CN107276205B - 一种微弱光充电系统和太阳能充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微弱光充电系统和一种太阳能充电系统。所述微弱光充电系统，包括：光伏组件、组态开关、蓄电池和控制装置；所述光伏组件、所述组态开关和所述蓄电池构成串联回路，形成微弱光充电电路；所述光伏组件用于将微弱光转换为电能，使所述光伏组件具有充电电压；所述控制装置与所述组态开关连接；所述控制装置用于控制所述组态开关以预设频率进行断开和闭合，使所述微弱光充电电路产生间歇脉冲，利用所述间歇脉冲对所述蓄电池进行充电，可以提高太阳能充电的效率。

Description

一种微弱光充电系统和太阳能充电系统

技术领域

本发明涉及太阳能充电技术领域，具体涉及一种微弱光充电系统和太阳能充电系统。

背景技术

能源一直以来都是人类赖以生存和发展的基础，是社会经济可持续发展的重要物质保障。能源的储量正日趋枯竭，能源需求、环境保护和社会发展的巨大压力使大力开发太阳能资源变得尤为重要。太阳能作为一种可再生能源，它洁净无污染，可持续利用，有着广阔的应用前景，光伏发电技术也越来越受到人们的关注。

现在，太阳能充电技术大多是在太阳光较强的时候才能对蓄电池进行充电，当遇到阴雨天，太阳光较弱时，则无法利用太阳能进行充电，因此，太阳能的利用率较低。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种微弱光充电系统和太阳能充电系统，可以利用微弱的太阳光进行充电，能够提高太阳能的利用率。

第一方面，本发明提供的一种微弱光充电系统，包括：

光伏组件、组态开关、蓄电池和控制装置；

所述光伏组件、所述组态开关和所述蓄电池构成串联回路，形成微弱光充电电路；

所述光伏组件用于将微弱光转换为电能，使所述光伏组件具有充电电压；

所述控制装置与所述组态开关连接；

所述控制装置用于控制所述组态开关以预设频率进行断开和闭合，使所述微弱光充电电路产生间歇脉冲，利用所述间歇脉冲对所述蓄电池进行充电。

可选的，所述控制装置采用单片机、DSP芯片或FPGA芯片。

可选的，所述系统，包括：过充保护电路。

可选的，所述系统，还包括：温度传感器；

所述温度传感器设置在所述蓄电池上，并与所述控制装置连接；

所述温度传感器用于检测所述蓄电池的实时温度，并将所述实时温度发送给所述控制装置。

可选的，所述系统，还包括：至少一个电池加热片；

所述电池加热片贴合在所述蓄电池的外壳上；

所述电池加热片与所述控制装置连接；

所述电池加热片用于接收所述控制装置根据所述实时温度发送的驱动信号，并根据所述驱动信号对所述蓄电池进行加热。

第二方面，本发明提供的一种太阳能充电系统，包括：微弱光充电系统和太阳能控制器；

所述太阳能控制器与所述光伏组件和所述蓄电池构成串联回路，形成强光充电电路；

所述太阳能控制器用于控制所述光伏组件利用强光给所述蓄电池进行充电；

所述控制装置与所述太阳能控制器连接；

所述控制装置用于控制所述太阳能控制器和所述组态开关的工作状态，使所述光伏组件在利用强光充电和微弱光充电之间进行切换。

可选的，所述系统，还包括：电压检测装置；

所述电压检测装置与所述蓄电池并联连接；所述电压检测装置与所述控制装置连接；

所述电压检测装置用于检测所述蓄电池两端的闭路电压，并将所述闭路电压发送给所述控制装置。

可选的，所述控制装置用于控制所述太阳能控制器和所述组态开关的工作状态，使所述光伏组件在利用强光充电和微弱光充电之间进行切换，包括：

当所述控制装置判断所述闭路电压大于预设阈值时，所述控制装置控制所述组态开关断开，并控制所述太阳能控制器进行工作，使所述光伏组件利用强光进行充电；

当所述控制装置判断所述闭路电压不大于预设阈值时，所述控制装置控制所述太阳能控制器停止工作，并控制所述组态开关进行工作，使所述光伏组件利用微弱光进行充电。

可选的，所述控制装置根据所述闭路电压调节所述预设频率。

可选的，所述太阳能控制器采用最大功率点追踪太阳能控制器。

由以上技术方案可知，本发明提供一种微弱光充电系统，包括：光伏组件、组态开关、蓄电池和控制装置；所述光伏组件、所述组态开关和所述蓄电池构成串联回路，形成微弱光充电电路；所述光伏组件用于将微弱光转换为电能，使所述光伏组件具有充电电压；所述控制装置与所述组态开关连接；所述控制装置用于控制所述组态开关以预设频率进行断开和闭合，使所述微弱光充电电路产生间歇脉冲，利用所述间歇脉冲对所述蓄电池进行充电。

