CN106160166A - 一种太阳能充电电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可提高响应速度和抗干扰能力的太阳能充电电路，包括输入滤波电路、稳压电路、基准源、充电驱动电路、电压比较电路、电池温度采集电路、充电滤波电路、反馈电路和过流保护电路，稳压电源和充电驱动电路的输入端相连，输入滤波电路的相应端与稳压电源的输入端相连，充电驱动电路的输出端与充电滤波电路、反馈电路和过流保护电路的输入端相连，稳压电路的输出端与电压比较电路和基准源的电源端相连，基准源的输出端与电压比较电路的正向输入端相连，反馈电路的输出端与电压比较电路的反向输入端相连，电压比较电路的输出端与充电驱动电路的控制端相连，电池温度采集电路的输出端与基准源的输出端相连。该充电电路的用途十分广泛。
Description
技术领域
本发明涉及到对诸如蓄电池等储能设备进行充电的电路，尤其涉及到利用太阳能对诸如蓄电池等储能设备进行充电的电路。
背景技术
随着光伏产业的普及，越来越多的产品上采用了太阳能供电，但凡用太阳能供电的产品，通常都配套有一块大容量电池和一个充电器。目前，传统的充电器，为了设计方便，其中的充电电路通常采用微处理器和相关的一些典型电路搭建而成，结构比较简单，没有充分考虑到现实环境中的干扰多、电源波动等问题，从而导致该充电电路的抗干扰能力较差，响应速度也较慢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种造价便宜、并可提高响应速度和抗干扰能力的太阳能充电电路。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：太阳能充电电路，包括：输入滤波电路、稳压电路、基准源、充电驱动电路、电压比较电路、电池温度采集电路、充电滤波电路、反馈电路、过流保护电路，所述稳压电源的输入端和充电驱动电路的输入端与所述太阳能电池板正极的接入端相连，所述输入滤波电路的相应端与稳压电源的输入端相连，充电驱动电路的输出端与充电滤波电路、反馈电路和过流保护电路的输入端相连，过流保护电路的输出端作为整个太阳能充电电路的输出端连至所述储能电池的相应端，所述稳压电路的输出端与所述电压比较电路和基准源的电源端相连，基准源的输出端与电压比较电路的正向输入端相连，所述反馈电路的输出端与电压比较电路的反向输入端相连，所述电压比较电路的输出端与所述充电驱动电路的控制端相连，所述电池温度采集电路的输出端与所述基准源的输出端相连，所述的输入滤波电路、稳压电路、基准源、充电驱动电路、电压比较电路、电池温度采集电路和充电滤波电路的接地端共地。
作为一种优选方案，在所述的一种太阳能充电电路中，所述的电池温度采集电路包括：温度采样电阻、采样滤波电容以及安装在用于储存太阳能的储能电池上的负温度传感器，温度采样电阻的一端与所述负温度传感器的一端和采样滤波电容的一端相连，采样滤波电容的另一端以及负温度传感器的另一端接地，温度采样电阻的另一端与所述基准源的输出端相连。
作为一种优选方案，在所述的一种太阳能充电电路中，所述的负温度传感器为负温度热敏电阻。
作为一种优选方案，在所述的一种太阳能充电电路中，所述的稳压电路包括有：稳压前端三极管、稳压前端电阻、稳压前端电容、稳压后端电容、稳压前端稳压管以及稳压集成电路，稳压前端电阻的一端与稳压前端三极管的发射极相连后、连至太阳能电池板正极，稳压前端电阻的另一端与稳压前端三极管的基极和稳压前端稳压管的阴极相连，所述稳压前端三极管的集电极和稳压前端电容的一端与所述稳压集成电路的输入端相连，稳压前端稳压管的阳极与稳压前端电容的另一端、稳压后端电容的一端以及所述稳压集成电路的接地端接地，稳压后端电容的另一端与稳压集成电路的输出端相连。
作为一种优选方案，在所述的一种太阳能充电电路中，所述的输入滤波电路包括：并联在一起的限幅防反稳压管和稳压滤波电容，限幅防反稳压管和稳压滤波电容的一端连至太阳能电极板的正极，限幅防反稳压管和稳压滤波电容的另一端连至太阳能电极板的负极。
