发展使供电方式产生了飞跃式的发展，已经成为油田无线示功仪及其中继网络节点供电方式的发展方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全可靠且光能转化效率高的智能太阳能充电系统及其自动跟踪控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能太阳能充电系统及其自动跟踪控制电路，包括太阳能组件、过压保护电路、自动跟踪控制电路、电压调节电路、充电管理模块和过放电保护电器，所述电压调节电路分别连接充电管理模块、充电状态指示电路和锂电池，锂电池还分别连接过放电保护电路和自动跟踪控制电路，过放电保护电路还分别连接充电接口和报警电路，所述太阳能组件分别连接过压保护电路和自动跟踪控制电路，过压保护电路还分别连接报警电路、外部紧急充电接口和充电管理模块。
所述自动跟踪控制电路包括芯片U1、光敏电阻RT1、电位器RP1、电机M和继电器J1，芯片U1引脚1分别连接电阻R6和电阻R7，芯片U1引脚2分别连接电阻R1、电阻R2、二极管D1负极和芯片U1引脚6，芯片U1引脚3分别连接电容C2和电位器RP2滑片，芯片U1引脚4接地，芯片U1引脚5分别连接电容C1和电位器RP1滑片，芯片U1引脚7分别连接电阻R3和电阻R4，芯片U1引脚8分别连接光敏电阻RT1、电阻R1、电阻R3、电容C5、二极管D2负极、继电器J1线圈、继电器J1触点引脚1、继电器J2触点引脚1、电容C4、继电器J2线圈、二极管D3负极、电阻R6另一端和光敏电阻RT4，光敏电阻RT4另一端连接电位器RP2，电位器RP2另一端连接光敏电阻RT3，光敏电阻RT3另一端分别连接光敏电阻RT2、电容C1另一端、电容C2另一端、二极管D1正极和电阻R2另一端并接地，光敏电阻RT2另一端连接电位器RP1，电位器RP1另一端连接光敏电阻RT1另一端，所述电阻R4另一端分别连接电阻R5和电容C3，电容C3另一端分别连接电阻R7另一端和三极管Q2基极并接地，三极管Q2集电极分别连接电容C4、二极管D3正极和继电器J2线圈另一端，继电器J2触点引脚2连接继电器J1触点引脚2并接地，继电器J2触点引脚3通过电机M连接继电器J1触点引脚3，所述三极管Q2发射极连接三极管Q1发射极并接地，三极管Q1基极连接电阻R5另一端，三极管Q1集电极分别连接电容C5另一端、二极管D2正极和继电器J1线圈。
作为本发明进一步的方案：所述芯片U1型号为LM2903。
作为本发明再进一步的方案：所述光敏电阻RT1、RT3和光敏电阻RT2、RT3分别位于太阳能遮阳板两侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一方面对电路整体系统重新设计，功能齐全，另一方面通过自动跟踪控制电路追踪太阳光的走向，时刻让太阳能接收板正对太阳，实现了光能利用最大化，且本发明电路结构简单，造价低廉，适合推广使用。
附图说明
图1为一种智能太阳能充电系统及其自动跟踪控制电路的结构框图；
图2为一种智能太阳能充电系统及其自动跟踪控制电路中自动跟踪控制电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种智能太阳能充电系统及其自动跟踪控制电路，包括太阳能组件、过压保护电路、自动跟踪控制电路、电压调节电路、充电管理模块和过放电保护电器，电压调节电路分别连接充电管理模块、充电状态指示电路和锂电池，锂电池还分别连接过放电保护电路和自动跟踪控制电路，过放电保护电路还分别连接充电接口和报警电路，太阳能组件分别连接过压保护电路和自动跟踪控制电路，过压保护电路还分别连接报警电路、外部紧急充电接口和充电管理模块。
自动跟踪控制电路包括芯片U1、光敏电阻RT1、电位器RP1、电机M和继电器J1，芯片U1引脚1分别连接电阻R6和电阻R7，芯片U1引脚2分别连接电阻R1、电阻R2、二极管D1负极和芯片U1引脚6，芯片U1引脚3分别连接电容C2和电位器RP2滑片，芯片U1引脚4接地，芯片U1引脚5分别连接电容C1和电位器RP1滑片，芯片U1引脚7分别连接电阻R3和电阻R4，芯片U1引脚8分别连接光敏电阻RT1、电阻R1、电阻R3、电容C5、二极管D2负极、继电器J1线圈、继电器J1触点引脚1、继电器J2触点引脚1、电容C4、继电器J2线圈、二极管D3负极、电阻R6另一端和光敏电阻RT4，光敏电阻RT4另一端连接电位器RP2，电位器RP2另一端连接光敏电阻RT3，光敏电阻RT3另一端分别连接光敏电阻RT2、电容C1另一端、电容C2另一端、二极管D1正极和电阻R2另一端并接地，光敏电阻RT2另一端连接电位器RP1，电位器RP1另一端连接光敏电阻RT1另一端，电阻R4另一端分别连接电阻R5和电容C3，电容C3另一端分别连接电阻R7另一端和三极管Q2基极并接地，三极管Q2集电极分别连接电容C4、二极管D3正极和继电器J2线圈另一端，继电器J2触点引脚2连接继电器J1触点引脚2并接地，继电器J2触点引脚3通过电机M连接继电器J1触点引脚3，三极管Q2发射极连接三极管Q1发射极并接地，三极管Q1基极连接电阻R5另一端，三极管Q1集电极分别连接电容C5另一端、二极管D2正极和继电器J1线圈。
