CN106356977B - 一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法，该电路包括一光伏板，提供电源以及输出电压；一蓄电池，提供电源以及输出电压；选择电路，当光伏板以及蓄电池同时供电时，其选择较高电压导通，输出导通电压；电源电路，其接收选择电路输出的导通电压，并输出供电电压以及供负载使用的工作电压；主控电路，其接收电源电路输出的供电电压，并输出电平信号；逻辑或门电路，其接收光伏板的输出电压与基准电压对比后的电平信号、蓄电池的输出电平信号以及主控电路的输出电平信号，将三个电平信号进行或门运算，并输出控制信号以控制电源电路的工作与失效。本发明实现低成本，延长电池寿命，提高电源效率，同时能够使用的太阳能休眠和唤醒电路。
Description
技术领域
本发明涉及欠压电路，更具体地说是指一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法。
背景技术
在太阳能路灯行业中，太阳能充电技术越来越被广泛的应用。其中太阳能充电系统，大部分采用蓄电池供电给整个系统，保证系统全程在运行中。
图1是现有太阳能控制器电池供电电路的电路原理结构图，其中PV是光伏组件，S1是防止蓄电池夜间给光伏组件放电，同时也防止PV正负接反功能，Battery为蓄电池，S2是为电池防止反接保护，U1是BUCK电路给蓄电池稳定充电电压，U2是DC-DC来控制输出恒压或恒流，恒压能给基本电路进行供电，恒流驱动LED灯电路等。
现有的太阳能充电系统虽然可以实现太阳能充电功能、电池供电系统、恒流驱动LED功能，但存在以下缺陷：
1、成本高。
2、长时间在供电状态，电池容易产生过放状态。
3、对于带有电池管理系统的电池没法使用。
因此有必要设计一种太阳能保护蓄电池欠压电路，实现低成本，延长电池寿命，提高电源效率，同时能够对带有电池管理系统的电池使用的太阳能休眠和唤醒电路。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法，当蓄电池与光伏板同时接入时，选择开关电路选出蓄电池与光伏板之间较高电压的一路导通，输出导通的电压至电源电路，再由电源电路输送至主控电路，当光伏板未处于低压状态以及蓄电池未处于欠压状态时，主控电路处于工作状态，电源电路的EN端脚的使能端被拉高，电源电路输出一定电压给予负载供电；当光伏板处于低压状态以及蓄电池处于欠压状态时，电源电路的EN端脚的使能端为低电平，主控电路处于休眠状态，电源电路失效；
具体步骤如下：光伏板的输出电压通过基准比较器与基准电压对比后，当光伏板未处于低压状态时，基准比较器输出高电平到逻辑或门电路，当蓄电池未处于欠压状态时，蓄电池的输出电压通过浪涌电路后，输出高电平到逻辑或门电路，同时主控电路输出高电平到逻辑或门电路，逻辑或门电路有一路输入端为高电平，则电源电路的EN端脚的使能端被拉高，电源电路输出一定电压给予负载供电；当蓄电池处于欠压状态时，主控电路输出低电平至逻辑或门电路；光伏板为低压状态，未超过基准电压，则基准比较电路输出低电平至逻辑或门电路；蓄电池处于欠压状态，蓄电池处在接通电路内，浪涌电路输出已从高电平转低电平，并输至逻辑或门电路，逻辑或门电路输出为低电平，电源电路的EN端为低电平，电源电路失效，电源电路无电压输出，整个MCU电路以及负载供电系统失效，进入休眠状态，当光伏板到达基准电压，使得基准比较电路输出为高电平，逻辑或门电路输出为高电平，电源电路的EN端为高电平，电源电路正常工作；
其中，所述保护方法使用了一种太阳能保护蓄电池欠压电路，所述电路包括一光伏板，提供电源以及输出电压；一蓄电池，提供电源以及输出电压；选择电路，当所述光伏板以及蓄电池同时供电时，其选择较高电压导通，输出导通电压；电源电路，其接收所述选择电路输出的导通电压，并输出供电电压以及供负载使用的工作电压；浪涌电路，其接收所述蓄电池的输出电压，并根据所述蓄电池处于欠压状态或不欠压状态，对应输出低电平信号或高电平信号，并输入至所述逻辑或门电路；主控电路，其接收所述电源电路输出的供电电压，并输出电平信号；逻辑或门电路，其接收所述光伏板的输出电压与基准电压对比后的电平信号、所述浪涌电路的输出电平信号以及所述主控电路的输出电平信号，将三个电平信号进行或门运算，并输出控制信号以控制所述电源电路的工作与失效。