通过所述光伏组件，可以将微弱光转换为电能，进而使光伏组件具有充电电压，通过所述控制装置控制所述组态开关以预设频率进行断开和闭合，能够使蓄电池两端在开路和闭路时形成不同的电压，进而使微弱光充电电路中形成间歇脉冲，可以利用所述间歇脉冲给所述蓄电池进行充电，这样，就能够实现在太阳光微弱时对蓄电池进行充电的功能，能够提高太阳能的利用率。

本发明提供的一种太阳能充电系统，与上述微弱光充电系统出于相同的发明构思，具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本发明第一实施例提供一种微弱光充电系统的示意图；

图2示出了本发明第二实施例提供一种太阳能充电系统的示意图；

图3示出了本发明第二实施例提供一种过充保护电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

本发明提供了一种微弱光充电系统和一种太阳能充电系统。下面结合附图对本发明的实施例进行说明。

图1示出了本发明第一实施例所提供的一种微弱光充电系统的示意图。如图1所示，本发明第一实施例提供的一种微弱光充电系统，包括：光伏组件102、组态开关103、蓄电池104和控制装置101；

所述光伏组件102、所述组态开关103和所述蓄电池104构成串联回路，形成微弱光充电电路；所述光伏组件102用于将微弱光转换为电能，使所述光伏组件102具有充电电压；所述控制装置101与所述组态开关103连接；所述控制装置101用于控制所述组态开关103以预设频率进行断开和闭合，使所述微弱光充电电路产生间歇脉冲，利用所述间歇脉冲对所述蓄电池104进行充电。

其中，所述微弱光是指微弱的太阳光。

其中，所述控制装置101是控制所述组态开关103以预设频率不断地进行断开和闭合。

其中，所述蓄电池104可以作为被充电的电池，也可以作为电源，为用电器供电。所述光伏组件102的输出端与所述组态开关103的第一端连接，所述组态开关103的第二端与所述蓄电池104作为被充电电池时的输入端连接，所述蓄电池104作为被充电电池时的输出端与所述光伏组件102的输入端连接，三者能够形成一个充电的闭合回路。

当所述光伏组件102吸收的太阳光为微弱光时，所述光伏组件102就可以将所述微弱光转换为电能，使所述光伏组件102具有充电电压，由于光能较低，因此，所述充电电压较小，无法直接给所述蓄电池104进行充电，所以本发明通过间歇脉冲对蓄电池104进行充电。

通过所述光伏组件102，可以将微弱光转换为电能，进而使光伏组件102具有充电电压，通过所述控制装置101可以控制所述组态开关103以预设频率进行断开和闭合，当所述组态开关103断开时，所述微弱光充电电路为开路，开路电压为所述充电电压；当所述组态开关103闭合时，所述蓄电池104两端具有闭合电压，所述闭合电压即对蓄电池104充电的实际电压，由于在充电过程中，有能量的损耗，因此，所述充电电压并不等于所述闭合电压。

当所述光伏组件102吸收的太阳光为微弱光时，由于所述充电电压较小，电路的电量损耗，即使充电电压大于所述闭合电压，也无法直接给所述蓄电池104进行充电。

当组态开关103以预设频率进行断开和闭合时，就会使所述开路电压和所述闭路电压以所述频率进行交替，使所述充电电路中形成间歇脉冲，进而，可以利用所述间歇脉冲给所述蓄电池104进行充电，这样，就能够实现在太阳光微弱时对蓄电池104进行充电的功能。

其中，所述间歇脉冲是指间歇脉冲电压。

其中，所述控制装置101可以采用单片机、DSP芯片或FPGA芯片。

其中，所述组态开关103可以采用光电开关。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述系统，可以包括：过充保护电路。

