CN113013974B - 离线按键太阳能发电系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及离网光伏发电系统的领域，尤其是涉及一种离线按键太阳能发电系统，其包括太阳能板和储能电池，还包括移动端：用于注册用户和充值；服务端：通过无线网络与移动端进行数据交互，根据移动端的充值信息向移动端发送密文；设备端：用于根据移动端接收到的密文控制储能电池的充放电；其中，设备端包括控制器，控制器包括：充放电控制电路：与太阳能板和储能电池电连接，用于控制储能电池充放电；主控电路：包括主控芯片，与充放电控制电路电连接，用于识别密文并根据所述密文向充放电控制电路下发控制指令；输入电路：与主控芯片电连接，用于输入密文。本申请具有可以在离网光伏发电系统上实现太阳能电力的售卖功能的效果。

Description

离线按键太阳能发电系统
技术领域
本申请涉及离网光伏发电系统的领域，尤其是涉及一种离线按键太阳能发电系统。
背景技术
离网光伏发电系统是一种广泛引用于偏远山区、海岛、通讯基站、无电区等场所。离网光伏发电系统中包括光伏方阵，光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能充放电控制器为负载提供电源，同时为蓄电池充电；在没有光照的情况下，通过太阳能充放电控制器由蓄电池组为直流负载供电，同时蓄电池还通过逆变器将直流电逆变为交流电，为交流负载供电。
在非洲以及东南亚等相对落后的国家和地区，电力紧缺，经济较为落后，而离网光伏发电系统只能够按照整套系统的形式进行售卖，价格成本较高，尚未实现太阳能电力的售卖。
发明内容
为了在离网光伏发电系统上实现太阳能电力的售卖功能，本申请提供一种离线按键太阳能发电系统。
本申请提供的一种离线太阳能发电系统采用如下的技术方案：
一种离线按键太阳能发电系统，包括太阳能板和储能电池，还包括：移动端：用于注册用户和充值；
服务端：通过无线网络与移动端进行数据交互，并根据移动端的充值信息向移动端发送密文；
设备端：用于根据移动端接收到的所述密文控制储能电池的充放电；
其中，设备端包括控制器，所述控制器包括：
充放电控制电路：与太阳能板和储能电池电连接，用于控制储能电池充放电；
主控电路：包括主控芯片，与充放电控制电路电连接，用于识别所述密文并根据所述密文向充放电控制电路下发控制指令；
输入电路：与主控芯片电连接，用于输入所述密文。
通过采用上述技术方案，用户通过移动端进行注册和充值，服务端通过无线网络与用户端进行信息交互后，根据用户的充值金额向用户端发送密文，用户获取密文后通过输入电路在控制器上输入密文解锁设备端，主控芯片对根据密文中的充值金额计算对应的电量供应时间，控制充放电控制电路为用户供电，进而实现了在离网光伏发电系统上售卖太阳能电力的功能。
可选的，所述控制器还包括用于为主控电路供电的稳压电路，所述稳压电路的输入端与储能电池电连接。
通过采用上述技术方案，储能电池为稳压电路提供输入电源，稳压电路对输入电源进行稳压、降压以及滤波处理后为主控电路提供工作电源，稳压电路可以在储能电池的输出电压出现波动时保持稳压电路的输出电压保持稳定，提高主控电路工作电源的稳定性，进而挺提高了控制器的运行稳定性。
可选的所述控制器还包括USB输出控制电路，所述USB输出控制电路的输入端与稳压电路电连接，所述USB输出控制电路还与主控芯片电连接。
通过采用上述技术方案，在控制器上增加USB输出控制电路，使控制器可以通过USB接口的形式对外进行供电，提高了控制器接口多样性的同时增加了控制器的实用性。
可选的，所述主控芯片连接有充放电电流采样电路，所述充放电电流采样电路与充放电控制电路电连接。
通过采用上述技术方案，主控芯片通过充放电电流采样电路采集储能电池的充电电流和放电电流的模拟信号，实时监测储能电池的充电放电状态，在出现过充或过载的情况时及时控制充放电控制电路关闭充电或放电，提升控制器的运行稳定性。
可选的，所述主控芯片连接有用于采集储能电池电量和太阳能板输出电压的电压采样电路。
通过采用上述技术方案，主控芯片通过电压采样电路采集储能电池的电量和太阳能板输出电压的模拟值，实现对储能电池电量和太阳能板输出电压的实时监测，及时识别太阳板接入并进行充电，提高太阳能的利用率，在出现储能电池电量低的情况时及时断开输出，降低储能电池因过放而导致寿命降低的可能性。
可选的，所述主控芯片连接有用于实时检测PCB温度的PCB温度检测电路，所述PCB温度检测电路与稳压电路电连接。
