CN105449826A - 一种新型太阳能发电的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其是一种新型太阳能发电的控制系统。它包括太阳能光伏阵列、电流电压采集电路、DSP芯片、PWM驱动电路、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路、蓄电池充放电控制器、蓄电池组、放电流测电阻电路、电压检测电路、电流检测电路、交流负载和直流负载。本发明通过太阳能光伏阵列实现太阳能转换成电能，并利用电流电压采集电路采集太阳能光伏阵列输出的电流电压参数；同时，利用DC/DC变换器、DC/AC逆变器和DC/DC稳压电路实现信号调整，保障系统的正常工作；并且，利用放电流测电阻电路实现对蓄电池组内阻值的检测，避免蓄电池组出现异常而不能及时发现。

Description

一种新型太阳能发电的控制系统
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其是一种新型太阳能发电的控制系统。
背景技术
众所周知，光伏发电(即太阳能发电)系统是以最大发电量为依据，因此，光伏跟踪系统的设计既要避免跟踪不足，又要避免过度跟踪，这也是现阶段光伏跟踪系统研究者常常忽略的最根本事实。目前，光伏系统最大功率点跟踪还不够完善，对充电工作缺少更可靠的操作控制。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型太阳能发电的控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种新型太阳能发电的控制系统，它包括太阳能光伏阵列、电流电压采集电路、DSP芯片、PWM驱动电路、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路、蓄电池充放电控制器、蓄电池组、放电流测电阻电路、电压检测电路、电流检测电路、交流负载和直流负载；
所述太阳能光伏阵列将太阳能转换成电能信号并将信号输入至电流电压采集电路和DC/DC变换器，所述电流电压采集电路采集太阳能光伏阵列输出的电流信号和电压信号并将信号输入至DSP芯片，所述DSP芯片将信号进行整理并将信号输入至PWM驱动电路，所述PWM驱动电路产生驱动信号并将信号输入至DC/DC变换器，所述DC/DC变换器将信号进行转换并将信号输入至DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路和蓄电池充放电控制器，所述DC/AC逆变器将信号进行DC/AC转换并将转换后的信号输入至交流负载、电压测量电路和电流测量电路，所述DC/DC稳压电路将信号进行稳压处理并将信号输入至直流负载、电压测量电路和电流测量电路，所述电压测量电路和电流测量电路将信号输入至蓄电池充放电控制器，所述蓄电池充放电控制器将信号进行整理并将信号反馈给蓄电池组，所述蓄电池组进行电能供给并将信号输入至放电流测电阻电路，所述放电流测电阻电路检测蓄电池组的电阻信号并将信号输入至蓄电池充放电控制器。
优选地，所述电流电压采集电路包括电流检测芯片、HCNR200线性光耦、第一运放和第二运放，所述电流检测芯片为MAX4173型号的电流检测芯片，所述电流检测芯片的8引脚和6引脚分别通过第二电阻和第三电阻与太阳能光伏阵列连接，所述第二电阻和第三电阻通过第一电容连接，所述第一电容并联有第一电阻，所述电流检测芯片的8引脚和6引脚还分别通过第二电容和第三电容接地，所述电流检测芯片的4引脚通过第七电阻与第一运放的同相端连接，所述第一运放的反相端通过依次串联的第六电阻和第五电阻接地，所述第五电阻和第六电阻之间通过第四电阻接入电源，所述第一运放的输出端通过第七电容接地并通过第九电阻与HCNR200线性光耦的2引脚连接，所述HCNR200线性光耦的5引脚通过第十电阻接地并通过第十一电阻与第二运放的同相端连接，所述第二运放的反相端通过第十二电阻接入电源并通过第十三电阻接地，所述第二运放的反相端通过第十四电阻与自身的输出端连接，所述第十四电阻并联有第八电容，所述第二运放的输出端与DSP芯片连接。