通过所述过充保护电路，可以避免在自然光不稳定的环境下对所述蓄电池104过量充电而损坏蓄电池104。

当自然光不稳定时，就会形成不稳定的间歇脉冲电压，若间歇脉冲电压的高电压过高，就会损坏蓄电池104。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述系统，可以包括：防反接保护电路。通过所述防反接保护电路，可以保护电路在反向连接或错误连接时不被烧毁。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述系统，可以包括：温度补偿电路。

通过所述温度补偿电路，可以调节所述控制装置101的温度，使所述控制装置101在高温、高冷环境下保持良好的工作状态。

所述系统，可以包括：短路保护电路。

通过所述短路保护电路，可以保护电路在短路时不被烧毁。

在本实施例中，所述蓄电池104可以为用电器充电。当所述蓄电池104作为电源充电时，所述控制装置101可以包括：过放保护电路、过载保护电路等。其中，短路保护电路也可以用于蓄电池104放电的过程。

其中，所述过充保护电路、所述防反接保护电路、所述温度补偿电路、所述过放保护电路、所述过载保护电路、所述短路保护电路等都可以集成在所述控制装置101上。

其中，本领域中的任意一种过充保护电路、防反接保护电路、温度补偿电路、过放保护电路、过载保护电路、短路保护电路等都适用。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述系统，还包括：温度传感器；所述温度传感器设置在所述蓄电池上，并与所述控制装置连接；所述温度传感器用于检测所述蓄电池的实时温度，并将所述实时温度发送给所述控制装置。这样，可以实时监控所述蓄电池的温度。

所述系统，还包括：至少一个电池加热片；所述电池加热片贴合在所述蓄电池的外壳上；所述电池加热片与所述控制装置连接；所述电池加热片用于接收所述控制装置根据所述实时温度发送的驱动信号，并根据所述驱动信号对所述蓄电池进行加热。

当所述控制装置检测到所述实时温度小于预设温度时，所述控制装置向所述电池加热片发送驱动信号，所述电池加热片可以根据所述驱动信号对所述蓄电池进行加热。优选的，所述预设温度为-10℃--20℃。所述控制装置可以根据系统周围的环境选择合适的预设温度，由于蓄电池在低温时，充电较困难，因此，采用这种方式可以使蓄电池更容易充电，进而提高太阳能的利用率。

在本发明中，所述系统，还可以包括：无线通信模块。所述无线通信模块与所述控制装置101连接。

所述控制装置101可以通过所述无线通信模块向用户的智能终端发送微弱光充电系统的工作情况，使用户及时了解微弱光充电系统的工作情况。其中，所述工作情况，可以包括：蓄电池104当前的电量、间歇脉冲的频率、控制装置101的温度等。

所述控制装置101可以通过无线通信模块接收用户的智能终端发送的控制指令，所述控制指令，可以包括：停止充电指令、更改预设频率指令等。控制装置101可以根据控制指令进行相应的操作。这样，可以使用户通过无线通信模块来控制太阳能充电系统的运行状态，能够实现远程操控的功能。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述光伏组件，包括：多个光伏电池板。

其中，多个光伏电池板可以并联连接，也可以串联连接，也可以同时有串联和并联，形成复合型的光伏组件。各个光伏电池之间的连接有可控开关，所述可控开关与所述控制装置连接，所述控制装置可以通过控制可控开关的闭合或断开，来控制各光伏电池之间的是串联还是并联。

基于本发明第一实施例提供的一种微弱光充电系统，本发明还提供了一种太阳能充电系统。请参考图2，图2示出了本发明第二实施例提供一种太阳能充电系统的示意图。所述太阳能充电系统与现有技术的区别主要在于可以利用微弱光进行充电，因此，相关之处可参照上述微弱光充电系统的实施例说明进行理解，此处不再赘述。

本发明第二实施例提供的一种太阳能充电系统，包括：微弱光充电系统和太阳能控制器105；所述太阳能控制器105与所述光伏组件102和所述蓄电池104构成串联回路，形成强光充电电路；所述太阳能控制器105用于控制所述光伏组件102利用强光给所述蓄电池104进行充电；所述控制装置101与所述太阳能控制器105连接；所述控制装置101用于控制所述太阳能控制器105和所述组态开关103的工作状态，使所述光伏组件102在利用强光充电和微弱光充电之间进行切换。