其进一步技术方案为：所述一种太阳能保护蓄电池欠压电路还包括一基准比较器，其接收所述光伏板的输出电压，将所述光伏板的输出电压与基准电压比较后，输出比较后的电平信号，输入至所述逻辑或门电路。
其进一步技术方案为：所述光伏板的输出端连接有场效应管S1。
其进一步技术方案为：所述蓄电池的输出端连接有场效应管S2。
其进一步技术方案为：所述选择电路为选择开关电路。
其进一步技术方案为：所述基准比较器为同相电压比较器。
其进一步技术方案为：所述电源电路为DC-DC电源电路；所述DC-DC电源电路的VIN端脚与所述选择开关电路的输出端连接；所述DC-DC电源电路的EN端脚与所述逻辑或门电路的输出端连接；所述DC-DC电路的VOUT端脚与所述主控电路连接。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明的一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法，通过设置选择电路以及逻辑或门电路，充分利用太阳能板的特性来唤醒整个电路，保证蓄电池不会在欠压时候过放电而损坏电池寿命，同时也保证带有BMS系统的蓄电池能够正常使用，在运输过程中，带有BMS系统的蓄电池出现蓄电池自保护导致蓄电池无输出时，太阳能来激活主控电路，为控制器提供电源，方便安装工程，大大减少人工量，成本低。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为现有的太阳能控制器电池供电电路的电路原理图。
图2为本发明具体实施例提供的一种太阳能保护蓄电池欠压电路的原理框图；
图3为本发明具体实施例提供的一种太阳能保护蓄电池欠压电路的电路原理图。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
如图2～3所示的具体实施例，本实施例提供的一种太阳能保护蓄电池欠压电路，可以运用在以太阳能与蓄电池60作为能源的产品中，实现低成本，延长电池寿命，提高电源效率，同时能够对带有电池管理系统的蓄电池使用的太阳能休眠和唤醒电路。
一种太阳能保护蓄电池欠压电路，包括一光伏板10，提供电源以及输出电压；一蓄电池60，提供电源以及输出电压；选择电路80，当所述光伏板10以及蓄电池60同时供电时，其选择较高电压导通，输出导通电压；电源电路30，其接收所述选择模块输出的电压，并输出供电电压以及供负载使用的工作电压；主控电路50，其接收所述电源电路30输出的供电电压，并输出电平信号；逻辑或门电路40，其接收所述光伏板10的输出电压与基准电压对比后的电平信号、所述浪涌电路70的输出电平信号以及所述主控电路50的输出电平信号，将三个电平信号进行或门运算，并输出控制信号以控制所述电源电路30的工作与失效。
光伏板10和蓄电池60同时接通时，光伏板10和蓄电池60经过比较后相对高的电压送入电源电路30的输入端，电源电路30输出端给主控电路50供电，在光伏板10电压为达到设置的基准电压时，蓄电池60上有一定电压，并在一定瞬间内输出高电平，使得电源电路30的使能端激活，唤醒主控电路50从而输出高电平将电源电路30的使能保持使能状态。保证主控电路50的电源不被切断。但蓄电池60的电压降到欠压状态时，主控电路50将电源电路30的使能端切断，进入休眠状态。从而只能等待光伏板10达到设置基准电压时才能够唤醒主控电路50工作。
上述的一种太阳能保护蓄电池欠压电路，通过设置选择电路80以及逻辑或门电路40，充分利用太阳能板的特性来唤醒整个电路，保证蓄电池60不会在欠压时候过放电而损坏电池寿命，同时也保证带有BMS系统的蓄电池60能够正常使用，在运输过程中，带有BMS系统的蓄电池60出现蓄电池60自保护导致蓄电池60无输出时，太阳能来激活主控电路50，为控制器提供电源，方便安装工程，大大减少人工量，成本低。
更进一步的，所述一种太阳能保护蓄电池欠压电路还包括一基准比较器，其接收所述光伏板10的输出电压，将所述光伏板10的输出电压与基准电压比较后，输出比较后的电平信号，输入至所述逻辑或门电路40。
