CN204810224U - 一种自给式光伏供电电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光伏供电技术领域，尤其地涉及一种自给式光伏供电电源。其包括最大功率跟踪升压电路模块、储能电路模块、滤波电路模块、单片机控制电路模块以及稳压电路模块；所述最大功率跟踪升压电路模块分别与储能电路模块和滤波电路模块连接；所述单片机控制电路模块分别与最大功率跟踪升压电路模块和储能电路模块连接；所述储能电路模块和滤波电路模块连接；所述滤波电路模块和稳压电路模块连接。其能够就地取材式地将光伏组件采集的光能转化成直流电源，供给光伏监控系统或者其他负载，避免了复杂的外来电网布线，从而降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏供电技术领域，尤其地涉及一种自给式光伏供电电源。
背景技术
目前的光伏监控系统几乎都设置在户外，光伏监控系统的电源来源是从传统的高压远距离输电接入。外来电网对光伏监控系统供电往往需要复杂电网布线。远距离的电网布线不仅增加了布线工作难度和生产成本，而且也增加了传输过程中存在的不确定因素，缺乏灵活性。
此问题亟需解决。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术的不足，其目的旨在提供一种自给式光伏供电电源，其能够就地取材式地将光伏组件采集的光能转化成直流电源，供给光伏监控系统或者其他负载，避免了复杂的外来电网布线，从而降低了成本。
为了解决上述的技术问题，本实用新型提出的基本技术方案为：
一种自给式光伏供电电源，尤其地，包括：
最大功率跟踪升压电路模块；所述最大功率跟踪升压电路模块实时侦测光伏组件的发电电压，并追踪最高电压值和电流值；
储能电路模块；所述储能电路模块储存从最大功率跟踪升压电路模块传输的能量，并可对负载放电；
滤波电路模块；所述滤波电路模块降低最大功率跟踪升压电路模块或储能电路模块的电压纹波系数；
单片机控制电路模块；所述单片机控制电路模块控制最大功率跟踪升压电路模块和储能电路模块的电路关断；
以及使输出电压保持稳定的稳压电路模块；
所述最大功率跟踪升压电路模块分别与储能电路模块和滤波电路模块连接；所述单片机控制电路模块分别与最大功率跟踪升压电路模块和储能电路模块连接；所述储能电路模块和滤波电路模块连接；所述滤波电路模块和稳压电路模块连接。
进一步，所述最大功率跟踪升压电路模块包括输入采样电路、升压斩波电路、输出采样电路和驱动电路；所述升压斩波电路的输入端和输入采样电路连接，输出端和输出采样电路连接。
进一步，所述单片机控制电路模块通过驱动电路和升压斩波电路连接。
进一步，所述储能电路模块包括充电电路模块、充电控制模块、蓄电池和放电控制模块；所述充电电路模块分别与最大功率跟踪升压电路模块和充电控制模块连接；所述充电控制模块和蓄电池连接；所述单片机控制电路模块分别与充电控制模块和放电控制模块连接。
进一步，所述充电控制模块包括第一开关驱动电路、箝位电路、隔离反激式变换器；所述箝位电路和隔离反激式变换器连接，所述隔离反激式变换器和蓄电池连接。
进一步，所述第一开关驱动电路采用型号为UC3845控制芯片。
进一步，所述箝位电路为RCD箝位电路。
进一步，所述放电控制模块包括推挽电路、第二开关驱动电路和整流电路；所述推挽电路分别与第二开关驱动电路和整流电路连接。
进一步，所述第二开关驱动电路和单片机控制电路模块连接。
进一步，所述第二开关驱动电路采用型号为SG3525控制芯片。
本实用新型的有益效果是：
1、阳光充足时，光伏组件通过本装置直接对负载供电。阳光不充足时，蓄电池可对负载供电，以保证负载正常运行。
2、单片机控制电路模块跟据输入采样电路和输出采样电路的采样结果，通过驱动电路控制升压斩波电路内部开关管的占空比，进而控制光伏组件的输出电压和输出电流，达到了可以跟踪光伏组件的最大功率输出的效果。
3、充电电路模块中的第一开关驱动电路通过控制开关管的占空比，对隔离反激式变换器进行限流和限压，进而间接控制隔离反激式变换器对蓄电池的充电，使蓄电池不能过于处于充电状态，提高了整个装置的工作稳定性和可靠性。
