CN202651829U - 光伏组件充电显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏组件充电显示系统，用于解决现有技术中具有光伏组件车顶的车辆不能显示光伏组件为车动力电池充电电流的问题。该系统包括：电流信号采集电路，用于采集光伏组件对车动力电池的充电电流；控制器，与电流信号采集电路相连，用于将充电电流处理为显示触发信号，并将显示触发信号发送至显示电路；显示电路，与控制器相连，用于根据显示触发信号提示光伏组件为车动力电池的充电状态。该系统解决了现有技术中具有光伏组件车顶的车辆不能显示光伏组件充电电流的问题，达到了实时动态显示光伏组件对车动力电池的充电电流大小的目的。

Description

光伏组件充电显示系统

技术领域

本实用新型涉及光伏供电领域，具体而言，涉及一种光伏组件充电显示系统。 

背景技术

车顶太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片装置，一般采用光伏电池组件，该组件可作为汽车用电设备动力能源使用，降低发动机发电负载、油耗，还可作为动力能源的补充装置。目前大多数高尔夫球车、观光车等系列电瓶车能源的补给通常使用具有光伏组件的车顶，该类车顶具有封装及内部联结的，能单独提供直流电输出的最小不可分割的光伏电池，可以为电瓶车动力电池充电，确保电瓶车能够正常使用。 

光伏组件车顶在对车动力电池充电时，电流从光伏组件车顶的正极流向车动力电池的正极，即光伏组件主要以电流形式向车动力电池补充电能。然而目前具有光伏组件车顶的车辆并不具有充电电流大小的动态显示功能，因此用户无法获知车辆是否已经进行充电，以及目前光伏组件对车动力电池的充电电流的大小，从而用户无法得知光伏组件对车动力电池的充电能力。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种光伏组件充电显示系统，用于解决现有技术中具有光伏组件车顶的车辆不能显示光伏组件对车动力电池充电电流大小的问题。 

根据本实用新型的一个方面，提供了一种光伏组件充电显示系统，包括：电流信号采集电路，用于采集光伏组件对车动力电池的充电电流；控制器，与电流信号采集电路相连，用于将充电电流处理为显示触发信号，并将显示触发信号发送至显示电路；显示电路，与控制器相连，用于根据显示触发信号提示光伏组件为车动力电池的充电电流值的范围。 

其中，上述电流信号采集电路包括：采样电阻，与光伏组件相连；放大器，与采样电阻相连，用于将采样电阻两端的电压信号放大后输出给控制器。 

其中，上述显示电路包括：多个充电电流显示灯，用于在接收到显示触发信号后，根据触发信号点亮充电电流显示灯中的部分或全部，以提示充电电流值的范围。 

进一步地，上述系统还包括：电压信号采集电路，与控制器相连，用于采集车动力电池的电压；防过充电路，与控制器相连，用于当车动力电池的电压达到安全阈值时，受控制器的控制断开光伏组件对车动力电池的充电电路。 

其中，上述防过充电路包括：继电器，其常闭触点连接于光伏组件以及动力车电池的正极之间，用于连通或断开光伏组件对动力车电池的充电电路；三级管，其发射极与继电器相连，用于受控制器的控制闭合或断开。 

进一步地，上述显示电路还包括：过充显示灯，用于当车动力电池的电压达到安全阈值时，显示过充信号。 

进一步地，上述系统还包括：防反充电路，设置于车动力电池正极与光伏组件之间，用于当光伏组件的电压低于车动力电池的电压时，防止车动力电池给光伏组件充电。 

其中，防反充电路包括：多个并联的二级管。 

进一步地，上述系统还包括：调压模块，用于将车动力电池的电压调整到光伏组件充电控制系统的工作电压。 

进一步地，上述系统还包括：防雷电路，用于当遇到雷击高压时，将系统内的电压抑制在电路的安全电压之内。 

本实用新型的光伏组件充电显示系统包括：电流信号采集电路，用于采集光伏组件对车动力电池的充电电流；控制器，与电流信号采集电路相连，用于将充电电流处理为显示触发信号，并将显示触发信号发送至显示电路；显示电路，与控制器相连，用于根据显示触发信号提示车动力电池的充电状态。该充电显示系统可以解决现有技术中具有光伏组件车顶的车辆不能显示光伏组件充电电流的问题，实现了实时动态显示光伏组件对车动力电池的充电电流大小的目的。 