芯片U1型号为LM2903。
光敏电阻RT1、RT3和光敏电阻RT2、RT3分别位于太阳能遮阳板两侧。
本发明的工作原理是：现有的光伏电池，单体的输出电压都很低（在1V以下） ，本发明中，将多个光伏电池相串联，组成太阳能组件。通过可以自动调节占空比的供电网络保证在光照强度变化和负载变化时，输出电压基本稳定，为充电管理芯片提供稳定的电压输入。通过对供电网络的副边电压监测，保护充电管理芯片不因电压过高而损坏。 通过对电池两端的电压监测，保证锂电池不会因过放电而损坏。由于无线示功仪及其中继网络节点的供电要求是313V，采用低噪声、高速度的CMOS型电压调节器。在自动跟踪控制器作用下，始终保持全天候跟踪太阳。为了防止因连续阴雨天而导致的太阳能供电不足，设计应急充电电路，充电期间，无线示功仪及其节点正常运行。
光敏传感器分别由两只光敏电阻串联交叉组合而成，每一组两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻，另一只为下偏置电阻。一只检测太阳光照，另一只则检测环境光照，送至比较器输入端的比较电平始终为两者光照之差。 请参阅图2，光敏电阻RT1、RT2 与电位器RP1和光敏电阻RT3、RT4与电位器RP2分别构成光敏传感电路。将光敏电阻RT1和RT3安装在垂直遮阳板的一侧，光敏电阻RT4和RT2安装在另一侧。当光敏电阻RT1~RT4 同时受环境自然光线作用时，电位器RP1和RP2的中心点电压不变。当只光敏电阻RT1、RT3受太阳光照射，光敏电阻RT1的内阻减小，芯片U1引脚5电位升高，芯片U1引脚7输出高电平，三极管Q1导通，继电器J2工作，其触点闭合，同时光敏电阻RT3内阻减小，芯片U1引脚3电位下降，继电器J1不工作，电机M正转；当只有光敏电阻RT2、RT4受太阳光照射，同理，电机M反转。当转到垂直遮阳板两侧的光照度相同时，继电器J1和J2都导通，电机M才停转。在太阳不停地偏移过程中，垂直遮阳板两侧光照度的强弱不断地交替变化，电机M不停的运动，使太阳能接收装置始终面朝太阳。
Claims (3)
1.一种智能太阳能充电系统及其自动跟踪控制电路，包括太阳能组件、过压保护电路、自动跟踪控制电路、电压调节电路、充电管理模块和过放电保护电器，其特征在于，所述电压调节电路分别连接充电管理模块、充电状态指示电路和锂电池，锂电池还分别连接过放电保护电路和自动跟踪控制电路，过放电保护电路还分别连接充电接口和报警电路，所述太阳能组件分别连接过压保护电路和自动跟踪控制电路，过压保护电路还分别连接报警电路、外部紧急充电接口和充电管理模块；
所述自动跟踪控制电路包括芯片U1、光敏电阻RT1、电位器RP1、电机M和继电器J1，芯片U1引脚1分别连接电阻R6和电阻R7，芯片U1引脚2分别连接电阻R1、电阻R2、二极管D1负极和芯片U1引脚6，芯片U1引脚3分别连接电容C2和电位器RP2滑片，芯片U1引脚4接地，芯片U1引脚5分别连接电容C1和电位器RP1滑片，芯片U1引脚7分别连接电阻R3和电阻R4，芯片U1引脚8分别连接光敏电阻RT1、电阻R1、电阻R3、电容C5、二极管D2负极、继电器J1线圈、继电器J1触点引脚1、继电器J2触点引脚1、电容C4、继电器J2线圈、二极管D3负极、电阻R6另一端和光敏电阻RT4，光敏电阻RT4另一端连接电位器RP2，电位器RP2另一端连接光敏电阻RT3，光敏电阻RT3另一端分别连接光敏电阻RT2、电容C1另一端、电容C2另一端、二极管D1正极和电阻R2另一端并接地，光敏电阻RT2另一端连接电位器RP1，电位器RP1另一端连接光敏电阻RT1另一端，所述电阻R4另一端分别连接电阻R5和电容C3，电容C3另一端分别连接电阻R7另一端和三极管Q2基极并接地，三极管Q2集电极分别连接电容C4、二极管D3正极和继电器J2线圈另一端，继电器J2触点引脚2连接继电器J1触点引脚2并接地，继电器J2触点引脚3通过电机M连接继电器J1触点引脚3，所述三极管Q2发射极连接三极管Q1发射极并接地，三极管Q1基极连接电阻R5另一端，三极管Q1集电极分别连接电容C5另一端、二极管D2正极和继电器J1线圈。
2.根据权利要求1所述的智能太阳能充电系统及其自动跟踪控制电路，其特征在于，所述芯片U1型号为LM2903。
3.根据权利要求1所述的智能太阳能充电系统及其自动跟踪控制电路，其特征在于，所述光敏电阻RT1、RT3和光敏电阻RT2、RT3分别位于太阳能遮阳板两侧。
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