通过采用上述技术方案，在控制内部增加PCB温度检测电路，实时检测控制内部PCB的温度，当主控芯片采集到的温度模拟值大于其内部预设的阈值时，判定当前为充电或放电导致过热情况，控制充放电控制电路关闭充电或放电工作，降低PCB过热损坏的可能性，提高控制器的运行稳定性。
可选的，所述控制器包括用于显示当前储能电池电量、充放电状态、负载连接状态和电量剩余使用天数的指示电路1109，所述指示电路1109与主控芯片电连接。
通过采用上述技术方案，在控制器上增加指示电路1109，使用户可以直观的查看到当前的储能电池电量、充放电状态以及负载连接状态，同时还可以直观的查看到当前电量剩余的使用天数。
可选的，所述充放电控制电路包括充电控制电路，所述太阳能板和储能电池均与充电控制电路相连，所述充电控制电路包括PNP三极管Q2、NPN三极管Q1、稳压二极管ZD3、场效应管VQ1和场效应管VQ3，PNP三极管Q2的基极与主控芯片的IO口相连，发射极连接稳压电路的输出端，集电极连接NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1的基极连接有电阻R7后与太阳能板负极S-相连，集电极与稳压电路的输出端相连，发射极连接稳压二极管ZD3的阳极，稳压二极管ZD3的阴极与场效应管VQ1和场效应管VQ3的栅极相连，场效应管VQ1和场效应管VQ3的源极均与稳压二极管ZD3的阳极相连，场效应管VQ1漏极连接太阳能板的负极S-，场效应管VQ3的漏极连接储能电池的负极B-。
通过采用上述技术方案，采用场效应管VQ1和场效应管VQ3串联的充电方式，经过主控芯片进行调制，实现了对储能电池的充电管理，可以提高充电效率，降低充电过程中电能的损耗。
可选的，所述充放电控制电路还包括放电控制电路，所述储能电池和所述负载均与放电控制电路相连，所述放电控制电路包括NPN三极管Q3、稳压二极管ZD4、场效应管VQ4和场效应管VQ5，NPN三极管Q3的基极连接主控芯片的IO口，集电极连接有电阻R31后与稳压电路的输出端相连，发射极连接稳压二极管ZD4的阳极并接地，NPN三极管Q3的集电极、场效应管VQ4的栅极以及场效应管VQ5的栅极均与稳压二极管ZD4的阴极相连，场效应管VQ4和场效应管VQ5的漏极相连，场效应管VQ4的源极与储能电池的负极B-相连，场效应管VQ5的源极与所述负载的负极L-相连。
通过采用上述技术方案，放电控制电路采用场效应管VQ4和场效应管VQ5串联式控制，通过主控芯片进行储能电池的放电管理，配合电压采样电路、PCB温度检测电路、充放电电流采样电路使控制器具备了欠压、过压、过温、过流等保护功能。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.用户通过移动端进行注册和充值，服务端通过无线网络与用户端进行信息交互后，根据用户的充值金额向用户端发送密文，用户获取密文后通过输入电路在控制器上输入密文解锁设备端，主控芯片对根据密文中的充值金额计算对应的电量供应时间，控制充放电控制电路为用户供电，进而实现了在离网光伏发电系统上售卖太阳能电力的功能；
2.储能电池为稳压电路提供输入电源，稳压电路对输入电源进行稳压、降压以及滤波处理后为主控电路提供工作电源，稳压电路可以在储能电池的输出电压出现波动时保持稳压电路的输出电压保持稳定，提高主控电路工作电源的稳定性，进而提高了控制器的运行稳定性；
3.采用场效应管VQ1和场效应管VQ3串联的充电方式，经过主控芯片进行调制，实现了对储能电池的充电管理，可以提高充电效率，降低充电过程中电能的损耗。
附图说明
图1是本申请实施例一种离线按键太阳能发电系统的结构框图。
图2是本申请实施例中控制器的电路结构框图。
图3是体现本申请实施例中稳压电路的电路原理图。
图4是体现本申请实施例中主控电路的电路原理图。
图5是体现本申请实施例中充放电控制电路的电路原理图。
图6是体现本申请实施例中输入电路的电路原理图。
图7是体现本申请实施例中USB输出控制电路的电路原理图。
图8是体现本申请实施例中充放电电流采样电路的电路原理图。
图9是体现本申请实施例中电压采样电路的电路原理图。
图10是体现本申请实施例中PCB温度检测电路的电路原理图。
图11是体现本申请实施例中指示电路的电路原理图。
图12是体现本申请实施例中告警电路的电路原理图。
图13是体现本申请实施例中数据存储电路的电路原理图。