基准比较器实时比较光伏板10的输出电压与基准电压对比后输出电平信号，通过电平信号的高低，改变光伏板10的输入至所述逻辑或门电路40的控制信号。
为了方便激活蓄电池欠压保护电路，电路中的基准电压值是可调的，通过控制器结合可调变阻器进行调整。
所述一种太阳能保护蓄电池欠压电路还包括浪涌电路70，其接收所述蓄电池60的输出电压，并根据所述蓄电池60处于欠压状态或不欠压状态，对应输出低电平信号或高电平信号，并输入至所述逻辑或门电路40。
当蓄电池60上有一定电压，即蓄电池60处于不欠压状态，通过浪涌电路70后在一定瞬间内输出高电平，当蓄电池60处于欠压状态，通过浪涌电路70后在一定瞬间内输出低电平，配合基准比较器以及主控电路50输出的电平信号进行或门运算，输出控制信号。
在本实施例中，所述光伏板10的输出端连接有场效应管S1。通过场效应管S1，控制光伏板10的接通与否。
当然，于其他实施例，上述的场效应管S1可以利用三极管替换，并不局限于场效应管S1。
在本实施例中，所述蓄电池60的输出端连接有场效应管S2。通过场效应管S2，控制蓄电池60的接通与否。
当然，于其他实施例，上述的场效应管S2可以利用三极管替换，并不局限于场效应管S2。
在本实施例中，所述选择电路80为选择开关电路。
当然，于其他实施例，上述的选择电路80可以为二极管选择电路80，并不局限于选择开关电路。
在本实施例中，所述基准比较器为同相电压比较器。
当然，于其他实施例，上述的基准比较器还可以为电压比较电路。
更进一步的，所述电源电路30为DC-DC电源电路；所述DC-DC电源电路的VIN端脚与所述选择开关电路的输出端连接；所述DC-DC电源电路的EN端脚与所述逻辑或门电路40的输出端连接；所述DC-DC电路的VOUT端脚与所述主控电路50连接。通过DC-DC电源电路为主控电路50提供转换后的电源，主控电路50为控制器提供电源。
本发明还提供了一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法，当蓄电池60与光伏板10同时接入时，选择开关电路选出蓄电池60与光伏板10之间较高电压的一路导通，输出导通的电压至电源电路30，再由电源电路30输送至主控电路50，当光伏板10未处于低压状态以及蓄电池60未处于欠压状态时，主控电路50处于工作状态，电源电路30的EN端脚的使能端被拉高，电源电路30输出一定电压给予负载供电；当光伏板10处于低压状态以及蓄电池60处于欠压状态时，电源电路30的EN端脚的使能端为低电平，主控电路50处于休眠状态，电源电路30失效。
更具体的，上述的保护方法的具体步骤如下：光伏板10的输出电压通过基准比较器与基准电压对比后，当光伏板10未处于低压状态时，基准比较器输出高电平到逻辑或门电路40，当蓄电池60未处于欠压状态时，蓄电池60的输出电压通过浪涌电路70后，输出高电平到逻辑或门电路40，同时主控电路50输出高电平到逻辑或门电路40，逻辑或门电路40有一路输入端为高电平，则电源电路30的EN端脚的使能端被拉高，电源电路30输出一定电压给予负载供电；当蓄电池60处于欠压状态时，主控电路50输出低电平至逻辑或门电路40；光伏板10为低压状态，未超过基准电压，则基准比较电路20输出低电平至逻辑或门电路40；蓄电池60处于欠压状态，蓄电池60处在接通电路内，浪涌电路70输出已从高电平转低电平，并输至逻辑或门电路40，逻辑或门电路40输出为低电平，电源电路30的EN端为低电平，电源电路30失效，电源电路30无电压输出，整个MCU电路以及负载供电系统失效，进入休眠状态，当光伏板10到达基准电压，使得基准比较电路20输出为高电平，逻辑或门电路40输出为高电平，电源电路30的EN端为高电平，电源电路30正常工作。
综上所述，上述的一种太能保护蓄电池60欠压电路具有以下的优点：1、延长蓄电池60使用寿命，蓄电池60在欠压情况下，太阳能板提供电压；2、用太阳能和蓄电池60两路选择供DC-DC电源电路，大大提高电源效率；3、通过切断输入使能端保证电路处在零功耗状态，大大提高新能源的利用率；4、通过太阳能达到唤醒供电系统电路，大大提高太阳能利用率；5、在长途运输中，带BMS的蓄电池60容易出现无输出电压，本电路无需外接充电器，太阳能来既具备激活整个供电系统电路并且为蓄电池60提供充电功能，又便于安装工程。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (7)