其中，所述强光是指强烈的太阳光。

当所述太阳能控制器105处于工作状态，则所述光伏组件102、所述太阳能控制器105和所述蓄电池104可以形成充电的闭合回路。

当所述组态开关103闭合时，所述太阳能控制器105处于停止工作的状态；当所述组态开关103断开时，所述太阳能控制器105处于正常工作状态。当所述太阳能控制处于工作状态时，所述光伏组件102可以利用强光对蓄电池104进行充电。其中，所述控制装置101可以用来控制所述组态开关103和所述太阳能控制器105的工作状态，进而，可以使光伏组件102在利用强光充电和微弱光充电之间进行切换。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述系统，还包括：电压检测装置106；所述电压检测装置106与所述蓄电池104并联连接；所述电压检测装置106与所述控制装置101连接；所述电压检测装置106用于检测蓄电池104两端的闭路电压，并将所述闭路电压发送给所述控制装置101。

其中，所述电压检测装置106可以采用电压传感器。

电压检测装置106可以用来检测蓄电池104两端的闭路电压，也可以用来检测微弱光充电电路和强光充电电路的开路电压。通过对蓄电池104两端的闭路电压进行检测，可以判断蓄电池104是否已经充满了电。

当所述电压检测装置106检测完所述闭路电压时，会将所述闭路电压发送给所述控制装置101，所述控制装置101可以判断所述闭路电压是否大于预设阈值。

当所述控制装置101判断所述闭路电压大于预设阈值时，所述控制装置101能够控制所述太阳能控制器105进行工作，同时，所述控制装置101能够控制所述组态开关103断开，这样，就可以使所述光伏组件102利用强光对蓄电池104进行充电。

当所述控制装置101判断所述闭路电压不大于预设阈值时，所述控制装置101能够控制所述太阳能控制器105停止工作，同时，所述控制装置101能够控制所述组态开关103以预设频率不断地进行断开和闭合，这样，就可以使所述光伏组件102利用微弱光对蓄电池104进行充电。

例如，当对饱和电压为12V的蓄电池104进行充电时，所述预设阈值可以取为13V，当电压检测装置106检测到闭路电压大于13V时，所述控制装置101可以控制所述太阳能控制器105进行工作，并断开组态开关103，利用强光对蓄电池104进行充电；当电压检测装置106检测到闭路电压不大于13V时，所述控制装置101可以控制所述太阳能控制器105停止工作，并控制组态开关103以预设频率不断地进行断开和闭合，利用微弱光对蓄电池104进行充电。

通过利用本实施例中的太阳能充电系统对蓄电池104进行充电，可以实现微弱光充电和强光充电互相切换的双重模式充电方式，可以在太阳光较弱时，利用微弱光进行充电，可以在太阳光较强烈时，利用强光进行充电。可以提高太阳能充电的效率，能够增加充电量。

例如，在阴天，也可以利用太阳能进行充电，能够充分利用太阳能资源。

在本发明提供的一个具体实施中，所述控制装置根据所述闭路电压调节所述预设频率。

所述控制装置101内置有存储器。所述存储器中存储有预设频率和预设阈值，控制装置101可以从所述存储器中调取所述预设频率，并根据所述预设频率控制所述组态开关103；控制装置101可以从存储器中调取预设阈值，并根据所述预设阈值切换太阳能充电系统的充电模式。

当所述太阳能充电系统启动微弱光充电电路进行充电时，所述控制装置101可以根据电压检测装置106检测的闭路电压判断组态开关103的断开和闭合频率是否合适，若不合适，则调节组态开关103的预设频率，进而提高太阳光充电的效率。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述太阳能控制器105采用最大功率点追踪太阳能控制器105。