附图标记说明：1、设备端；11、控制器；1101、稳压电路；1102、主控电路；1102-1、第一晶振电路；1102-2、第二晶振电路；1103、充放电控制电路；1103-1、充电控制电路；1103-2、放电控制电路；1104、输入电路；1105、USB输出控制电路；1106、充放电电流采样电路；1106-1、充电电流采样电路；1106-2、放电电流采样电路；1107、电压采样电路；1107-1、电池电压检测电路；1107-2、太阳能检测电路；1108、PCB温度检测电路；1109、指示电路； 1109-1、数码管显示电路；1109-2、状态显示电路；1110、告警电路；1111、数据存储电路；12、储能电池；13、太阳能板；2、服务端；3、移动端。
具体实施方式
以下结合附图1-13对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种离线按键太阳能发电系统。参照图1，离线按键太阳能发电系统包括设备端1、服务端2和移动端3。移动端3将与设备端1绑定的手机号码以及充值金额发送至服务端2，服务端2接收后，按照充值金额和当前日期生成密文，以短信服务或者网络形式将密文发送至移动端3，用户获取到密文后在设备端1输入密文以解锁设备端1，获取太阳能电力。
其中，设备端1包括控制器11，控制器11连接有用于存储电能的储能电池12和用于进行光电转换的太阳能板13，控制器11用于控制储能电池12充放电，并根据用户输入的密文解锁控制器11，为用户提供太阳能电力。
服务端2为服务器，服务器与移动端3通过无线网络相连，当用户在移动端3注册后，绑定对应的设备端1，服务器与移动端3通过http/https进行数据交互。
移动端3为用户所使用的手机等具有无线网络通讯功能的设备，用户注册并绑定设备后，可以在移动端3通过无线网络进行充值，移动端3与服务端2进行信息交互后，服务器向移动端3发送用于打开控制器11获取电能的密文。
参照图2，控制器11包括稳压电路1101、主控电路1102、充放电控制电路1103以及输入电路1104，其中，主控电路1102包括主控芯片。通过储能电池12或者太阳能板13为稳压电路1101提供输入电源，稳压电路1101对输入电源进行稳压、降压以及滤波处理后为主控电路1102提供工作电源，主控芯片通过充放电控制电路1103控制储能电池12的充电和放电，根据输入电路1104输入的密文通过充放电控制电路1103控制储能电池12为用户供电。
稳压电路1101，其输入端与储能电池12和太阳能板13耦接，输出端与主控电路1102耦接，用于将储能电池12和太阳能板13提供的输入电源进行稳压、降压等处理后为主控电路1102提供工作电源。
作为本发明的一个实施例方式，参照图3，稳压电路1101包括单向二极管D7、稳压二极管ZD1、稳压二极管ZD2、NPN三极管Q10、NPN三极管Q11以及稳压器U6。
单向二极管D7的阳极连接储能电池12和太阳能板13，阴极连接有滤波电容EC2，滤波电容EC2的另一端接地，单向二极管D7的阴极设置有输出点V+。
NPN三极管Q10的集电极和基极之间并联有电阻R26，NPN三极管Q10的集电极与单向二极管D7的阴极相连，NPN三极管Q10的基极与稳压二极管ZD1的阴极相连，稳压二极管ZD1的阳极接地，NPN三极管Q10的发射极连接有滤波电容EC5，滤波电容EC5的另一端接地，NPN三极管Q10的发射极啥设置有输出点Vc。
NPN三极管Q11的集电极和基极之间并联有电阻R27，NPN三极管Q11的集电极还与NPN三极管Q10的发射极相连，NPN三极管Q11的基极与稳压二极管ZD2的阴极相连，稳压二极管ZD2的阳极接地，NPN三极管Q11的发射极连接有滤波电容EC6和滤波电容C1，滤波电容EC6和滤波电容C1的另一端均接地。
稳压器U6的输入端与NPN三极管的发射极相连，稳压器U6的GND引脚接地，稳压器U6的输出端连接有滤波电容EC4和滤波电容C12，滤波电容EC4和滤波电容C12的另一端均接地，稳压器U6的输出端与主控电路1102耦接。
关于稳压电路1101的原理如下：储能电池12或太阳能板13的输出电压经过单向二极管后，输送至NPN三极管Q10的集电极，电阻R26进行基准取样，使NPN三极管Q10基极电压和集电极电压相同，稳压二极管ZD1对NPN三极管Q10基极的电压进行稳压，使NPN三极管Q10的发射极输出电压Vc。
电压Vc输送至NPN三极管Q11的集电极，电阻R27进行基准取样，使NPN三极管Q11基极电压和集电极电压相同，稳压二极管ZD2对NPN三极管Q11基极的电压进行稳压，使NPN三极管Q10的发射极为稳压器U6提供输入电压，稳压器U6在其输出端输出电源Vdd，为主控电路1102提供工作电源。