优选地，所述DSP芯片为TMS320F2812芯片，所述蓄电池充放电控制器为PIC16C716控制器。
优选地，所述放电流测电阻电路包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管和第九三极管，所述第一场效应管、第二场效应管和第三场效应管的漏极分别通过第二十一电阻、第二十电阻和第十九电阻与蓄电池组连接，所述第一场效应管的栅极通过第三二极管接地并通过第二十八电阻分别与第八三极管的集电极和第九三极管的发射极连接，所述第九三极管的集电极通过第二十七电阻接入12V电源，所述第八三极管和第九三极管的基极与第七三极管的集电极连接，所述第七三极管的集电极通过第二十六电阻接入12V电源，所述第七三极管的基极通过第二十九电阻与蓄电池充放电控制器连接；
所述第二场效应管的栅极通过第二二极管接地并通过第二十五电阻分别与第五三极管的集电极和第六三极管的发射极连接，所述第六三极管的集电极通过第二十四电阻接入12V电源，所述第五三极管和第六三极管的基极与第四三极管的集电极连接，所述第四三极管的集电极通过第二十三电阻接入12V电源，所述第四三极管的基极通过第二十二电阻与蓄电池充放电控制器连接；
所述第三场效应管的栅极通过第一二极管接地并通过第十八电阻分别与第三三极管的集电极和第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的集电极通过第十七电阻接入12V电源，所述第三三极管和第二三极管的基极与第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极通过第十六电阻接入12V电源，所述第一三极管的基极通过第十五电阻与蓄电池充放电控制器连接。
由于采用了上述方案，本发明通过太阳能光伏阵列实现太阳能转换成电能，并利用电流电压采集电路采集太阳能光伏阵列输出的电流电压参数；同时，利用DC/DC变换器、DC/AC逆变器和DC/DC稳压电路实现信号调整，保障系统的正常工作；并且，利用放电流测电阻电路实现对蓄电池组内阻值的检测，避免蓄电池组出现异常而不能及时发现，其结构简单，操作方便，具有很强实用性。
附图说明
图1是本发明实施例的结构原理示意图；
图2是本发明实施例的电流电压采集电路的电路结构示意图；
图3是本发明实施例的放电流测电阻电路的电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图3所示，本实施例提供的一种新型太阳能发电的控制系统，它包括太阳能光伏阵列1、电流电压采集电路3、DSP芯片4、PWM驱动电路5、DC/DC变换器2、DC/AC逆变器6、DC/DC稳压电路7、蓄电池充放电控制器8、蓄电池组14、放电流测电阻电路13、电压检测电路11、电流检测电路12、交流负载9和直流负载10；
太阳能光伏阵列1将太阳能转换成电能信号并将信号输入至电流电压采集电路3和DC/DC变换器2，电流电压采集电路3采集太阳能光伏阵列输出的电流信号和电压信号并将信号输入至DSP芯片4，DSP芯片4将信号进行整理并将信号输入至PWM驱动电路5，PWM驱动电路5产生驱动信号并将信号输入至DC/DC变换器2，DC/DC变换器2将信号进行转换并将信号输入至DC/AC逆变器6、DC/DC稳压电路7和蓄电池充放电控制器8，DC/AC逆变器6将信号进行DC/AC转换并将转换后的信号输入至交流负载9、电压测量电路11和电流测量电路12，DC/DC稳压电路7将信号进行稳压处理并将信号输入至直流负载10、电压测量电路11和电流测量电路12，电压测量电路11和电流测量电路12将信号输入至蓄电池充放电控制器8，蓄电池充放电控制器8将信号进行整理并将信号反馈给蓄电池组14，蓄电池组14进行电能供给并将信号输入至放电流测电阻电路13，放电流测电阻电路13检测蓄电池组14的电阻信号并将信号输入至蓄电池充放电控制器8。
进一步，DSP芯片4为TMS320F2812芯片，蓄电池充放电控制器14为PIC16C716控制器。