所述太阳能控制器105可以采用最大功率点追踪太阳能控制器105，这样，能够充分利用最大功率跟踪点对蓄电池104进行充电，确保能够从光伏电板获取最大的能量。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述控制装置101采用单片机、DSP芯片或FPGA芯片。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述系统，包括：过充保护电路。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述系统，包括：防反接保护电路。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述系统，包括：温度补偿电路。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述组态开关103采用光电开关。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述系统，还包括：温度传感器；所述温度传感器设置在所述蓄电池上，并与所述控制装置连接；所述温度传感器用于检测所述蓄电池的实时温度，并将所述实时温度发送给所述控制装置。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述系统，还包括：至少一个电池加热片；所述电池加热片贴合在所述蓄电池的外壳上；所述电池加热片与所述控制装置连接；所述电池加热片用于接收所述控制装置根据所述实时温度发送的驱动信号，并根据所述驱动信号对所述蓄电池进行加热。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述控制装置101采用工业级芯片，所述电压检测装置106、所述组态开关103和所述控制装置101可以用合成树脂密封封装，这样，所述太阳能充电系统就能够在潮湿、空气污染等恶劣环境下运行自如。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述控制装置101安装有至少两个指示灯。

优选地，所述控制装置101安装有三个指示灯，当所述控制装置101控制所述太阳能控制器105工作，控制所述组态开关103断开时，第一指示灯亮，第二指示灯和第三指示灯不亮；当所述控制装置101控制所述太阳能控制器105停止工作，控制所述组态开关103工作时，第二指示灯亮，第一指示灯和第三指示灯不亮；当光伏组件102在对蓄电池104进行充电时，第三指示灯亮，第一指示灯和第二指示灯不亮；当蓄电池104充满电，光伏组件102停止对蓄电池104进行充电时，三个指示灯都不亮。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述太阳能充电系统，包括：无线通信模块；所述无线通信模块与所述控制装置101连接。

所述控制装置101可以通过所述无线通信模块向用户的智能终端发送太阳能充电系统的工作情况，使用户及时了解太阳能充电系统的工作情况。其中，所述工作情况，可以包括：当前使用的充电模式、蓄电池104当前的电量、间歇脉冲的频率、控制装置101的温度等。

所述控制装置101可以通过无线通信模块接收用户的智能终端发送的控制指令，所述控制指令，可以包括：启动强光充电模式指令、启动微弱光充电模式指令、停止充电指令、更改预设频率指令、更改预设阈值指令等。控制装置101可以根据控制指令进行相应的操作。可以使用户通过无线通信模块来控制太阳能充电系统的运行状态，能够实现远程操控的功能。

例如，控制装置101通过无线通信模块接收到了智能终端发送的预设阈值更改指令，所述更改指令为：将预设阈值13V改为15V，控制装置101可以根据所述更改指令将预设阈值重新设置为15V，这样，当电压检测装置106检测到闭合电压大于15V时，所述控制装置101能够控制所述太阳能控制器105进行工作，同时，所述控制装置101能够控制所述组态开关103断开，使所述光伏组件102利用强光对蓄电池104进行充电。当所述闭路电压不大于15V时，所述控制装置101控制所述太阳能控制器105停止工作，同时，所述控制装置101控制所述组态开关103以预设频率不断地进行断开和闭合，使所述光伏组件102利用微弱光对蓄电池104进行充电。

在本发明中，所述光伏组件102安装有聚光器和太阳能跟踪控制器。

所述太阳能跟踪控制器与所述控制装置101连接。所述太阳能跟踪控制器根据所述控制装置101发送的控制指令调节跟踪太阳照射光伏组件102的最佳角度。

其中，所述聚光器可以汇聚太阳能光，提高太阳能光伏组件102的发电效率。所述聚光器，包括：点聚焦聚光器、线聚焦聚光器、复合聚光器、聚光比调节器等。

在使用微弱光充电时，当电压检测装置106检测的电压低与正常工作电压时，控制装置101启动太阳能跟踪控制器，太阳能跟踪控制器可将保持太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板，进而提高太阳能光伏组件102的发电效率。