附图说明

图1是根据本实用新型实施例1的光伏组件充电显示系统的结构框图； 

图2是根据本实用新型实施例1的显示电路的原理图； 

图3是根据本实用新型实施例2的防过充电路原理图； 

图4是根据本实用新型实施例2的显示面板示意图；以及 

图5是根据本实用新型实施例2的控制电路的原理图。 

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型实施例作进一步详细的说明。 

实施例1 

图1是根据本实用新型实施例1的光伏组件充电显示系统的结构框图。 

如图1所示，该光伏组件充电显示系统10包括以下组成部分： 

电流信号采集电路11，用于采集光伏组件对车动力电池的充电电流； 

控制器12，与电流信号采集电路相连，用于将充电电流处理为显示触发信号，并将显示触发信号发送至显示电路； 

显示电路13，与控制器相连，用于根据显示触发信号提示光伏组件对车动力电池的充电状态。 

为了直观地显示光伏组件车顶对车动力电池的充电情况，上述显示电路可以包括多个充电电流显示灯，当接收到显示触发信号后，根据显示触发信号点亮充电电流显示灯中的部分或全部，以提示充电电流值的范围。使用中，当光照强、充电电流大时，显示电路中点亮的充电指示灯也越多。图2是该显示电路的原理图，如图所示，电阻R3、三级管Q2、电阻R11、LED1构成一个LED显示电路。三级管Q2的基集，控制其导通与关断，三极管工作在饱和及截止区，当三级管基极触发信号为高电平时，三极管导通LED指示灯点亮，反之相反。其中，电阻R3和电阻R11起到限流的作用。 

为了防止当光伏组件的电压低于车动力电池的电压时，出现车动力电池向光伏组件充电的情况发生，上述系统还可以包括：设置于车动力电池正极与光伏组件之间的防反充电路，该防反充电路可以采用一个二级管，或多个二级管并联来实现防反充功能。 

实施例2 

在实际应用中，如果车辆长时间在阳光下充电而不用，就会对车的动力 电池造成过充，从而对电池造成损害。为了防止过充现象的发生，本实施例的系统在上述实施例1的系统上增加了以下组成部分： 

电压信号采集电路，与控制器相连，用于采集车动力电池的电压；防过充电路，与控制器相连，用于当车动力电池的电压达到安全阈值时，受控制器的控制切断光伏组件对车动力电池的充电电路。 

本实施例中的防过充电路采用滞回控制电路，该电路与通用的PWM相比成本较低，且更适合光伏能量补充装置。该电路包括：继电器，其常闭触点连接于光伏组件以及动力车电池的正极之间，用于连通或断开光伏组件对动力车电池的充电电路。在实际应用中，为了满足功率需求，可以采用两个或多个继电器来实现；三级管，其发射极与继电器相连，用于受控制器的控制闭合或断开。 

上述防过充电路可以由图3的防过充电路原理图来实现，如图3所示，单片机输出引脚给三极管Q1基极触发信号，控制三极管的导通和断开，Q1工作在饱和区和截止区，电阻R1起限流作用。三极管Q1基极为高电平Q1导通，继电器JK1和JK2线圈得电，继电器常闭触点打开，电路切断光伏组件车顶对车动力电池的充电电路的正极.由于继电器的常闭触点串接在光伏组件车顶到车动力电池的正极线路中，而充电时充电电流由光伏组件车顶的正极经继电器的常闭触点流到车的动力电池的正极，所以对车动力电池起到过充保护的作用。其中，续流二级管D1在继电器线圈断电时起到续流放点电的作用，对继电器线圈起到保护作用。 

本实施例的系统还可以包括防雷保护模块，如图3所示，TVS瞬态抑制二极管做防雷保护，此二极管并联在PV+和PV-两端，当在系统电压正常时，TVS防雷管成高阻状态，当遇到雷击高压，TVS防雷管在动作时间内瞬间变成低阻状态，短路雷击高压，把电压抑制在电路安全电压内，对电路起到雷击保护作用。 

图3中的二极管D2、D3、D4并联起防反充保护作用，当到晚上或光伏组件车顶受到遮挡时，电压低于车动力电池的电压时，防反充二极管阻止车动力电池给光伏组件电池充电，避免能量的浪费。其中，模块U1、钽电容C1、电容C2构成DC-DC降压电路，起到给整个控制显示系统供电的作用。 

模块U1将车动力电池电压降到符合整个控制显示系统工作的电压，钽电容C1和电容C2起到滤波的作用，提高电质量及供电的稳定性，钽电容C1负责滤除低频干扰信号，电容C2负责滤除高频干扰信号。其中，电阻R2起到内部电子元件短路保护的作用。 