主控电路1102，耦接于充放电控制电路1103以通过充放电控制电路1103控制储能电池12的充放电，进行储能电池12的充放电管理。
作为本发明的一个实施例方式，参照图4，主控电路1102包括第一晶振电路1102-1和第二晶振电路1102-2，第一晶振电路1102-1和第二晶振电路1102-2均与主控芯片耦接。
第一晶振电路1102-1包括晶振Y1，晶振Y1的一端与主控芯片的OSC_IN端口相连，晶振Y1的另一端与主控芯片的OSC_OUT端口相连，主控芯片的OSC_IN端口连接有负载电容C16，主控芯片的OSC_OUT端口连接有负载电容C17，负载电容C16和负载电容C17的另一端均接地。
第而晶振电路包括晶振Y2，晶振Y2的一端与主控芯片的OSC32IN端口相连，晶振Y2的另一端与主控芯片的OSC32OUT端口相连，主控芯片的OSC32IN端口连接有负载电容C13，主控芯片的OSC32OUT端口连接有负载电容C11，负载电容C13和负载电容C11的另一端均接地。
关于主控电路1102的原理如下：第一晶振电路1102-1和第二晶振电路1102-2为主控芯片提供外部时钟频率输入，主控芯片对自身IO口上的模拟信号进行采集并转换为数字信号，然后根据数字信号进行判断，通过充放电电路进行储能电池12的充放电管理。
充放电控制电路1103，耦接于储能电池12和太阳能板13以根据主控芯片的指令控制太阳能板13向储能电池12充电，以及控制储能电池12的放电。
作为本发明的一个实施例方式，参照图5，充放电控制电路1103包括充电控制电路1103-1和放电控制电路1103-2，其中，太阳能板13、储能电池12以及主控芯片均与充电控制电路1103-1耦接，储能电池12、负载以及追主控芯片均与放电控制电路1103-2耦接。
充电控制电路1103-1包括PNP三极管Q2，NPN三极管Q1、场效应管VQ1、场效应管VQ3以及稳压二极管ZD3。PNP三极管Q2的集电极与稳压电路1101中的电源Vdd相连，基极连接有电阻R17和电阻R16，电阻R16的另一端与主控芯片的PWM端口耦接，电阻R17的另一端连接有二极管D4，二极管D4的阳极以电阻R17耦接，阴极与稳压电路1101中输出点V+耦接。
PNP三极管Q2的发射极连接有电阻R11，电阻R11的另一端连接有电阻R7，电阻R7的另一端连接太阳能板13的负极S-，电阻R11的另一端还与NPN三极管Q1的基极相连，NPN三极管Q1的基极和发射极之间并联有电阻R9，NPN三极管Q1的集电极连接有电阻R5和电阻R4，电阻R5的另一端与稳压电路1101中的输出点Vc相连，电阻R4的另一端连接稳压二极管ZD3的阴极，稳压二极管ZD3的阳极连接NPN三极管Q1的发射极，稳压二极管ZD3上并联有电阻C2。
场效应管VQ1的栅极和场效应管VQ3的栅极均与稳压二极管ZD3的阴极相连，场效应管VQ1的栅极和场效应管VQ3的源极相连，并与NPN三极管Q1的发射极相连。场效应管VQ1的漏极连接太阳能板13的负极，场效应管VQ3的漏极连接有电阻R20，电阻R20的另一端连接储能电池12的负极并接地，其中，场效应管VQ3的漏极和电阻R20的连接点为充电电流采样点C-。
放电控制电路1103-2包括NPN三极管Q3、稳压二极管ZD4、场效应管VQ4以及场效应管VQ5。NPN三极管Q3的基极连接有电阻R29，电阻R29的另一端连接有电阻R3，电阻R3的另一端连接负载的负极L-，电阻R29和电阻R3的连接点与主控芯片的DIS_MOS端口耦接。
NPN三极管Q3的基极和发射极之间并联有电阻R30，NPN三极管Q3的发射极接地。NPN三极管的集电极连接有电阻R28和电阻R31，电阻R31的另一端与稳压电路1101中的输出电压Vc耦接，电阻R28的另一端与稳压二极管ZD4的阴极相连，稳压二极管ZD4的阳极接地。
场效应管VQ4和场效应管VQ5的栅极均与稳压二极管ZD4和电阻R28的连接点耦接，场效应管VQ4和场效应管VQ5的漏极耦接，场效应管VQ5的源极连接有热敏电阻PTC1，热敏电阻PTC1的另一端与负载的负极L-耦接，场效应管VQ4的源极连接有电阻R1，电阻R1的另一端与储能电池12的负极B-相连并接地，其中，电阻R1与场效应管VQ4的连接点为放电电流采样点D-。
关于充放电控制电路1103的原理如下：充电控制电路1103-1中，主控芯片在PWM端口输出PWM方波信号，通过控制PNP三极管Q2和NPN三极管Q1的通断控制场效应管VQ1和场效应管VQ3的通断，进而实现太阳能板13负极S-和储能电池12负极B-的通断，进行电池充电管理。采用PWM方波充电控制，可以实现CC、CV充电，能够降低因充电方法不恰当导致电池寿命降低的可能性。