在利用强光充电时，控制装置101也可以控制所述太阳能跟踪控制器工作。

本发明可以应用于常年阴雨及雾气笼罩的地方，有效地解决了传统太阳能在阴、雨、雾及阳光不充裕的环境中不能充电的问题，大大提高了太阳能的利用率。

下面介绍一种过充保护电路，如图3所示。

在本发明提供的一个具体实施例中，所述过充保护电路，包括：第一电阻R1、第一三极管VT1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二三极管VT2、第三三极管VT3、单向二极管D1、稳压二极管Z1、第一充电电容C1和第二充电电容C2；所述光伏组件102的正极S+连接在所述第一三极管VT1的发射极上，所述第一三极管VT1的集电极连接在蓄电池104的正极BAT+上，所述第一三极管VT1的基极通过第五电阻R5连接在第三三极管VT3的集电极上，所述第三三极管VT3的发射极接地，所述第三三极管VT3的基极连接在所述第二三极管VT2的集电极上，所述第二三极管VT 2的集电极通过第三电阻R3连接在所述光伏组件102的正极S+上，所述第二三极管VT2的发射极接地，所述第二三极管VT2的基极通过第二电阻R2与第四电阻R4串联电路后接地，所述第一电阻R1、单向二极管D1和稳压二极管Z1串联，且第一电阻R1的一端连接在光伏组件102的正极S+，另一端连接在单向二极管D1的正极上，所述稳压二极管Z1的负极连接在单向二极管D1的负极上、稳压二极管Z1的正极连接在第二电阻R2与第四电阻R4的连接点上，所述第一充电电电容C1与第二充电电容C2相并联且正极连接在单向二极管D1的正极上、负极接地。

其中，图3中的S+表示光伏组件102充电的正极；S-表示光伏组件102充电的负极；BAT+表示蓄电池104的正极；BAT-表示蓄电池104的负极；GN表示接地。

其中，所述第一三极管VT1为PNP型三极管。所述第二三极管VT2和第三三极管VT3为NPN型三极管。

光伏组件102输出空载时电压较高，当给电池充电瞬间，光伏组件102先通过R1给电解电容C1,C2充电，电压由低慢慢上升，使稳压管开始瞬间无法立刻导通，三极管VT2截止，同时通过R3提供基极电流导通三极管VT3,此时，三极管VT1同时导通并通过三极管VT1对蓄电池104充电，光伏组件102电压瞬间拉低到接近电池电压。

蓄电池104处于充电状态时，稳压二极管Z1无法导通，随着充电时间的增加，蓄电池104电压也随着增加，光伏组件102的输出电压也随着增加。

当蓄电池104充满时，蓄电池104电压达到预设值时，稳压二极管Z1导通，通过R2提供基极电流，导通三极管VT2，同时使三极管VT3,VT1截止，蓄电池104停止充电，达到过充保护功能。可有效的解决传统技术中光伏组件102不能延时过充保护的不足，适用性强且实用性好。

以上，为本发明第二实施例提供的太阳能充电系统的实施例说明。

本发明提供的一种微弱光充电系统与上述太阳能充电系统中的微弱光充电部分出于相同的发明构思，具有相同的有益效果，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种微弱光充电系统，其特征在于，包括：光伏组件、组态开关、蓄电池、控制装置和过充保护电路；

所述光伏组件、所述组态开关和所述蓄电池构成串联回路，形成微弱光充电电路；

所述光伏组件用于将微弱光转换为电能，使所述光伏组件具有充电电压；

所述控制装置与所述组态开关连接；

所述控制装置用于控制所述组态开关以预设频率进行断开和闭合，使所述微弱光充电电路产生间歇脉冲，利用所述间歇脉冲对所述蓄电池进行充电；

所述过充保护电路，包括：第一电阻R1、第一三极管VT1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二三极管VT2、第三三极管VT3、单向二极管D1、稳压二极管Z1、第一充电电容C1和第二充电电容C2；所述光伏组件的正极S+连接在所述第一三极管VT1的发射极上，所述第一三极管VT1的集电极连接在蓄电池的正极BAT+上，所述第一三极管VT1的基极通过第五电阻R5连接在第三三极管VT3的集电极上，所述第三三极管VT3的发射极接地，所述第三三极管VT3的基极连接在所述第二三极管VT2的集电极上，所述第二三极管VT2的集电极通过第三电阻R3连接在所述光伏组件的正极S+上，所述第二三极管VT2的发射极接地，所述第二三极管VT2的基极通过第二电阻R2与第四电阻R4串联电路后接地，所述第一电阻R1、单向二极管D1和稳压二极管Z1串联，且第一电阻R1的一端连接在光伏组件的正极S+，另一端连接在单向二极管D1的正极上，所述稳压二极管Z1的负极连接在单向二极管D1的负极上、稳压二极管Z1的正极连接在第二电阻R2与第四电阻R4的连接点上，所述第一充电电电容C1与第二充电电容C2相并联且正极连接在单向二极管D1的正极上、负极接地；