图4是根据本实用新型实施例2的显示面板示意图。如图4所示，该显示面板除了包括上述实施例1中的充电电流显示灯外，基于上述过充电路，本实施例的显示电路还包括：过充显示灯，用于当车动力电池的电压达到安全阈值时，显示过充信号。为了区别电流显示灯与过充显示的灯，电流显示灯可以采用绿色显示等，过充显示等可以采用红色显示灯。 

图5是根据本实用新型实施例2的控制电路的原理图。 

如图5所示，单片机U3负责信号的处理及采集信号的输入，经过相应程序处理，输出相应信号控制硬件电路。电阻R19和电阻R21串联后并接在车动力电池的两端，构成电压信号采集电路，负责采集车动力电池的电压，以便单片机做出相应的处理与过充保护电路配合，对车动力电池起到过充保护的作用。具体地，该电压采集电路将电压取样信号发送给单片机U3的PA0引脚，经单片机处理后，当电压信号达到预先设定的保护电压值时，单片机PD5引脚输出触发信号，触发过充保护电路中的Q1基极，来实现过充保护，同时单片机PC0引脚输出频闪警示信号给上述显示电路，从而过充显示灯通过频闪来提示车动力电池发生过充。当检测到电压未达到过充时，则继续控制光伏发电对动力电池进行充电，保证电瓶车在阴雨天的正常使用。 

图5中的芯片U2和电阻R20构成电流信号采集电路，负责采集光伏组件车顶对车动力电池充电状态及电流的大小，以便单片机与显示电路相配合，对光伏组件车顶对车动力电池的充电状态实时显示。与传统的电流采样电路相比，该电流信号采集电路体积更小，更经济，信号取样更方便。具体地，光伏组件车顶对车动力电池的充电电流，流经控制电路中的取样电阻R20，取电阻R20两端的电压信号经芯片U2放大处理后，输出信号给单片机U3的PA1引脚，经单片机处理后，根据不同电流的大小由相应的输出端输出，单片机PC1-PC7引脚为电流显示触发信号输出引脚。由触发显示信号触发显 示电路的开关三极管的基极，完成充电电流的显示，三极管Q2-Q9三极管工作在开关状态。其中，该图中的电容C3起到抗干扰的作用，提高单片机工作的稳定性。电阻R22为单片机复位电阻，起到复位作用。J2和J3为单片机编程端口，作为程序的烧录端。 

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种光伏组件充电显示系统，其特征在于，包括：

电流信号采集电路，用于采集光伏组件对车动力电池的充电电流；

控制器，与所述电流信号采集电路相连，用于将所述充电电流处理为显示触发信号，并将所述显示触发信号发送至显示电路；

所述显示电路，与所述控制器相连，用于根据所述显示触发信号提示所述光伏组件为所述车动力电池的充电电流值的范围。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电流信号采集电路包括：

采样电阻，与所述光伏组件相连；

放大器，与所述采样电阻相连，用于将所述采样电阻两端的电压信号放大后输出给所述控制器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述显示电路包括：

多个充电电流显示灯，用于在接收到所述显示触发信号后，根据所述触发信号点亮所述充电电流显示灯中的部分或全部，以提示所述充电电流值的范围。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

电压信号采集电路，与所述控制器相连，用于采集车动力电池的电压；

防过充电路，与所述控制器相连，用于当所述车动力电池的电压达到安全阈值时，受所述控制器的控制断开所述光伏组件对车动力电池的充电电路。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述防过充电路包括：

继电器，其常闭触点连接于所述光伏组件以及所述动力车电池的正极之间，用于连通或断开所述光伏组件对所述动力车电池的充电电路；

三级管，其发射极与所述继电器相连，用于受所述控制器的控制闭合或断开。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述显示电路还包括：

过充显示灯，用于当所述车动力电池的电压达到所述安全阈值时，显示过充信号。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

防反充电路，设置于所述车动力电池正极与所述光伏组件之间，用于当 所述光伏组件的电压低于所述车动力电池的电压时，防止所述车动力电池给所述光伏组件充电。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述防反充电路包括：

多个并联的二级管。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

调压模块，用于将所述车动力电池的电压调整到所述光伏组件充电控制系统的工作电压。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

防雷电路，用于当遇到雷击高压时，将系统内的电压抑制在电路的安全电压之内。 

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