CN110768353A - 一种双路供电的太阳能供电装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双路供电的太阳能供电装置，包括太阳能板、太阳能充电管理电路模块、锂电池、电压判断选择电路模块、第二DC‑DC输出电路模块、超级电容和第一DC‑DC输出电路模块；所述太阳能板与太阳能充电管理电路模块和第二DC‑DC输出电路模块分别连接；所述太阳能充电管理电路模块、锂电池、电压判断选择电路模块和第一DC‑DC输出电路模块依次连接；所述第二DC‑DC电路模块、超级电容、电压判断选择电路模块和第一DC‑DC输出电路模块依次连接；实现双路供电。本发明实现双路供电，能有效减少三元锂电池的充放电电次数，增加寿命，并提高太阳能充电的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能供电领域，具体涉及一种双路供电的太阳能供电装置及其控制方法。
背景技术
常规太阳能供电方案的输出是通过电池来直接供电，当电池充满时，太阳能是无法直接给后端负载供电，太阳能充电控制器一般都是将太阳能输入截止，由电池供电，当电池电压低于阈值时，控制器再启动太阳能充电装置，一边充电一边给后端负载供电，这种方案将大大增加电池充放电次数，减少了电池寿命；而且太阳能的利用率较低；往往是电池在一边充电一边放电，当太阳能板无法供电时，电池的储能已经释放掉部分了。而且在太阳能充电的时候，电池一直在进行电化学反应。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双路供电的太阳能供电装置及其控制方法，能有效减少三元锂电池的充放电电次数，增加寿命，并提高太阳能充电的利用率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种双路供电的太阳能供电装置，其特征在于，包括太阳能板、太阳能充电管理电路模块、锂电池、电压判断选择电路模块、第二DC-DC输出电路模块、超级电容和第一DC-DC输出电路模块；所述太阳能板与太阳能充电管理电路模块和第二DC-DC输出电路模块分别连接；所述太阳能充电管理电路模块、锂电池、电压判断选择电路模块和第一DC-DC输出电路模块依次连接；所述第二DC-DC电路模块、超级电容、电压判断选择电路模块和第一DC-DC输出电路模块依次连接；实现双路供电。
进一步的，所述太阳能充电管理电路模块采用的控制芯片为CN3722。
进一步的，第二DC-DC电路模块芯片采用LM2576-ADJ。
一种双路供电的太阳能供电装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1:太阳能充电管理电路模块实时检测太阳能板输入情况；
步骤S2:当太阳能板输入正常的情况下，使用太阳能充放电管理芯片进行充电控制；
步骤S3: 当太阳能板输入正常的情况下，第二DC-DC输出电路模块给超级电容供电，同时给负载供电；
步骤S4:当太阳能输入截止或者电压波动比较明显时，通过超级电容给负载供电;
步骤S5:若没有太阳能输入时，且第二路超级电容电压低于设定阈值时，使用第一路锂电池供电；
步骤S6:当两路输出电压均高于各自的阈值时，则通过电压判断选择电路模块进行输出电压检测判断，当第二路输出电压大于预设值时，MOS管电路关闭，截止第一路电池的输出，由第二路输出；当第二路输出电压小于预设值时，MOS管电路导通，由第一路电池输出；当运放故障时，输出高阻态，MOS管电路导通，默认开启第一路电池输出。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明减少三元锂电池的充放电电次数，增加寿命；
2、本发明提高太阳能充电的利用率；当光线充足时，太阳能不但可以直接给电池充电，还能直接不经过电池给负载供电。
3、本发明使用单运放电路搭建的简单智能管理控制电路；只需简单运放电路和MOS管组合，无需单片机控制和程序的编写，硬件成本低廉。
附图说明
图1是本发明一实施例中太阳能供充电双路高效率供电方案框架图；
图2是本发明一实施例中太阳能与电池充放电管理电路；
图3是本发明一实施例中太阳能与超级电容充放电管理电路；
图4是本发明一实施例中电压判断选择电路；
图5是本发明一实施例中MOS管开关电路。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1，本发明提供一种双路供电的太阳能供电装置，包括太阳能板、太阳能充电管理电路模块、锂电池、电压判断选择电路模块、第二DC-DC输出电路模块（10.6V）、超级电容和第一DC-DC输出电路模块（5.0V）；所述太阳能板与太阳能充电管理电路模块和DC-DC电路模块分别连接；
优选的，第一路为太阳能充电管理电路模块、锂电池、电压判断选择电路模块和第一DC-DC输出电路模块（5.0V）依次连接，第二路为第二DC-DC输出电路模块（10.6V）、超级电容模块、电压判断选择电路模块和第一DC-DC输出电路模块（5.0V）依次连接；常规使用太阳能充放电管理芯片进行充电控制，当没有太阳能输入时，且第二路超级电容电压低于设定阈值时，使用第一路（电池）供电；太阳能输入为12V~18V，输出电压为8.4V，匹配2串联的三元锂电池，电池输出电压为8.4~6.6V，电池容量不小于20Ah；
如图2所示，在本实施例中，太阳能与电池充放电管理电路，使用的控制芯片为CN3722，其中R5和R14阻值搭配可以配置太阳能充电起始电压值；这里配置为12V。其中R6和R17阻值搭配，芯片BAT脚电压输出为8.4V；
如图3所示，第二路使用DC-DC芯片LM2576-ADJ控制，输出10.6V给超级电容充电，通过超级电容给后端负载供电；太阳能输入为12~18V，超级电容的参数为最大电压不小于10.8V；容值不小于117F；在没有充电时，超级电容输出电压为6.6V~10.6V；实际过程中，当太阳能电压大于12V电流超过0.1A以上，可以一边给超级电容充电一边给负载供电。由于超级电容的充放电寿命可以达到十万次级别以上，因此频繁的充放电对超级电容的寿命没有影响。
当太阳能输入截止或者电压波动比较明显时，通过超级电容给负载供电，通过公式 C*Δv- I*C*R =I*t；预计输出电流为0.1A；当忽略超级电容内阻时，估算出放电时间可以达到78分钟；实测在60分钟以上；因此，当太阳能截止时，超级电容还可以给负载供电一个小时以上。