放电控制电路1103-2中，主控芯片通过在DIS_MOS端口输出高低电平，控制NPN三极管Q3的通断，进而控制场效应管VQ4和场效应管VQ5通断，实现控制储能电池12负极B-和负载负极L-的通断，进行电池放电管理。放电控制电路1103-2中设置热敏电阻PTC1，在出现放电过流和短路情况时保护电路，增加了放电控制电路1103-2的可靠性。
输入电路1104，耦接于主控电路1102，用于提供密文输入方式，供用户操作。
作为本发明的一个实施例方式，参照图6，输入电路1104包括多个按键，本实施例中按键数量为12。输入电路1104通过端口X和端口Y与主控芯片相连，其中，端口X包括X1、X2、X3，端口Y包括Y1、Y2、Y3、Y4，在任一端口X和任一端口Y之间均串联有一个按键，例如，按键S1的一端与端口Y4相连，另一端与端口X1相连；按键S5的一端与端口Y4相连，另一端与端口X2相连。
关于输入电路1104的原理如下：用户按下按键时，端口X和端口Y中的两端口连通，主控芯片通过采集端口X和端口Y的电平状态判断出按下的按键的键位。输入电路1104将12个按键以组合的形式连接在主控芯片的IO口上，相比常用的按键电路设计方式，减少了单片机IO口的使用数量。
参照图2，为了增加控制器11输出接口的多样性，故设置了USB输出控制电路1105，使控制器11可以通过USB接口对外提供电源。具体如下：
USB输出控制电路1105，耦接于主控电路1102和稳压电路1101，由稳压电路1101为USB输出控制电路1105提供电源输入，通过主控电路1102控制USB输出控制电路1105的开启和关闭，通过USB接口提供输出。
作为本发明的一个实施例方式，参照图7，USB输出控制电路1105包括单向二极管D2、降压芯片U8、NPN三极管Q5、场效应管VQ2以及输出接口USB1和USB2。
单向二极管D2的阳极与储能电池12的正极B+相连，单向二极管D2的阴极连接有滤波电容EC1和滤波电容C5，滤波电容EC1和滤波电容C5的另一端均接地。
单向二极管D2的阴极还与降压芯片U8的输入端VIN相连，降压芯片U8的输出引脚SW1和SW2相连，并连接有电感L3，电感L3的另一端与降压芯片的电输出流输采样端口ISEN相连，电感L3的另一端还连接有电阻R19，电阻R19的另一端与降压芯片U8输出电压采样端口VOUT相连，电阻R19上并联有电阻R32。
降压芯片U8的输出电压检测端口VOUT连接有滤波电容EC9和滤波电容C6，滤波电容EC9的另一端接地，滤波电容C6的另一端连接降压芯片U8的GND1引脚，降压芯片U8的输出电压检测端口VOUT还连接有自恢复保险FU1、FU2，自恢复保险FU1的另一端连接输出接口USB1的+5V，自恢复保险FU2的另一端连接输出端口USB2的+5V，当输出接口USB1和USB2连接的负载出现短路情况时，自恢复保险FU1或FU2及时断开，保护USB输出控制电路1105，当输出接口USB1和USB2上的短路故障排除后，自恢复保险FU1和FU2恢复连通状态，进而使USB输出控制电路1105恢复输出。
降压芯片U8的GND1端口与GND2端口相连，降压芯片U8的GND1端口连接有电阻R25，电阻R25的另一端连接输出接口USB1的GND和输出接口USB2的GND。输出接口USB1的GND端口连接有电阻R15，电阻R15的另一端连接有电容C14，电阻R15和电容C14的连接点与主控芯片的USB-CUR端口耦接，其中，电阻R25为采样电阻，主控芯片通过采集电阻R25上流过的电流间接获取到输出接口USB1和USB2上的输出电流。
NPN三极管的基极连接有电阻R45，电阻R45的另一端连接有单向二极管D8，单向二极管D8的阳极连接主控芯片的USB_EN端口，单向二级管D8的阴极连接电阻R45。NPN三极管的发射极接地，集电极连接有电阻R13，电阻R13的另一端连接稳压电路1101的输出点Vc。NPN三极管的集电极还与场效应管VQ2的栅极相连，场效应管VQ2的源极接地，漏极与降压芯片的GND1端口耦接，场效应管的栅极和源极之间并联有电阻R18。