作为一种优选方案，在所述的一种太阳能充电电路中，所述的充电驱动电路包括：一级驱动电阻、一级驱动三极管、一级驱动电容、二级驱动电阻、一级驱动场效应管(场效应)和一级驱动稳压管，一级驱动电阻的一端与所述电压比较电路的输出端相连，一级驱动电阻的另一端与一级驱动三极管的基极相连，一级驱动三极管的发射极接地，一级驱动三极管的集电极与所述二级驱动电阻的一端、一级驱动场效应管的栅极、一级驱动电容的相应端相连，一级驱动电容的另一端接地，二级驱动电阻的另一端与一级驱动场效应管的源极和所述输入滤波电路的相应端相连，一级驱动场效应管的漏极与一级驱动稳压管的阳极相连，一级驱动稳压管的阴极与作为过流保护电路的自恢复熔断丝的一端，自恢复熔断丝的另一端作为所述太阳能充电电路的充电输出端。
作为一种优选方案，在所述的一种太阳能充电电路中，所述的反馈电路包括：串联在一起的反馈固定电阻、用于浮定电压设定的反馈可调电阻形成的反馈电阻组，该反馈电阻组的一端与所述太阳能充电电路的充电输出端相连，该反馈电阻组的另一端作为所述的反馈电路的输出端。
作为一种优选方案，在所述的一种太阳能充电电路中，所述的太阳能充电电路还包括有：指示灯以及指示灯控制电路。
作为一种优选方案，在所述的一种太阳能充电电路中，所述的指示驱动电路包括：指示驱动比较电路和串设在指示驱动比较电路的输出端与指示灯之间的指示限流电阻，指示驱动比较电路的反向输入端与所述电压比较电路的输出相连，指示驱动比较电路的正向输入端与所述反馈电路的输出端相连。
本发明的有益效果是：本发明采用了纯硬件搭建而成，结构更加紧凑，大降低了制造成本，提高了响应速度，并通过引入专用的输入滤波电路和充电滤波电路等，提高了抗干扰能力；本发明中的稳压电路采用了二级稳压方式，有效地降低了稳压集成电路两端的功耗，避免了稳压集成电路的发热问题，降低了稳压集成电路损坏的风险，从而延长了稳压集成电路的寿命。此外，充电驱动电路中引入了场效应管，从而可以很方便地提高所述太阳能充电电路的输出电流，保证了充电器的可靠运行。
附图说明
图1是本发明所述太阳能充电电路的电原理结构框图。
图2是与图1相对应的电原理结构图。
具体实施方式
下面结合附图1和2，以铅酸电池为例详细描述本发明所述的一种太阳能充电电路的具体实施方案：
如图1所示，本发明所述的一种太阳能充电电路，包括：包括：输入滤波电路、稳压电路、基准源、充电驱动电路、电压比较电路、电池温度采集电路、充电滤波电路、反馈电路、过流保护电路，所述稳压电源的输入端和充电驱动电路的输入端与所述太阳能电池板正极的接入端相连，所述输入滤波电路的相应端与稳压电源的输入端相连，充电驱动电路的输出端与充电滤波电路、反馈电路和过流保护电路的输入端相连，过流保护电路的输出端作为整个太阳能充电电路的输出端连至所述储能电池的相应端，所述稳压电路的输出端与所述电压比较电路和基准源的电源端相连，基准源的输出端与电压比较电路的正向输入端相连，所述反馈电路的输出端与电压比较电路的反向输入端相连，所述电压比较电路的输出端与所述充电驱动电路的控制端相连，所述电池温度采集电路的输出端与所述基准源的输出端相连，所述的输入滤波电路、稳压电路、基准源、充电驱动电路、电压比较电路、电池温度采集电路和充电滤波电路的接地端共；如图2所示，所述的电池温度采集电路包括：温度采样电阻R8、采样滤波电容C8以及安装在用于储存太阳能的铅酸电池上的作为负温度传感器的负温度热敏电阻R11，温度采样电阻R8的一端与所述负温度热敏电阻R11的一端和采样滤波电容C8的一端相连，采样滤波电容C8的另一端以及负温度热敏电阻R11的另一端接地，温度采样电阻R8的另一端作为电池温度采集电路的输出端与所述基准源的输出端相连，该电池温度采集电路的工作原理是：负温度热敏电阻R11的阻值随着铅酸电池表面的温度变化而变化，当铅酸电池表面的温度过高时，基准源的输出电压变小，从而影响到电压比较电路的输出电压，进而关断充电驱动电路，这样就有效地防止了铅酸电池过充，很好地保护了铅酸电池；所述的稳压电路包括有：稳压前端三极管Q2、稳压前端电阻R4、稳压前端电容C2、稳压