如图4所示，两路供电通过电压判断选择电路模块进行输出电压检测判断，当第二路输出电压大于6.6V时，比较器输出高电平，见图4，控制MOS管电路的通断，来截止第一路电池的输出；当第二路输出电压小于6.6V时，控制比较器输出低电平，导通第一路电池的输出；当运放故障时，输出高阻态，MOS管电路导通，默认开启第一路电池输出；
优选的，MOS管电路如图5所示，当输入控制脚（V-BAT-SW）为低电平时，V-BAT到V-OUT电路导通；当输入控制脚为高电平时，V-BAT到V-OUT电路截止；LED D10亮表示该电路导通且有输出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种双路供电的太阳能供电装置，其特征在于，包括太阳能板、太阳能充电管理电路模块、锂电池、电压判断选择电路模块、第二DC-DC输出电路模块、超级电容和第一DC-DC输出电路模块；所述太阳能板与太阳能充电管理电路模块和第二DC-DC输出电路模块分别连接；所述太阳能充电管理电路模块、锂电池、电压判断选择电路模块和第一DC-DC输出电路模块依次连接；所述第二DC-DC电路模块、超级电容、电压判断选择电路模块和第一DC-DC输出电路模块依次连接；实现双路供电。
2.根据权利要求1所述的一种双路供电的太阳能供电装置，其特征在于：所述太阳能充电管理电路模块采用的控制芯片为CN3722。
3.根据权利要求1所述的一种双路供电的太阳能供电装置，其特征在于：所述第二DC-DC电路模块芯片采用LM2576-ADJ。
4.根据权利要求1所述的一种双路供电的太阳能供电装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1:太阳能充电管理电路模块实时检测太阳能板输入情况；
步骤S2:当太阳能板输入正常的情况下，使用太阳能充放电管理芯片进行充电控制；
步骤S3: 当太阳能板输入正常的情况下，第二DC-DC输出电路模块给超级电容供电，同时给负载供电；
步骤S4:当太阳能输入截止或者电压波动比较明显时，通过超级电容给负载供电;
步骤S5:若没有太阳能输入时，且第二路超级电容电压低于设定阈值时，使用第一路锂电池供电；
步骤S6:当两路同时供电时，则通过电压判断选择电路模块进行输出电压检测判断，当第二路输出电压大于预设值时，截止第一路电池的输出；当第二路输出电压小于预设值时，导通第一路电池的输出；当运放故障时，输出高阻态，MOS管电路导通，默认开启第一路电池输出。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103139936A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-06-05 | 西北农林科技大学 | 能量自供给的无线传感器网络节点 |
| CN103490483A (zh) * | 2013-10-19 | 2014-01-01 | 吴春玲 | 一种太阳能手机充电器 |
| CN104184204A (zh) * | 2014-08-18 | 2014-12-03 | 无锡中科智联科技研发中心有限公司 | Wsn网关的太阳能双路供电系统 |
| CN204190690U (zh) * | 2014-09-30 | 2015-03-04 | 连云港众沃太阳能技术有限公司 | 多功能光伏发电系统的能量管理控制电路 |
| CN204669067U (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-23 | 山东信通电子股份有限公司 | 利用超级电容延长蓄电池寿命的太阳能供电装置 |
| CN109617210A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-12 | 清华大学 | 一种适用于小型负载的复合微能源系统及其能量管理方法 |
| CN110277826A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-24 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种小负载设备的太阳能供电电路及供电方法 |
-
2019
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103139936A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-06-05 | 西北农林科技大学 | 能量自供给的无线传感器网络节点 |
| CN103490483A (zh) * | 2013-10-19 | 2014-01-01 | 吴春玲 | 一种太阳能手机充电器 |
| CN104184204A (zh) * | 2014-08-18 | 2014-12-03 | 无锡中科智联科技研发中心有限公司 | Wsn网关的太阳能双路供电系统 |
| CN204190690U (zh) * | 2014-09-30 | 2015-03-04 | 连云港众沃太阳能技术有限公司 | 多功能光伏发电系统的能量管理控制电路 |
| CN204669067U (zh) * | 2015-06-15 | 2015-09-23 | 山东信通电子股份有限公司 | 利用超级电容延长蓄电池寿命的太阳能供电装置 |
| CN109617210A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-12 | 清华大学 | 一种适用于小型负载的复合微能源系统及其能量管理方法 |
| CN110277826A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-24 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种小负载设备的太阳能供电电路及供电方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王水平等: "《集成稳压器使用指南与应用电路》", 31 May 2003 * |
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