关于USB输出控制电路1105的原理如下：主控芯片通过在USB_EN端口输出高低电平控制NPN三极管Q5和场效应管VQ2的通断，进而控制输出接口USB1和USB2的GND端口与地之间的通断，实现了控制USB输出控制电路1105的输出，同时，主控芯片通过采集USB-CUR端口的模拟信号获取USB输出控制电路1105的输出电流，根据采集的模拟信号判断当前是否出现过流输出，在出现过流输出的时通过控制USB_EN端口的高低电平关闭USB输出控制电路1105的输出。
参照图2，为了提高控制器11的运行稳定性，故设置了充放电电流采样电路1106，用于采集储能电池12的充电电流和放电电流；电压采样电路1107，用于采集储能电池12的电压和太阳能板13输出电压；PCB温度检测电路1108，用于实时监控控制器11内部的温度。具体如下：
充放电电流采样电路1106，充放电电流采样电路1106包括充电电流采样电路1106-1和放电电流采样电路1106-2，充电电流采样电路1106-1和放电电流采样电路1106-2的输入端耦接于充放电控制电路1103，输出端耦接于主控芯片的输入端。用于采集充放电电流，主控芯片根据充放电电流控制储能电池12的充放电。
作为本发明的一个实施例方式，参照图8，充电电流采样电路1106-1包括电流检测芯片U4和瞬态二极管TVS1。电流检测芯片U4的引脚Vcc与稳压电路1101的输出点Vdd耦接，GND引脚和REF引脚相连并接地，输入引脚IN2+与瞬态二极管TVS1的第一引脚相连，输入引脚IN2-与瞬态二极管TVS1的第二引脚相连，瞬态二极管TVS1的第三引脚接地。
电流检测芯片U4的输入引脚IN2+连接有电容C10和电阻R10，电容C10和电阻R10的另一端均接地，电流检测芯片U4的输入引脚IN2-连接有电阻R8和电容C9，电容C9的另一端接地，电阻R8的另一端连接充电控制电路1103-1中的充电电流采样点C-。电流检测芯片U4的输出引脚OUT连接有电阻R12，电阻R12的另一端与主控芯片的CHA_CUR端口相连，电阻R12的另一端还连接有滤波电容C4，滤波电容C4的另一端接地。
放电电流采样电路1106-2包括电流检测芯片U14和瞬态二极管TVS3。电流检测芯片U14的引脚Vcc与稳压电路1101的输出点Vdd耦接，GND引脚和REF引脚相连并接地，输入引脚IN2+与瞬态二极管TVS3的第一引脚相连，输入引脚IN2-与瞬态二极管TVS3的第二引脚相连，瞬态二极管TVS3的第三引脚接地。
电流检测芯片U14的输入引脚IN2+连接有电容C38和电阻R74，电容C38的另一端接地，电阻R74的另一端连接放电控制电路1103-2中的放电电流采样点D-，电流检测芯片U14的输入引脚IN2-连接有电阻R73和电容C37，电阻R73和电容C37另一端均接地。电流检测芯片U14的输出引脚OUT连接有电阻R2，电阻R2的另一端与主控芯片的DIS_CUR端口相连，电阻R2的另一端还连接有滤波电容C34，滤波电容C34的另一端接地。
关于充放电电流采样电路1106的原理如下:充电电流采样电路1106-1在充电控制电路1103-1中的采样电阻R20上采集充电电流的模拟信号，经过电流检测芯片U4对充电电流的模拟信号进行差分放大处理后，将充电电流的模拟信号输送至主控芯片的CHA_CUR端口，实现主控芯片对充电电流的监测。
放电电流采样电路1106-2在放电控制电路1103-2中的采样电阻R1上采集放电电流的模拟信号，经过电流检测芯片U14对放电电流的模拟信号进行差分放大处理后，将放电电流的模拟信号输送至主控芯片的DIS_CUR端口，实现主控芯片对放电电流的监测。
电压采样电路1107，耦接于主控芯片的输入端，以实时检测储能电池12的电压和太阳能板13的输出电压。。
作为本发明的一个实施例方式，参照图9，电压采样电路1107包括电池电压检测电路1107-1和太阳能检测电路1107-2，其中电池电压检测电路1107-1用于对储能电池12的输出电压进行采集，获取储能电池12输出电压值的模拟信号。电池电压检测电路1107-1包括电阻R21，电阻R21的一端与储能电池12耦接，电阻R21的另一端连接有分压电阻R22，滤波电容C7和电阻R24，分压电阻R22和滤波电容C7的另一端接地，电阻R24的另一端连接主控芯片的VBAT端口。
太阳能检测电路1107-2包括电阻R6，电阻R6的一端连接稳压电路1101的输出点Vdd，电阻R6的另一端连接有电阻R37和二极管D6，电阻R37的另一端连接主控芯片的PV端口，二极管D6的阳极连接电阻R6，阴极连接太阳能板13的负极S-。
关于电压采样电路1107的原理如下：电池电压检测电路1107-1通过电阻R21和电阻R22构成分压电路，对储能电池12的输出电压进行分压采样，经过滤波电阻C7滤波处理后输送至主控芯片的VBAT端口。太阳能检测电路1107-2通过电阻R6和电阻R37进行分压，二极管D6单向导通采样高低电平变化识别太阳能板13的接入和输出电压的模拟量。