后端电容C3和稳压前端稳压管D3以及型号为78m05的稳压集成电路U1，稳压前端电阻R4的一端与稳压前端三极Q2管的发射极相连后、连至太阳能电池板正极，稳压前端电阻R4的另一端与稳压前端三极管Q2的基极和稳压前端稳压管D2的阴极相连，稳压前端三极管Q2的集电极、稳压前端电容C2的一端与所述稳压集成电路U1的输入端(1脚)相连，稳压前端稳压管D3的阳极、稳压前端电容C2的另一端、稳压后端电容C3的一端以及所述稳压集成电路U1的接地端(2脚)接地，稳压后端电容C3的另一端与稳压集成电路U1的输出端(3脚)相连；所述的输入滤波电路包括：并联在一起的限幅防反稳压管D3和稳压滤波电容C7，限幅防反稳压管D3和稳压滤波电容C7的一端连至太阳能电极板的正极，限幅防反稳压管D3和稳压滤波电容C7的另一端连至太阳能电极板的负极，该输入滤波电路用于滤除太阳能电池板连接线路上的各种静电干扰，同时由于限幅防反稳压管D3的存在，既能起到输入限幅作用，又能起到防止极性接反作用；所述电压比较电路:由型号为TLC2272CP的集成电路IC1中的第1路比较电路和比较输入端电阻R3、比较输入端电容C5、比较反馈电阻R9和比较反馈电容C9组成，该电压比较电路用于将当前铅酸电池采样值与设定值进行比较，以此控制是否开启充电功能；所述的充电驱动电路包括：一级驱动电阻R6、一级驱动三极管Q3、一级驱动电容C6、二级驱动电阻R1、一级驱动场效应管Q1以及一级驱动稳压管D1，一级驱动电阻R6的一端与所述电压比较电路的输出端即集成电路IC1的1脚相连，一级驱动电阻R6的另一端与一级驱动三极管Q3的基极相连，一级驱动三极管Q3的发射极接地，一级驱动三极管Q3的集电极与所述二级驱动电阻R1的一端、一级驱动场效应管Q1的栅极、一级驱动电容C6的一端相连，一级驱动电容C6的另一端接地，二级驱动电阻R1的另一端与一级驱动场效应管Q1的源极和所述太阳能电池板正极的接入端相连，二级驱动场效应管Q1的漏极与一级驱动稳压管D1的阳极相连；所述的充电滤波电路包括：充电滤波电容C4和充电滤波电解电容C1，一级驱动稳压管D1的阴极与充电滤波电容C4的一端和充电滤波电解电容C1的正极以及作为过流保护电路的自恢复熔断丝F1的一端相连，充电滤波电容C4的另一端、充电滤波电解电容C1的负极接地，自恢复熔断丝F1的另一端作为所述太阳能充电电路的充电输出端、连至铅酸电池的正极，所述的充电驱动电路的工作原理为：当一级驱动电阻R6的输入变高电平时，一级驱动三极管Q3开始导通、拉低一级驱动场效应管Q1的1脚电压，使得二级驱动场效应管Q1开始导通开始充电，一级驱动稳压管D1可有效地防止电池电流倒灌；所述的反馈电路包括：串联在一起的反馈固定电阻R10、用于浮定电压设定的反馈可调电阻VR1形成的反馈电阻组，即：反馈固定电阻R10的一端和反馈可调电阻VR1的一端相连，反馈固定电阻R10的另一端与所述太阳能充电电路的充电输出端相连，反馈可调电阻VR1的另一端与调节端相连后作为所述的反馈电路的输出端，该反馈电路用于采集铅酸电池两端的快速变化信号，并将采集的信号送至电压比较电路，进而去控制充电的开启或关闭，调节反馈可调电阻VR1的阻值可以改变浮充状态下的电压值；所述的指示灯由并联在一起的红色LED灯D4和绿色LED灯D5构成，所述的指示灯控制电路由作为指示驱动比较电路的型号为TLC2272CP的集成电路IC1中的第2路比较电路、以及串设在该集成电路IC1中的第2路比较电路的输出端(7脚)的输出电路上的指示限流电阻R5构成，指示驱动比较电路的反向输入端(6脚)与所述电压比较电路的输出端即集成电路IC1的1脚相连，指示驱动比较电路的正向输入端(5脚)与所述反馈电路的输出端相连。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所作的均等变化与修饰，均应包括在本发明的权利要求范围内。
Claims (9)
