CN203243061U - 一种mppt太阳能控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种MPPT太阳能控制器，包括与太阳能电池板相连的太阳能接线端子，太阳能接线端子分别与MPPT充电转换单元的输入端、太阳能电压采样单元相连，MPPT充电转换单元的输出端分别与驱动芯片IR2110的信号输出端、蓄电池接线端子相连，放电管理单元接在蓄电池和负载之间。本实用新型采用MPPT技术，智能匹配太阳能电池板与负载的阻抗关系，实现离网系统太阳能板发电效率的大幅提升，并利用现代单片机技术实现系统的有效监测和充放电管理。

Description

一种MPPT太阳能控制器

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能控制器。 

背景技术

目前太阳能发电广泛用于太阳能路灯、太阳能杀虫灯、太阳能便携式系统，太阳能移动电源，太阳能应用产品，通讯电源，太阳能灯具，太阳能建筑等领域，因此太阳能的利用在理论上是可行的，但目前，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，成本较高等诸多问题。 

离网型太阳能发电系统一般由太阳能电池板﹑蓄电池﹑太阳能控制器﹑负载组成，太阳能电池板通过控制器给蓄电池充电存储能量，等在需要能量的时候，控制器控制蓄电池给负载放电，因此，在太阳能电池板成本居高不下的状况下，提升蓄电池在单位时间内的存储能量的能力是解决太阳能利用效率低的关键。 

传统太阳能控制器存在以下缺点：采用直接充电或PWM降压充电模式，这种方式会损失电压跌落的那部分能量，因此充电效率不高；太阳能板近似恒流源特性，其输出的能量据负载变化而变化，在其内阻与负载内阻相等时，其输出能量最高，而传统控制器的阻抗一定，不能实时跟踪太阳能的内阻变化，因此太阳能利用率低；无法做到模块化，一种控制器对应一种系统，所有参数都是预先设定，可升级前景低；安全性可靠性低，保护功能少；监控性不强。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种充电效率高、保护功能齐全、太阳能利用率高的MPPT太阳能控制器。 

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：包括与太阳能电池板相连的太阳能接线端子，太阳能接线端子分别与MPPT充电转换单元的输入端、太阳能电压采样单元相连，MPPT充电转换单元的输出端分别与驱动芯片IR2110的信号输出端、蓄电池接线端子相连，放电管理单元接在蓄电池和负载之间。实时采样太阳能电压，充电电流，蓄电池电压，采用MPPT算法，智能匹配太阳能电池板与负载的阻抗关系。 

由上述技术方案可知，本实用新型根据用户的需要，将太阳能列阵分别接入到本控制器的太阳能接线端子，太阳能经MPPT充电转换模块给蓄电池充电，最大限度的利用太阳能板发出的有限能量，快速充满电池所需电量。 

附图说明

图1是本实用新型的电路框图。 

具体实施方式

一种MPPT太阳能控制器，包括与太阳能电池板相连的太阳能接线端子，太阳能接线端子与MPPT充电转换单元（1）的输入端连接，MPPT充电转换单元（1）通过防反接单元（2）﹑防反充单元（3）与蓄电池接线端子连接，蓄电池接线端子通过放电单元（4）与负载接线端子连接。IR2110驱动IC（9）由开关电源（10）提供所需电源，并接受控制单元（5）的控制信号。如图1所示。 

 如图1所示，包括分别与控制单元（5）输出端口连接的IR2110驱动IC（9）﹑反相器（6）﹑硬件死区单元（8）﹑防反接控制单元（13）﹑防反充控制单元（14）﹑输出控制单元（15）﹑人机界面单元（19）；包括分别与控制单元（5）输入端口连接的太阳能电压采样单元（7）﹑充电电流采样单元（11）﹑蓄电池电压采样单元（12）﹑负载电流采样单元（17）﹑温度采样单元（18）。 

    如图1所示，包括连接在负载电流采样电路（17）与输出控制（15）之间的短路保护电路（16）。 

如图1所示，所述的太阳能接线端子由接线端子S+、S-组成，所述的MPPT充电转换单元（1）由功率MOSFET Q1、功率MOSFET Q2、电感L1，电容E2组成，接线端子S+与Q1的第二脚连接，Q1的第三脚、Q2的第二脚、L1的一端并联连接，Q2的第三脚与接线端子S-、E2的负端并联连接，E2的正端与电感L1的另一端连接。 

如图1所示，所述的MPPT充电转换单元（1）的输出端通过防反接单元（2）﹑防反充单元（3）与蓄电池接线端子连接，所述的防反接单元（2）包括功率MOSFET Q3与其驱动，所述的防反充单元（3）包括功率MOSFET Q4与其驱动，Q3的第二脚并联连接在E2的负端，Q3的第三脚与Q4的第三脚直接连接，Q4的第二脚与蓄电池接线端子B-直接连接。 