4、单片机控制电路模块通过第一开关驱动电路控制推挽电路的关断，进而控制储能模块对外放电。从而提高了整个装置的工作稳定性和可靠性。
5、通过稳压电路，该装置的输出电压能够保持稳定，提高了携带负载的能力或者维护了光伏监控系统工作稳定性。
附图说明
图1为本实用新型具体实施例的各个结构连接框图。
图2为本实用新型具体实施例的最大功率跟踪升压电路模块结构连接框图。
图3为本实用新型具体实施例的储能电路模块结构连接框图。
图4为本实用新型具体实施例的充电控制模块结构连接框图。
图5为本实用新型具体实施例的放电控制模块结构连接框图。
具体实施方式
以下将结合附图1至图5对本实用新型做进一步的说明，但不应以此来限制本实用新型的保护范围。为了方便说明并且理解本实用新型的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。
本实用新型具体实施例的光伏供电电源包括最大功率跟踪升压电路模块、储能电路模块、滤波电路模块、单片机控制电路模块以及稳压电路模块。
如图1所示，所述最大功率跟踪升压电路模块分别与储能电路模块和滤波电路模块连接；所述单片机控制电路模块分别与最大功率跟踪升压电路模块和储能电路模块连接；所述储能电路模块和滤波电路模块连接；所述滤波电路模块和稳压电路模块连接。最大功率跟踪升压电路模块实时侦测光伏组件的发电电压，并追踪最高电压值和电流值；储能电路模块储存从最大功率跟踪升压电路模块传输的能量，并可对负载放电。滤波电路模块降低最大功率跟踪升压电路模块或储能电路模块的电压纹波系数。单片机控制电路模块控制最大功率跟踪升压电路模块和储能电路模块的电路关断。稳压电路模块可使输出电压保持稳定。
如图2所示，所述最大功率跟踪升压电路模块包括输入采样电路、升压斩波电路、输出采样电路和驱动电路；所述升压斩波电路的输入端和输入采样电路连接，输出端和输出采样电路连接。输入采样电路采集升压斩波电路的输入电压和电流，并将采集结果传输至单片机控制电路模块。输出采样电路采集升压斩波电路的输出电压和电流，并将采集结果传输至单片机控制电路模块。升压斩波电路的输入端和光伏组件连接，输出端分别与滤波电路模块和充电电路模块连接。升压斩波电路对从光伏组件传输的输入电压进行升压处理并传输给充电电路模块或者直接经过滤波电路模块处理后传输给负载或者光伏监控系统。进一步，单片机控制电路模块通过驱动电路和升压斩波电路连接，其中，驱动电路和升压斩波电路中开光管连接。单片机控制电路模块跟据输入采样电路和输出采样电路的采样结果，通过驱动电路控制升压斩波电路内部开关管的占空比，进而控制光伏组件的输出电压和输出电流，达到了可以跟踪光伏组件的最大功率输出的效果。
如图3所示，储能电路模块包括充电电路模块、充电控制模块、蓄电池和放电控制模块；所述充电电路模块分别与最大功率跟踪升压电路模块和充电控制模块连接；所述充电控制模块和蓄电池连接；所述单片机控制电路模块分别与充电控制模块和放电控制模块连接。
如图4所示，其中，所述充电控制模块包括第一开关驱动电路、箝位电路、隔离反激式变换器；所述箝位电路和隔离反激式变换器连接，所述隔离反激式变换器和蓄电池连接。其中，第一开关驱动电路采用型号为UC3845控制芯片，箝位电路为RCD箝位电路。第一开关驱动电路通过控制开关管的占空比，对隔离反激式变换器进行限流和限压，进而间接控制隔离反激式变换器对蓄电池的充电，使蓄电池不能过于处于充电状态，提高了整个装置的工作稳定性和可靠性。
如图5所示，所述放电控制模块包括推挽电路、第二开关驱动电路和整流电路；所述推挽电路分别与第二开关驱动电路和整流电路连接。进一步，所述第二开关驱动电路和单片机控制电路模块连接。其中，所述第二开关驱动电路采用型号为SG3525控制芯片。
工作原理：
最大功率跟踪升压电路模块对光伏组件进行最大功率跟踪控制，与此同时，最大功率跟踪升压电路模块还对输入电压进行升压处理，输出电压。一方面，最大功率跟踪升压电路模块的输出电压通过充电电路模块对蓄电池进行充电；另一方面，最大功率跟踪升压电路模块的输出电压通过滤波电路模块、稳压电路模块直接向负载供电。