PCB温度检测电路1108，耦接于主控芯片的输入端，用于实时检测控制器11内部PCB的温度。
作为本发明的一个实施例方式，参照图10，PCB温度检测电路1108包括热敏电阻RT1，热敏电阻RT1的一端接地，另一端连接有电阻R57和电阻R59，电阻R57的另一端连接稳压电路1101的输出点Vdd，电阻R59的另一端连接有滤波电容C24，滤波电容的另一端接地，电阻R59和滤波电容C24的连接点与主控芯片的NTC_BMS端口相连。
关于PCB温度检测电路1108的原理如下：电阻R57和热敏电阻RT1构成分压电路，热敏电阻RT1的阻值随温度变化，使电阻R57和热敏电阻RT1连接点的电压随温度变化，主控芯片采集阻R57和热敏电阻RT1连接点的上电压值，进而获取到PCB上温度变化的而模拟电压值，实现对PCB的温度检测。
参照图2，控制器11还包括指示电路1109、告警电路1110和数据存储电路1111，其中：
指示电路1109，耦接于主控芯片，用于实时显示当前储能电池12电量、充放电状态、负载连接状态以及电量剩余使用天数。
作为本发明的一个实施例方式，参照图11，指示电路1109包括数码管显示电路1109-1和状态显示电路1109-2，其中，数码管显示电路1109-1包括LED显示器U2、驱动芯片U3，LED显示器U2和驱动芯片U3均与主控芯片耦接，LED显示器U2还与驱动芯片U3耦接。
状态显示电路1109-2包括多个分压电阻和多个LED灯，其中，LED灯包括三个单色LED和两个双色LED，一个分压电阻和一个LED灯组成一条状态显示电路1109-2。分压电阻的一端连接稳压电路1101的输出点Vdd，另一端连接LED灯的阳极，LED灯的阴极以主控芯片耦接。
关于指示电路1109的原理如下，用户通过输入电路1104输入密文后，主控芯片根据密文获取密文中的使用额度对应的电量剩余使用天数，将电量剩余使用天数发送至数码管显示电路1109-1，通过驱动芯片U3驱动LED显示器U2实时显示电量剩余使用天数。主控芯片采集各个端口的状态，根据电池电压检测电路1107-1上采集的模拟信号指示当前储能电池12电量，根据充放电控制电路1103上采集充放电电流指示当前的充放电状态，根据USB输出控制电路1105上采集的USB接口输出电流指示当前负载连接状态。
告警电路1110，耦接与主控芯片的输出端，用于发出报警提示音，在出现电池电量故障、负载故障、额度不足等情况时发出报警提示音，提示用户或工作人员及时检查，排除故障。
作为本发明的一个实施例方式，参照图12，告警电路1110包括蜂鸣器YY1、单向二极管D1、NPN三极管Q7，蜂鸣器YY1的第二引脚连接有电阻R9，电阻R9的另一端与稳压电路1101的输出点V+耦接，蜂鸣器YY1的第一引脚与NPN三极管的集电极相连，NPN三极管Q7的发射极接地，基极连接有电阻R50，电阻R50的另一端连接单向二极管D1的阴极，单向二极管D1的阳极连接主控芯片的BUZZER端口。
关于告警电路1110的原理如下，主控芯片通过控制BUZZER端口的高低电平输出控制NPN三极管Q7的通断，进而控制蜂鸣器YY1得电发声或者失电关闭。在出现电池电量故障、负载故障、额度不足等情况时，主控芯片在BUZZER端口输出高电平，NPN三极管Q7导通使蜂鸣器YY1得电发声。
数据存储电路1111，通过I2C总线通讯与主控芯片耦接，用户通过输入电路1104输入密文后，主控芯片根据密文获取密文中的使用额度对应的电量剩余使用天数，并将电量剩余使用天数存储在数据存储电路1111中。
作为本发明的一个实施例方式，参照图13，数据存储电路1111包括：存储芯片U9，存储芯片的引脚A0、A1、A2以及Vss接地，存储芯片的Vcc引脚连接稳压电源电路的输出点Vdd存储芯片U9的SCL引脚连接有电阻R75，电阻R75的另一端连接稳压电源的输出点Vdd，存储芯片U9的SDA引脚连接有电阻R76，电阻R76的另一端连接稳压电源电路的输出点Vdd。存储芯片U9的SCL引脚还与主控芯片的I2C_SCL端口相连，SDA引脚还与主控芯片的I2C_SDA端口相连。
关于数据存储电路1111的原理如下：存储芯片U9通过I2C通讯与主控芯片相连，存储用户电量剩余使用天数的信息。
本申请实施例一种离线按键太阳能发电系统的实施原理为：用户通过移动端3进行注册和充值，服务端2通过无线网络与用户端进行信息交互后，根据用户的充值金额向用户端发送密文。