光伏组件输出空载时电压较高，当给电池充电瞬间，光伏组件先通过第一电阻R1给第一充电电容C1，第二充电电容C2充电，电压由低慢慢上升，使稳压二极管Z1开始瞬间无法立刻导通，第二三极管VT2截止，同时通过第三电阻R3提供基极电流导通第三三极管VT3，此时，第一三极管VT1同时导通并通过第一三极管VT1对蓄电池充电，光伏组件电压瞬间拉低到接近电池电压；

蓄电池处于充电状态时，稳压二极管Z1无法导通，随着充电时间的增加，蓄电池电压也随着增加，光伏组件的输出电压也随着增加；

当蓄电池充满时，蓄电池电压达到预设值时，稳压二极管Z1导通，通过第二电阻R2提供基极电流，导通第二三极管VT2，同时使第三三极管VT3和第一三极管VT1截止，蓄电池停止充电，达到过充保护功能；

还包括：温度传感器；

所述温度传感器设置在所述蓄电池上，并与所述控制装置连接；

所述温度传感器用于检测所述蓄电池的实时温度，并将所述实时温度发送给所述控制装置；

还包括：至少一个电池加热片；

所述电池加热片贴合在所述蓄电池的外壳上；

所述电池加热片与所述控制装置连接；

所述电池加热片用于接收所述控制装置根据所述实时温度发送的驱动信号，并根据所述驱动信号对所述蓄电池进行加热；

当所述控制装置检测到所述实时温度小于预设温度时，所述控制装置向所述电池加热片发送驱动信号，所述电池加热片根据所述驱动信号对所述蓄电池进行加热；

还包括：无线通信模块，所述无线通信模块与所述控制装置连接；

所述控制装置通过所述无线通信模块向用户的智能终端发送微弱光充电系统的工作情况，使用户及时了解微弱光充电系统的工作情况；其中，所述工作情况包括：蓄电池当前的电量、间歇脉冲的频率、控制装置的温度；

所述控制装置通过无线通信模块接收用户的智能终端发送的控制指令，所述控制指令包括：停止充电指令、更改预设频率指令，所述控制装置根据控制指令进行相应的操作。

2.根据权利要求1所述的微弱光充电系统，其特征在于，所述控制装置采用单片机、DSP芯片或FPGA芯片。

3.一种太阳能充电系统，其特征在于，包括：太阳能控制器和如权利要求1到2任一项所述的微弱光充电系统；

所述太阳能控制器与所述光伏组件和所述蓄电池构成串联回路，形成强光充电电路；

所述太阳能控制器用于控制所述光伏组件利用强光给所述蓄电池进行充电；

所述控制装置与所述太阳能控制器连接；

所述控制装置用于控制所述太阳能控制器和所述组态开关的工作状态，使所述光伏组件在利用强光充电和微弱光充电之间进行切换。

4.根据权利要求3所述的太阳能充电系统，其特征在于，所述微弱光充电系统，还包括：电压检测装置；

所述电压检测装置与所述蓄电池并联连接；所述电压检测装置与所述控制装置连接；

所述电压检测装置用于检测所述蓄电池两端的闭路电压，并将所述闭路电压发送给所述控制装置。

5.根据权利要求4所述的太阳能充电系统，其特征在于，所述控制装置用于控制所述太阳能控制器和所述组态开关的工作状态，使所述光伏组件在利用强光充电和微弱光充电之间进行切换，包括：

当所述控制装置判断所述闭路电压大于预设阈值时，所述控制装置控制所述组态开关断开，并控制所述太阳能控制器进行工作，使所述光伏组件利用强光进行充电；

当所述控制装置判断所述闭路电压不大于预设阈值时，所述控制装置控制所述太阳能控制器停止工作，并控制所述组态开关进行工作，使所述光伏组件利用微弱光进行充电。

6.根据权利要求4所述的太阳能充电系统，其特征在于，所述控制装置根据所述闭路电压调节所述预设频率。

7.根据权利要求3所述的太阳能充电系统，其特征在于，所述太阳能控制器采用最大功率点追踪太阳能控制器。

Images