给蓄电池充电时，即充电电路模块工作时，单片机控制电路模块通过第二开关驱动电路关断推挽电路的运作，进而使蓄电池不对外放电。
蓄电池对外放电时，单片机控制电路模块通过驱动电路关断升压斩波电路对充电电路模块输入电压，进而使最大功率跟踪升压电路模块不能通过充电电路模块对蓄电池进行充电。
阳光充足时，一方面，最大功率跟踪升压电路模块的输出电压通过充电电路模块对蓄电池进行充电；另一方面，最大功率跟踪升压电路模块的输出电压通过滤波电路模块、稳压电路模块直接向负载供电。单片机控制电路模块通过第二开关驱动电路关断推挽电路的运作，进而使蓄电池不对外放电。
光照能力下降，最大功率跟踪升压电路模块的输出电压不足以向负载供电时，一方面，单片机控制电路模块通过驱动电路关断升压斩波电路对充电电路模块输入电压，切断充电；另一方面，单片机控制电路模块通过控制第二开关驱动电路中SG3525控制芯片对推挽电路的开关管的关断，使蓄电池对外发电。
输出电压为直流电压，其包含了少许的纹波。输出电压经过滤波电路模块处理后，输出电压的纹波系数得到大大降低。光伏电源的设置位置往往是在户外中，输出电压值受环境温度、高频杂波等等影响，为了保证输出电压值稳定，故设置稳压电路模块，将输出电压保持稳定。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种自给式光伏供电电源，其特征在于：包括：
最大功率跟踪升压电路模块；所述最大功率跟踪升压电路模块实时侦测光伏组件的发电电压，并追踪最高电压值和电流值；
储能电路模块；所述储能电路模块储存从最大功率跟踪升压电路模块传输的能量，并可对负载放电；
滤波电路模块；所述滤波电路模块降低最大功率跟踪升压电路模块或储能电路模块的电压纹波系数；
单片机控制电路模块；所述单片机控制电路模块控制最大功率跟踪升压电路模块和储能电路模块的电路关断；
以及使输出电压保持稳定的稳压电路模块；
所述最大功率跟踪升压电路模块分别与储能电路模块和滤波电路模块连接；所述单片机控制电路模块分别与最大功率跟踪升压电路模块和储能电路模块连接；所述储能电路模块和滤波电路模块连接；所述滤波电路模块和稳压电路模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种自给式光伏供电电源，其特征在于：所述最大功率跟踪升压电路模块包括输入采样电路、升压斩波电路、输出采样电路和驱动电路；所述升压斩波电路的输入端和输入采样电路连接，输出端和输出采样电路连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种自给式光伏供电电源，其特征在于：所述单片机控制电路模块通过驱动电路和升压斩波电路连接。
4.根据权利要求1所述的一种自给式光伏供电电源，其特征在于：所述储能电路模块包括充电电路模块、充电控制模块、蓄电池和放电控制模块；所述充电电路模块分别与最大功率跟踪升压电路模块和充电控制模块连接；所述充电控制模块和蓄电池连接；所述单片机控制电路模块分别与充电控制模块和放电控制模块连接。
5.根据权利要求4所述的一种自给式光伏供电电源，其特征在于：所述充电控制模块包括第一开关驱动电路、箝位电路、隔离反激式变换器；所述箝位电路和隔离反激式变换器连接，所述隔离反激式变换器和蓄电池连接。
6.根据权利要求5所述的一种自给式光伏供电电源，其特征在于：所述第一开关驱动电路采用型号为UC3845控制芯片。
7.根据权利要求5所述的一种自给式光伏供电电源，其特征在于：所述箝位电路为RCD箝位电路。
8.根据权利要求4所述的一种自给式光伏供电电源，其特征在于：所述放电控制模块包括推挽电路、第二开关驱动电路和整流电路；所述推挽电路分别与第二开关驱动电路和整流电路连接。
9.根据权利要求8所述的一种自给式光伏供电电源，其特征在于：所述第二开关驱动电路和单片机控制电路模块连接。
10.根据权利要求8所述的一种自给式光伏供电电源，其特征在于：所述第二开关驱动电路采用型号为SG3525控制芯片。
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