1.一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法，其特征在于，当蓄电池与光伏板同时接入时，选择开关电路选出蓄电池与光伏板之间较高电压的一路导通，输出导通的电压至电源电路，再由电源电路输送至主控电路，当光伏板未处于低压状态以及蓄电池未处于欠压状态时，主控电路处于工作状态，电源电路的EN端脚的使能端被拉高，电源电路输出一定电压给予负载供电；当光伏板处于低压状态以及蓄电池处于欠压状态时，电源电路的EN端脚的使能端为低电平，主控电路处于休眠状态，电源电路失效；
具体步骤如下：光伏板的输出电压通过基准比较器与基准电压对比后，当光伏板未处于低压状态时，基准比较器输出高电平到逻辑或门电路，当蓄电池未处于欠压状态时，蓄电池的输出电压通过浪涌电路后，输出高电平到逻辑或门电路，同时主控电路输出高电平到逻辑或门电路，逻辑或门电路有一路输入端为高电平，则电源电路的EN端脚的使能端被拉高，电源电路输出一定电压给予负载供电；当蓄电池处于欠压状态时，主控电路输出低电平至逻辑或门电路；光伏板为低压状态，未超过基准电压，则基准比较电路输出低电平至逻辑或门电路；蓄电池处于欠压状态，蓄电池处在接通电路内，浪涌电路输出已从高电平转低电平，并输至逻辑或门电路，逻辑或门电路输出为低电平，电源电路的EN端为低电平，电源电路失效，电源电路无电压输出，整个MCU电路以及负载供电系统失效，进入休眠状态，当光伏板到达基准电压，使得基准比较电路输出为高电平，逻辑或门电路输出为高电平，电源电路的EN端为高电平，电源电路正常工作；
其中，所述保护方法使用了一种太阳能保护蓄电池欠压电路，所述电路包括一光伏板，提供电源以及输出电压；一蓄电池，提供电源以及输出电压；选择电路，当所述光伏板以及蓄电池同时供电时，其选择较高电压导通，输出导通电压；电源电路，其接收所述选择电路输出的导通电压，并输出供电电压以及供负载使用的工作电压；浪涌电路，其接收所述蓄电池的输出电压，并根据所述蓄电池处于欠压状态或不欠压状态，对应输出低电平信号或高电平信号，并输入至所述逻辑或门电路；主控电路，其接收所述电源电路输出的供电电压，并输出电平信号；逻辑或门电路，其接收所述光伏板的输出电压与基准电压对比后的电平信号、所述浪涌电路的输出电平信号以及所述主控电路的输出电平信号，将三个电平信号进行或门运算，并输出控制信号以控制所述电源电路的工作与失效。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法，其特征在于，所述一种太阳能保护蓄电池欠压电路还包括一基准比较器，其接收所述光伏板的输出电压，将所述光伏板的输出电压与基准电压比较后，输出比较后的电平信号，输入至所述逻辑或门电路。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法，其特征在于，所述光伏板的输出端连接有场效应管S1。
4.根据权利要求2所述的一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法，其特征在于，所述蓄电池的输出端连接有场效应管S2。
5.根据权利要求2所述的一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法，其特征在于，所述选择电路为选择开关电路。
6.根据权利要求2所述的一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法，其特征在于，所述基准比较器为同相电压比较器。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能保护蓄电池欠压电路的保护方法，其特征在于，所述电源电路为DC-DC电源电路；所述DC-DC电源电路的VIN端脚与所述选择开关电路的输出端连接；所述DC-DC电源电路的EN端脚与所述逻辑或门电路的输出端连接；所述DC-DC电路的VOUT端脚与所述主控电路连接。
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