如图1所示，所述的蓄电池接线端子包括B+、B-,所述的负载接线端子包括L+、L-,放电单元（4)包括功率MOSFET Q5与其驱动，接线端子B+、L+直接连接，接线端子B-连接至Q5的第二脚，L-连接至Q5的第三脚。 

如图1所示，所述的控制单元（5）为单片IC ATmega128-16AC，其包含丰富的内设功能，简单的包括ADC输入端口，PWM输出单口，普通控制IO口。所述的IR2110驱动IC（9）直接连接至PWM输出单口，PWM输出单口另外并联连接在反相器（9）的输入端，反相器（9）的输出端连接至硬件死区（8）的输入端，硬件死区（8）的输出端连接至IR2110驱动IC（9）另一输入端。 

如图1所示，所述防反接控制单元（13）﹑防反充控制单元（14）﹑输出控制单元（15）﹑人机界面单元（19）分别连接至控制单元（5）的普通控制IO口上。 

如图1所示，所述的太阳能电压采样单元（7）﹑充电电流采样单元（11）﹑蓄电池电压采样单元（12）﹑负载电流采样单元（17）﹑温度采样单元（18）分别连接至控制单元（5）的ADC输入端口。 

Claims (9)

1.一种MPPT太阳能控制器，其特征在于：包括与太阳能电池板相连的太阳能接线端子，太阳能接线端子与MPPT充电转换单元（1）的输入端连接，MPPT充电转换单元（1）通过防反接单元（2）﹑防反充单元（3）与蓄电池接线端子连接，蓄电池接线端子通过放电单元（4）与负载接线端子连接，IR2110驱动IC（9）与开关电源（10）通过电源线连接，R2110驱动IC（9）与控制单元（5）信号线连接。

2.根据权利要求1所述的一种MPPT太阳能控制器，其特征在于：包括分别与控制单元（5）输出端口连接的IR2110驱动IC（9）﹑反相器（6）﹑硬件死区单元（8）﹑防反接控制单元（13）﹑防反充控制单元（14）﹑输出控制单元（15）﹑人机界面单元（19）；包括分别与控制单元（5）输入端口连接的太阳能电压采样单元（7）﹑充电电流采样单元（11）﹑蓄电池电压采样单元（12）﹑负载电流采样单元（17）﹑温度采样单元（18）。

3.根据权利要求2所述的一种MPPT太阳能控制器，其特征在于：所述输出控制单元（15）与负载电流采样电路（17）与之间设有短路保护电路（16）。

4.根据权利要求1所述的MPPT太阳能控制器，其特征在于：所述的太阳能接线端子由接线端子S+、S-组成，所述的MPPT充电转换单元（1）由功率MOSFET Q1、功率MOSFET Q2、电感L1，电容E2组成，接线端子S+与Q1的第二脚连接，Q1的第三脚、Q2的第二脚、L1的一端并联连接，Q2的第三脚与接线端子S-、E2的负端并联连接，E2的正端与电感L1的另一端连接。

5.根据权利要求1所述的MPPT太阳能控制器，其特征在于：所述的MPPT充电转换单元（1）的输出端通过防反接单元（2）﹑防反充单元（3）与蓄电池接线端子连接，所述的防反接单元（2）包括功率MOSFET Q3与其驱动，所述的防反充单元（3）包括功率MOSFET Q4与其驱动，Q3的第二脚并联连接在E2的负端，Q3的第三脚与Q4的第三脚直接连接，Q4的第二脚与蓄电池接线端子B-直接连接。

6.根据权利要求1所述的MPPT太阳能控制器，其特征在于：所述的蓄电池接线端子包括B+、B-,所述的负载接线端子包括L+、L-,放电单元（4)包括功率MOSFET Q5与其驱动，接线端子B+、L+直接连接，接线端子B-连接至Q5的第二脚，L-连接至Q5的第三脚。

7.根据权利要求2所述的MPPT太阳能控制器，其特征在于：所述的控制单元（5）为单片IC ATmega128-16AC，其包含丰富的内设功能，简单的包括ADC输入端口，PWM输出单口，普通控制IO口；所述的IR2110驱动IC（9）直接连接至PWM输出单口，PWM输出单口另外并联连接在反相器（9）的输入端，反相器（9）的输出端连接至硬件死区（8）的输入端，硬件死区（8）的输出端连接至IR2110驱动IC（9）另一输入端。

8.根据权利要求2所述的MPPT太阳能控制器，其特征在于：所述防反接控制单元（13）﹑防反充控制单元（14）﹑输出控制单元（15）﹑人机界面单元（19）分别连接至控制单元（5）的普通控制IO口上。

9.根据权利要求2所述的MPPT太阳能控制器，其特征在于：所述的太阳能电压采样单元（7）﹑充电电流采样单元（11）﹑蓄电池电压采样单元（12）﹑负载电流采样单元（17）﹑温度采样单元（18）分别连接至控制单元（5）的ADC输入端口。

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