本实施例工作时，由太阳能光伏阵列1将太阳能转换成电能，转换后的电能则输入至DC/DC变换器2进行转换，转换后的电能利用DC/AC逆变器6、DC/DC稳压电路7处理后，分别进行交流负载9和直流负载10的供电，并利用蓄电池充放电控制器8对蓄电池组14充放电的控制，并利用放电流测电阻电路13检测蓄电池组14的内阻信息，从而实时检测蓄电池组14的工作状态。
在本实施例的检测工作上，则利用电流电压采集电路3、电压测量电路11和电流测量电路12实现系统参数检测，避免跟踪过大或者过小，保证本实施例的正常工作。
本实施例的电流电压采集电路3可采用如图2所示的电路结构，即包括电流检测芯片U1、HCNR200线性光耦U2、第一运放A1和第二运放A2，电流检测芯片U1为MAX4173型号的电流检测芯片，电流检测芯片U1的8引脚和6引脚分别通过第二电阻R2和第三电阻R3与太阳能光伏阵列1连接，第二电阻R2和第三电阻R3通过第一电容C1连接，第一电容C1并联有第一电阻R1，电流检测芯片U1的8引脚和6引脚还分别通过第二电容C2和第三电容C3接地，电流检测芯片的4引脚通过第七电阻R7与第一运放A1的同相端连接，第一运放A1的反相端通过依次串联的第六电阻R6和第五电阻R5接地，第五电阻R5和第六电阻R6之间通过第四电阻R4接入电源，第一运放A1的输出端通过第七电容C7接地并通过第九电阻R9与HCNR200线性光耦U2的2引脚连接，HCNR200线性光耦U2的5引脚通过第十电阻R10接地并通过第十一电阻R11与第二运放A2的同相端连接，第二运放A2的反相端通过第十二电阻R12接入电源并通过第十三电阻R13接地，第二运放A2的反相端通过第十四电阻R14与自身的输出端连接，第十四电阻R14并联有第八电容C8，第二运放A2的输出端与DSP芯片4连接。
本实施例的放电流测电阻电路13可采用如图3所示的电路结构，即包括第一场效应管T1、第二场效应管T2、第三场效应管T3、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8和第九三极管Q9，第一场效应管T1、第二场效应管T2和第三场效应管T3的漏极分别通过第二十一电阻R21、第二十电阻R20和第十九电阻R19与蓄电池组14连接，第一场效应管T1的栅极通过第三二极管D3接地并通过第二十八电阻R28分别与第八三极管Q8的集电极和第九三极管Q9的发射极连接，第九三极管Q9的集电极通过第二十七电阻R27接入12V电源，第八三极管Q8和第九三极管Q9的基极与第七三极管Q7的集电极连接，第七三极管Q7的集电极通过第二十六电阻R26接入12V电源，第七三极管Q7的基极通过第二十九电阻R29与蓄电池充放电控制器8连接；
第二场效应管T2的栅极通过第二二极管D2接地并通过第二十五电阻R25分别与第五三极管Q5的集电极和第六三极管Q6的发射极连接，第六三极管Q6的集电极通过第二十四电阻R24接入12V电源，第五三极管Q5和第六三极管Q6的基极与第四三极管Q4的集电极连接，第四三极管Q4的集电极通过第二十三电阻R23接入12V电源，第四三极管Q4的基极通过第二十二电阻R22与蓄电池充放电控制器8连接；
第三场效应管T3的栅极通过第一二极管D1接地并通过第十八电阻R18分别与第三三极管Q3的集电极和第二三极管Q2的发射极连接，第二三极管Q2的集电极通过第十七电阻R17接入12V电源，第三三极管Q3和第二三极管Q2的基极与第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的集电极通过第十六电阻R16接入12V电源，第一三极管Q1的基极通过第十五电阻R15与蓄电池充放电控制器8连接。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种新型太阳能发电的控制系统，其特征在于：它包括太阳能光伏阵列、电流电压采集电路、DSP芯片、PWM驱动电路、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路、蓄电池充放电控制器、蓄电池组、放电流测电阻电路、电压检测电路、电流检测电路、交流负载和直流负载；
所述太阳能光伏阵列将太阳能转换成电能信号并将信号输入至电流电压采集电路和DC/DC变换器，所述电流电压采集电路采集太阳能光伏阵列输出的电流信号和电压信号并将信号输入至DSP芯片，所述DSP芯片将信号进行整理并将信号输入至PWM驱动电路，所述PWM驱动电路产生驱动信号并将信号输入至DC/DC变换器，所述DC/DC变换器将信号进行转换并将信号输入至DC/AC逆变器、DC/DC稳压电路和蓄电池充放电控制器，所述DC/AC逆变器将信号进行DC/AC转换并将转换后的信号输入至交流负载、电压测量电路和电流测量电路，所述DC/DC稳压电路将信号进行稳压处理并将信号输入至直流负载、电压测量电路和电流测量电路，所述电压测量电路和电流测量电路将信号输入至蓄电池充放电控制器，所述蓄电池充放电控制器将信号进行整理并将信号反馈给蓄电池组，所述蓄电池组进行电能供给并将信号输入至放电流测电阻电路，所述放电流测电阻电路检测蓄电池组的电阻信号并将信号输入至蓄电池充放电控制器。
2.如权利要求1所述的一种新型太阳能发电的控制系统，其特征在于：所述电流电压采集电路包括电流检测芯片、HCNR200线性光耦、第一运放和第二运放，所述电流检测芯片为MAX4173型号的电流检测芯片，所述电流检测芯片的8引脚和6引脚分别通过第二电阻和第三电阻与太阳能光伏阵列连接，所述第二电阻和第三电阻通过第一电容连接，所述第一电容并联有第一电阻，所述电流检测芯片的8引脚和6引脚还分别通过第二电容和第三电容接地，所述电流检测芯片的4引脚通过第七电阻与第一运放的同相端连接，所述第一运放的反相端通过依次串联的第六电阻和第五电阻接地，所述第五电阻和第六电阻之间通过第四电阻接入电源，所述第一运放的输出端通过第七电容接地并通过第九电阻与HCNR200线性光耦的2引脚连接，所述HCNR200线性光耦的5引脚通过第十电阻接地并通过第十一电阻与第二运放的同相端连接，所述第二运放的反相端通过第十二电阻接入电源并通过第十三电阻接地，所述第二运放的反相端通过第十四电阻与自身的输出端连接，所述第十四电阻并联有第八电容，所述第二运放的输出端与DSP芯片连接。
3.如权利要求2所述的一种新型太阳能发电的控制系统，其特征在于：所述DSP芯片为TMS320F2812芯片，所述蓄电池充放电控制器为PIC16C716控制器。
4.如权利要求3所述的一种新型太阳能发电的控制系统，其特征在于：所述放电流测电阻电路包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管和第九三极管，所述第一场效应管、第二场效应管和第三场效应管的漏极分别通过第二十一电阻、第二十电阻和第十九电阻与蓄电池组连接，所述第一场效应管的栅极通过第三二极管接地并通过第二十八电阻分别与第八三极管的集电极和第九三极管的发射极连接，所述第九三极管的集电极通过第二十七电阻接入12V电源，所述第八三极管和第九三极管的基极与第七三极管的集电极连接，所述第七三极管的集电极通过第二十六电阻接入12V电源，所述第七三极管的基极通过第二十九电阻与蓄电池充放电控制器连接；
所述第二场效应管的栅极通过第二二极管接地并通过第二十五电阻分别与第五三极管的集电极和第六三极管的发射极连接，所述第六三极管的集电极通过第二十四电阻接入12V电源，所述第五三极管和第六三极管的基极与第四三极管的集电极连接，所述第四三极管的集电极通过第二十三电阻接入12V电源，所述第四三极管的基极通过第二十二电阻与蓄电池充放电控制器连接；
所述第三场效应管的栅极通过第一二极管接地并通过第十八电阻分别与第三三极管的集电极和第二三极管的发射极连接，所述第二三极管的集电极通过第十七电阻接入12V电源，所述第三三极管和第二三极管的基极与第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的集电极通过第十六电阻接入12V电源，所述第一三极管的基极通过第十五电阻与蓄电池充放电控制器连接。
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