用户获取密文后在控制器11上通过输入电路1104输入密文，主控芯片获取到密文的内容后根据密文中的充值金额计算出电量供应时间，并将电量供应时间存储在数据存储电路1111中。
主控芯片根据电量供应时间控制放电控制电力路为用户供电，实现了在离网光伏发电系统上对太阳能电力进行售卖的效果。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种离线按键太阳能发电系统，包括太阳能板（13）和储能电池（12），其特征在于：还包括：
移动端（3）：用于注册用户和充值；
服务端（2）：通过无线网络与移动端（3）进行数据交互，并根据移动端（3）的充值信息向移动端（3）发送密文；
设备端（1）：用于根据移动端（3）接收到的所述密文控制储能电池（12）的充放电；
其中，设备端（1）包括控制器（11），所述控制器（11）包括：
充放电控制电路（1103）：与太阳能板（13）和储能电池（12）电连接，用于控制储能电池（12）充放电；
主控电路（1102）：包括主控芯片，与充放电控制电路（1103）电连接，用于识别所述密文并根据所述密文向充放电控制电路（1103）下发控制指令；
输入电路（1104）：与主控芯片电连接，用于输入所述密文；
所述控制器（11）还包括用于为主控电路（1102）供电的稳压电路（1101），所述稳压电路（1101）的输入端与储能电池（12）电连接；
所述充放电控制电路（1103）包括充电控制电路（1103-1），所述太阳能板（13）和储能电池（12）均与充电控制电路（1103-1）相连，所述充电控制电路（1103-1）包括PNP三极管Q2、NPN三极管Q1、稳压二极管ZD3、场效应管VQ1和场效应管VQ3，PNP三极管Q2的基极与主控芯片的IO口相连，发射极连接稳压电路（1101）的输出端，集电极连接NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1的基极连接有电阻R7后与太阳能板（13）负极S-相连，集电极与稳压电路（1101）的输出端相连，发射极连接稳压二极管ZD3的阳极，稳压二极管ZD3的阴极与场效应管VQ1和场效应管VQ3的栅极相连，场效应管VQ1和场效应管VQ3的源极均与稳压二极管ZD3的阳极相连，场效应管VQ1漏极连接太阳能板（13）的负极S-，场效应管VQ3的漏极连接储能电池（12）的负极B-；
所述充放电控制电路（1103）还包括放电控制电路（1103-2），所述储能电池（12）和负载均与放电控制电路（1103-2）相连，所述放电控制电路（1103-2）包括NPN三极管Q3、稳压二极管ZD4、场效应管VQ4和场效应管VQ5，NPN三极管Q3的基极连接主控芯片的IO口，集电极连接有电阻R31后与稳压电路（1101）的输出端相连，发射极连接稳压二极管ZD4的阳极并接地，NPN三极管Q3的集电极、场效应管VQ4的栅极以及场效应管VQ5的栅极均与稳压二极管ZD4的阴极相连，场效应管VQ4和场效应管VQ5的漏极相连，场效应管VQ4的源极与储能电池（12）的负极B-相连，场效应管VQ5的源极与所述负载的负极L-相连。
2.根据权利要求1所述的离线按键太阳能发电系统，其特征在于：所述控制器（11）还包括USB输出控制电路（1105），所述USB输出控制电路（1105）的输入端与稳压电路（1101）电连接，所述USB输出控制电路（1105）还与主控芯片电连接。
3.根据权利要求2所述的一种离线按键太阳能发电系统，其特征在于：所述主控芯片连接有充放电电流采样电路（1106），所述充放电电流采样电路（1106）与充放电控制电路（1103）电连接。
4.根据权利要求3所述的离线按键太阳能发电系统，其特征在于：所述主控芯片连接有用于采集储能电池（12）电量和太阳能板（13）输出电压的电压采样电路（1107）。
5.根据权利要求4所述的离线按键太阳能发电系统，其特征在于：所述主控芯片连接有用于实时检测PCB温度的PCB温度检测电路（1108），所述PCB温度检测电路（1108）与稳压电路（1101）电连接。
6.根据权利要求1至5任一项所述的离线按键太阳能发电系统，其特征在于：所述控制器（11）包括用于显示当前储能电池（12）电量、充放电状态、负载连接状态和电量剩余使用天数的指示电路（1109），所述指示电路（1109）与主控芯片电连接。
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