1.一种太阳能充电电路，包括：输入滤波电路、稳压电路、基准源、充电驱动电路和电压比较电路，其特征在于，所述的太阳能充电电路还包括有：电池温度采集电路、充电滤波电路、反馈电路、过流保护电路，所述稳压电源的输入端和充电驱动电路的输入端与所述太阳能电池板正极的接入端相连，所述输入滤波电路的相应端与稳压电源的输入端相连，充电驱动电路的输出端与充电滤波电路、反馈电路和过流保护电路的输入端相连，过流保护电路的输出端作为整个太阳能充电电路的输出端连至所述储能电池的相应端，所述稳压电路的输出端与所述电压比较电路和基准源的电源端相连，基准源的输出端与电压比较电路的正向输入端相连，所述反馈电路的输出端与电压比较电路的反向输入端相连，所述电压比较电路的输出端与所述充电驱动电路的控制端相连，所述电池温度采集电路的输出端与所述基准源的输出端相连，所述的输入滤波电路、稳压电路、基准源、充电驱动电路、电压比较电路、电池温度采集电路和充电滤波电路的接地端共地。
2.如权利要求1所述的太阳能充电电路，其特征在于：所述的电池温度采集电路包括：温度采样电阻、采样滤波电容以及安装在用于储存太阳能的储能电池上的负温度传感器，温度采样电阻的一端与所述负温度传感器的一端和采样滤波电容的一端相连，采样滤波电容的另一端以及负温度传感器的另一端接地，温度采样电阻的另一端与所述基准源的输出端相连。
3.如权利要求2所述的太阳能充电电路，其特征在于：所述的负温度传感器为负温度热敏电阻。
4.如权利要求1所述的太阳能充电电路，其特征在于：所述的稳压电路包括有：稳压前端三极管、稳压前端电阻、稳压前端电容、稳压后端电容、稳压前端稳压管以及稳压集成电路，稳压前端电阻的一端与稳压前端三极管的发射极相连后、连至太阳能电池板正极，稳压前端电阻的另一端与稳压前端三极管的基极和稳压前端稳压管的阴极相连，所述稳压前端三极管的集电极和稳压前端电容的一端与所述稳压集成电路的输入端相连，稳压前端稳压管的阳极与稳压前端电容的另一端、稳压后端电容的一端以及所述稳压集成电路的接地端接地，稳压后端电容的另一端与稳压集成电路的输出端相连。
5.如权利要求1所述的太阳能充电电路，其特征在于：所述的输入滤波电路包括：并联在一起的限幅防反稳压管和稳压滤波电容，限幅防反稳压管和稳压滤波电容的一端连至太阳能电极板的正极，限幅防反稳压管和稳压滤波电容的另一端连至太阳能电极板的负极。
6.如权利要求1所述的太阳能充电电路，其特征在于：所述的充电驱动电路包括：一级驱动电阻、一级驱动三极管、一级驱动电容、二级驱动电阻、一级驱动场效应管和一级驱动稳压管，一级驱动电阻的一端与所述电压比较电路的输出端相连，一级驱动电阻的另一端与一级驱动三极管的基极相连，一级驱动三极管的发射极接地，一级驱动三极管的集电极与所述二级驱动电阻的一端以及一级驱动场效应管的栅极和一级驱动电容的相应端相连，一级驱动电容的另一端接地，二级驱动电阻的另一端与一级驱动场效应管的源极和所述输入滤波电路的相应端相连，所述一级驱动场效应管的漏极与一级驱动稳压管的阳极相连，一级驱动稳压管的阴极与作为过流保护电路的自恢复熔断丝的一端；自恢复熔断丝的另一端作为所述太阳能充电电路的充电输出端。
7.如权利要求1所述的太阳能充电电路，其特征在于：所述的反馈电路包括：串联在一起的反馈固定电阻、用于浮定电压设定的反馈可调电阻形成的反馈电阻组，该反馈电阻组的一端与所述太阳能充电电路的充电输出端相连，该反馈电阻组的另一端作为所述的反馈电路的输出端。
8.如权利要求1至7之一所述的太阳能充电电路，其特征在于：所述的太阳能充电电路还包括有：指示灯以及指示灯控制电路。
9.如权利要求8所述的太阳能充电电路，其特征在于：所述的指示驱动电路包括：指示驱动比较电路和串设在指示驱动比较电路的输出端与指示灯之间的指示限流电阻，指示驱动比较电路的反向输入端与所述电压比较电路的输出相连，指示驱动比较电路的正向输入端与所述反馈电路的输出端相连。
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| CN106160166B (zh) | 2018-10-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |