驱动电路以及方法
技术领域
本发明涉及电路装置领域,具体而言,涉及一种驱动电路以及方法。
背景技术
中国百分之七十六的国土光照充沛,光能资源分布较为均匀;与水电、风电、核电等相比,太阳能发电没有任何排放和噪声,应用技术成熟,安全可靠;除大规模并网发电和离网应用外,太阳能还可以通过抽水、超导、蓄电池、制氢等方式储存。
太阳能是清洁、安全和可靠的能源,发达国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容进行长期规划,光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。
利用太阳能的最佳方式是光伏转换,就是利用光伏效应,使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。
但是传统光伏支架一旦固定后很难自由更换角度,当太阳直射角度改变时,传统光伏支架不能充分利用光伏面板。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种驱动电路以及驱动方法,应用于光伏面板调节装置,光伏面板调节装置包括用于调节光伏面板的倾斜角度的电磁铁,以改善现有的光伏面板角度难以自由调节,光伏面板不能得到充分应用的问题。
为实现上述目的,本发明实施例提供了一种驱动电路,应用于调节光伏面板的倾斜角度的光伏面板调节装置,所述驱动电路包括:电源、多个紫外线检测装置、主控装置以及驱动装置,所述电源分别与所述多个紫外线检测装置、主控装置以及驱动装置耦合,所述多个紫外线检测装置与所述主控装置耦合,所述主控装置与所述驱动装置耦合,所述驱动装置与所述光伏面板调节装置相耦合,所述多个紫外线检测装置设置在所述光伏面板的受光面,所述多个紫外线检测装置用于分别获得光信号,并将与所述光信号对应的电信号发送至所述主控装置;所述主控装置用于接收并比较所述多个紫外线检测装置发送的电信号,根据比较结果,发送驱动信号至所述驱动装置;所述驱动装置用于根据所述驱动信号,发送调节信号至所述光伏面板调节装置以使所述光伏面板调节装置根据所述调节信号调整所述光伏面板的倾斜角度。
本发明实施例还提供了一种驱动方法,所述方法包括:多个紫外线检测装置分别获得光信号,并将与所述光信号对应的电信号传递至主控装置;所述主控装置接收并比较所述多个紫外线检测装置发送的电信号,根据比较结果,发送驱动信号至驱动装置;所述驱动装置根据所述驱动信号,发送调节信号至电磁铁以使所述电磁铁根据所述调节信号调整所述光伏面板的倾斜角度。
本发明实施例提供的驱动电路以及驱动方法的有益效果为:
本发明实施例提供的驱动电路以及驱动方法通过多个紫外线检测装置分别获得光信号,并且将与光信号对应的电信号发送至主控装置,主控装置接收并比较电信号,并根据比较结果发送驱动信号至驱动装置。驱动装置根据驱动信号,发送调节信号至电磁铁以使电磁铁根据调节信号调整光伏面板的倾斜角度。本发明实施例提供的驱动电路以及驱动方法通过电磁铁调节光伏面板的倾斜角度,能改善现有的光伏面板角度难以自由调节,光伏面板不能得到充分应用的问题。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明较佳实施例提供的驱动电路与光伏面板调节装置配合的结构示意图;
图2是本发明较佳实施例提供的驱动电路的结构框图;
图3是本发明较佳实施例提供的驱动电路的驱动装置的电路图;
图4是本发明较佳实施例提供的驱动电路的紫外线检测装置的电路图;
图5是本发明较佳实施例提供的驱动电路的主控装置的结构框图;
图6是本发明较佳实施例提供的驱动方法的流程图。
光伏面板调节装置100;永磁铁110;弹簧120;电磁铁130;外壳140;导线150;
电源210;紫外线检测装置220;第一紫外线检测装置221;第二紫外线检测装置222;第三紫外线检测装置223;第四紫外线检测装置224;主控装置230;驱动装置240;
光伏面板300。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,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。以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
实施例
图1示出了本发明实施例提供的驱动电路与光伏面板调节装置配合的结构示意图,图2示出了本发明实施例提供的驱动电路的结构框图。详情请参见图1和图2,该驱动电路应用于光伏面板调节装置100,上述的光伏面板调节装置100包括能调节光伏面板300的倾斜角度的电磁铁130。驱动电路包括电源210、多个紫外线检测装置220、主控装置230以及驱动装置240。电源210分别与多个紫外线检测装置220、主控装置230以及驱动装置240相耦合,多个紫外线检测装置220与主控装置230耦合,主控装置230与驱动装置240耦合,驱动装置240与电磁铁130耦合。
多个紫外线检测装置220可以包括四个紫外线检测装置220,四个紫外线检测装置220均可以设置在光伏面板300的受光面,四个紫外线检测装置220可以包括第一紫外线检测装置221、第二紫外线检测装置222、第三紫外线检测装置223以及第四紫外线检测装置224。光伏面板300可以为矩形光伏面板300,四个紫外线检测装置220可以设置于矩形光伏面板300的四个角。
紫外线检测装置220包括第一光敏电阻器R11、第二光敏电阻器R13、第三光敏电阻器R15、第四光敏电阻器R17、第一电阻器R12、第二电阻器R14、第三电阻器R16以及第四电阻器R18,详情参见图4。第一光敏电阻器R11的一端与电源210相耦合,第一光敏电阻器R11的另一端分别与主控装置230以及第一电阻器R12相耦合,第一电阻器R12的另一端接地。第二光敏电阻器R13的一端与电源210相耦合,第二光敏电阻器R13的另一端分别与主控装置230以及第二电阻器R14相耦合,第二电阻器R14的另一端接地。第三光敏电阻器R15的一端与电源210相耦合,第三光敏电阻器R15的另一端分别与主控装置230以及第三电阻器R16相耦合,第三电阻器R16的另一端接地。第四光敏电阻器R17的一端与电源210相耦合,第四光敏电阻器R17的另一端分别与主控装置230以及第四电阻器R18相耦合,第四电阻器R18的另一端接地。
该主控装置230可以包括单片机芯片、单片机系统、域可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片、数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)芯片或者复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)等控制芯片。
在本发明实施例中,主控装置230优选为单片机,详情请参见图5,主控装置230的AD1接口、AD2接口、AD3接口以及AD4接口依次与四个紫外线检测装置220相连接。主控装置230还可以包括A/D转换单元(图未示),四个紫外线检测装置220通过AD1接口、AD2接口、AD3接口、AD4接口与主控装置230中的A/D转换单元耦合。
详情请参见图3,驱动装置240包括第一开关组和第二开关组。第一开关组包括第一开关QM1和第四开关QM4,第二开关组包括第二开关QM2和第三开关QM3。第一开关QM1、第二开关QM2、第三开关QM3以及第四开关QM4均可以包括控制端以及开关控制通路的两端。第一开关QM1的一端分别与电源210以及第二开关QM2的一端相耦合,第一开关QM1的另一端分别与第三开关QM3的一端和电磁铁130的一端耦合,第三开关QM3的另一端接地。第二开关QM2的另一端分别与第四开关QM4的一端和电磁铁130的另一端耦合,第四开关QM4的另一端接地。
详情请参见图5,主控装置230通过Driv1接口、Driv2接口、Driv3接口以及Driv4接口依次与第一开关QM1的控制端、第二开关QM2的控制端、第三开关QM3的控制端以及第四开关QM4的控制端耦合。
驱动装置240还可以包括谐振电路,并且第一开关QM1、第二开关QM2、第三开关QM3以及第四开关QM4可以依次为第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管以及第四场效应管。
具体请参见图3,第一场效应管的栅极通过第一限流电阻器R1与主控装置230的Driv1接口相耦合,第一场效应管的漏极分别与电源210以及第二场效应管的漏极相耦合,第一场效应管的源极分别与谐振电路的一端以及第三场效应管的漏极相耦合。第二场效应管的栅极通过第二限流电阻器R2与主控装置230的Driv2接口相耦合,第二场效应管的源极分别与谐振电路的另一端以及第四场效应管的漏极相耦合。第三场效应管的栅极通过第三限流电阻器R3与主控装置230的Driv3接口相耦合,第三场效应管的源极接地。第四场效应管的栅极通过第四限流电阻器R4与主控装置230的Driv4接口相耦合,第四场效应管的源极接地。
上述的谐振电路具体可以包括第一电感器L1以及与第一电感器L1并联耦合的第一电容器C5,详情请参见图3。第一电感器L1的一端以及第一电容器C5的一端均与第一场效应管的源极耦合;第一电感器L1的另一端以及第一电容器C5的另一端均与第二场效应管的源极相耦合。该谐振电路主要起到软开关的作用,可以使开关开通前电压先降到零,关断前电流先降到零,可以消除开关过程中电压、电流的重叠,降低它们的变化率,从而减小甚至消除开关损耗。
驱动装置240还可以包括第一偏置电阻器R5、第二偏置电阻器R6、第三偏置电阻器R7以及第四偏置电阻器R8,详情请参见图3。第一偏置电阻器R5的一端与第一场效应管的栅极相耦合,第一偏置电阻器R5的另一端与第一场效应管的源极相耦合。第二偏置电阻器R6的一端与第二场效应管的栅极相耦合,第二偏置电阻器R6的另一端与第二场效应管的源极相耦合。第三偏置电阻器R7的一端与第三场效应管的栅极相耦合,第三偏置电阻器R7的另一端与第三场效应管的源极相耦合。第四偏置电阻器R8的一端与第四场效应管的栅极相耦合,第四偏置电阻器R8的另一端与第四场效应管的源极相耦合。
该驱动装置240还可以包括第一旁路电容器C1、第二旁路电容器C2、第三旁路电容器C3以及第四旁路电容器C4,详情请参见图3。第一旁路电容器C1的一端与第一场效应管的漏极相耦合,第一旁路电容器C1的另一端与第一场效应管的源极相耦合。第二旁路电容器C2的一端与第二场效应管的漏极相耦合,第二旁路电容器C2的另一端与第二场效应管的源极相耦合。第三旁路电容器C3的一端与第三场效应管的漏极相耦合,第三旁路电容器C3的另一端与第三场效应管的源极相耦合。第四旁路电容器C4的一端与第四场效应管的漏极相耦合,第四旁路电容器C4的另一端与第四场效应管的源极相耦合。驱动装置240的数量与光伏面板调节装置100的数量相同,如图1所示,有两个光伏面板调节装置100,故驱动装置240的数量也可以为两个。驱动电路的电源端VDD通过第二电容器C6接地。
请参见图1,光伏面板300具体可以由两个光伏面板调节装置100支撑,其中光伏面板调节装置100包括永磁铁110、弹簧120、电磁铁130、外壳140和导线150。永磁铁110的上端与光伏面板300相连,永磁铁110的下端通过弹簧120与电磁铁130相连,电磁铁130通过两条导线150与驱动装置240相耦合,其中电磁铁130、导线150以及弹簧120均设置于圆柱形的外壳140内。
电磁铁130由于通入不同方向的电流而产生不同极性的磁场,由于永磁铁110的磁场是固定的,故电磁铁130与永磁铁110可以产生不同方向的磁场力。
驱动装置240的数量可以与光伏面板调节装置100的数量一致,图1包括两个光伏面板调节装置100,故驱动装置240的数量也为两个,即驱动装置240与光伏面板调节装置100相对应。
本发明实施例提供的驱动电路的工作原理为:
紫外线检测装置220中的光敏电阻器可以根据接收到的光的强弱改变光敏电阻自身的阻值。光敏电阻器的阻值变化,使得流入主控装置230的电信号随之发生变化。
主控装置230接收并比较四个紫外线检测装置220发送的电信号。当四个紫外线检测装置220中的第一紫外线检测装置221以及第二紫外线检测装置222发送的电信号大于四个紫外线检测装置220中的第三紫外线检测装置223以及第四紫外线检测装置224发送的电信号时,所述主控装置230发送第一驱动信号至所述驱动装置240。
其中,第一驱动信号包括导通与图1左侧的光伏面板调节装置100相对应的驱动装置240的第一场效应管以及第四场效应管,驱动装置240中的电流沿第一场效应管、第一电感器L1以及第四场效应管流动,由于电磁铁130与第一电感器L1并联,故电磁铁130中电流流向与上述电流流向相同。沿第一场效应管、第一电感器L1以及第四场效应管流动的电流即为第一驱动电流。第一电磁力为使得电磁铁和永磁铁相互吸引的力。
同时可以导通与图1右侧的光伏面板调节装置100相对应的第二场效应管以及第三场效应管。驱动装置240中的电流沿第二场效应管、第一电感器L1以及第三场效应管流动,由于电磁铁130与第一电感器L1并联,故电磁铁130中电流流向与上述电流的流向相同。沿第二场效应管、第一电感器L1以及第三场效应管流动的电流即为第二驱动电流。第二电磁力为使得电磁铁与永磁铁相互排斥的力。
驱动装置240根据第一驱动信号使得图1示出的左侧的光伏面板调节装置100中的电磁铁130产生与永磁体相异的磁性,以使得光伏面板300的左侧向下倾斜;使得图1中右侧的光伏面板调节装置100中的电磁铁130产生与永磁体相同的磁性,使得光伏面板300的右侧向上倾斜。从而整个光伏面板300向第一紫外线检测装置221以及第二紫外线检测装置222的方向倾斜,以便更好地接收阳光。
当第一紫外线检测装置221以及第二紫外线检测装置222发送的电信号小于第三紫外线检测装置223以及第四紫外线检测装置224发送的电信号时,所述主控装置230发送第二驱动信号至所述驱动装置240。
其中,第二驱动信号包括导通与图1右侧的光伏面板调节装置100相对应的驱动装置240的第一场效应管以及第四场效应管,同时导通与图1左侧的光伏面板调节装置100相对应的第二场效应管以及第三场效应管。
驱动装置240根据第二驱动信号使得图1示出的右侧的光伏面板调节装置100中的电磁铁130产生与永磁体相异的磁性,以使得光伏面板300的右侧向下倾斜;使得图1中左侧的光伏面板调节装置100中的电磁铁130产生与永磁体相同的磁性,使得光伏面板300的左侧向上倾斜。从而整个光伏面板300向第三紫外线检测装置223以及第四紫外线检测装置224的方向倾斜,以便更好地接收阳光。
具体地,光伏面板300的具体形状,光伏面板调节装置100的数量以及驱动装置240的数量等均不应该理解为是对本发明的限制。
详情请参见图6,本发明实施例还提供了一种驱动方法,所述方法包括如下步骤S101至步骤S103:
步骤S101,多个紫外线检测装置220分别获得光信号,并将与所述光信号对应的电信号传递至主控装置230。
紫外线检测装置220均由光敏电阻器以及电阻器组成,其中多个紫外线检测装置220中的每个紫外线检测装置220的光敏电阻器的一端与电源210耦合,光敏电阻器的另一端分别与主控装置230以及电阻器耦合,电阻器的另一端接地。由于光敏电阻器的受到光照后阻值减小的特性,光较强时,光敏电阻器的阻值较小,电信号较强;光较弱时,光敏电阻器的阻值较大,电信号较弱。
步骤S102,所述主控装置230接收并比较所述多个紫外线检测装置220发送的电信号,根据比较结果,发送驱动信号至驱动装置240。
步骤S102具体可以包括:所述主控装置230接收所述多个紫外线检测装置220发送的电信号,并对所述电信号进行A/D转换获得数字信号。所述主控装置230比较所述数字信号,根据比较结果,发送驱动信号至所述驱动装置240。
主控装置230比较多个紫外线检测装置220的电信号,如图1所示,具体地,当光伏面板300一侧的紫外线检测装置220的发送的电信号较强时,主控装置230可以发送第一驱动信号使得图3示出的第一场效应管以及第四场效应管导通。
当光伏面板300的该侧的紫外线检测装置220的电信号发送的电信号较弱时,主控装置230可以发送第二驱动信号使得图3示出的第二场效应管以及第三场效应管导通。
步骤S103,所述驱动装置240根据所述驱动信号,发送调节信号至电磁铁130以使所述电磁铁130根据所述调节信号调整所述光伏面板300的倾斜角度。
主控装置230发送第一驱动信号使得图3示出的第一场效应管以及第四场效应管导通后,从而使得驱动装置240中的电流沿第一场效应管、第一电感器L1、第四场效应管的方向流动;由于电磁铁130与第一电感并联,故电磁铁130也可以通入沿上述方向流动的电流。
主控装置230发送第二驱动信号使得图3示出的第二场效应管以及第三场效应管导通后,从而使得驱动装置240中的电流沿第二场效应管、第一电感器L1、第三场效应管的方向流动,由于电磁铁130与第一电感并联,故电磁铁130也可以通入沿上述方向流动的电流。
电磁铁130中通入的电流不同从而使得电磁铁130的极性会发生变化,使得电磁铁130或因同性相斥远离永磁铁110,从而使得光伏面板300朝着远离地面的方向倾斜;或因异性相吸靠近永磁铁110,从而使得光伏面板300朝着靠近地面的方向倾斜。
本发明实施例提供的驱动电路以及驱动方法通过电磁铁130调节光伏面板300的倾斜角度,能改善现有的光伏面板300角度难以自由调节,光伏面板300不能得到充分应用的问题。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和驱动电路,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、驱动电路和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述驱动电路的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、驱动电路、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、驱动电路、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、驱动电路、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。