CN205335956U - 一种可充电的光伏直流电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可充电的光伏直流电源。所述电源光伏直流包括充电箱和由光伏组件组成的供电箱，所述供电箱与所述充电箱由光伏充电线连接。所述充电箱包括控制单元、蓄电池、蓄电池充放电单元和电压输出单元。所述控制单元实时采集蓄电池输出的电压信号，经判断后输出过充保护控制信号及过放保护控制信号至所述蓄电池充放电单元，实现对蓄电池充放电过程的控制与保护。本实用新型应用微处理器组成的高性能控制单元，准确采集蓄电池输出的电压信号，经判断后输出控制信号对蓄电池的充放电进行保护控制，消除了因光照及遮挡物变化引起的充放电保护电路的误动作。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏直流电源技术领域，尤其涉及一种可充电的便携式光伏直流电源。
背景技术
太阳能取之不尽用之不竭，太阳能发电具有环保、节能等特点，在当前世界范围资源紧缺的环境下，太阳能发电以其固有的特点赢得了越来越多使用者的青睐。太阳能组件应运而生，其作用是将太阳能转变为电能。随着人们环保理念的不断进步，由太阳能组件组成的光伏应用系统也越来越受到人们的重视。太阳能光伏应用由于其绿色环保、应用简单方便的特点，越来越受到人们的重视。尤其是在偏远的缺电和无电地区，太阳能光伏发电有着更加广阔的应用前景和重要性。
光伏组件受光照以及遮盖物等变化影响，蓄电池充电、放电时容易损坏蓄电池，同时传统充放电保护选用继电器等器件进行控制，光照以及遮挡物对电流、电压的影响容易造成继电器误启动。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种可充电的光伏直流电源，该电源应用高性能控制单元在准确采集蓄电池输出的电压信号的基础上进行蓄电池充放电控制，消除了因光照及遮挡物变化引起的充放电保护电路的误动作。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种可充电的光伏直流电源，包括充电箱和由光伏组件组成的供电箱，所述供电箱与所述充电箱由光伏充电线连接。所述充电箱包括：控制单元，蓄电池，蓄电池充放电单元，电压输出单元。所述控制单元实时采集所述蓄电池输出的电压信号，经判断后输出过充保护控制信号或过放保护控制信号至所述蓄电池充放电单元，实现对蓄电池充放电过程的控制与保护。
进一步地，所述控制单元主要由微处理器组成。
进一步地，所述控制单元采集的所述蓄电池输出的电压值大于过充阀值时，所述控制单元输出过充保护控制信号至所述蓄电池充放电单元，关断蓄电池充电回路中的功率管。
优选地，所述过充保护控制信号高电平有效。
进一步地，所述控制单元采集的所述蓄电池输出的电压值低于过放阀值时，所述控制单元输出过放保护控制信号至所述蓄电池充放电单元，关断蓄电池放电回路中的功率管。
优选地，所述过放保护控制信号低电平有效。
进一步地，所述电压输出单元包括DC-DC模块、逆变模块及多种电压输出端口，所述电压输出端口包括USB端口、+12V输出端口、交流220V输出端口。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
传统光伏电源的充放电保护电路选用继电器等器件进行控制，由于光照及遮挡物对光伏组件的电流、电压有较大影响，很容易造成继电器误启动，从而损坏蓄电池。本实用新型应用微处理器组成的高性能控制单元，准确采集蓄电池输出的电压信号，经判断后输出控制信号对蓄电池的充放电进行保护控制，消除了因光照及遮挡物变化引起的充放电保护电路的误动作。
附图说明
图1为可充电光伏直流电源的组成框图；
图2为实施例给出的一种蓄电池充放电单元的电原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
一种可充电的光伏直流电源，其结构如图1所示，包括供电箱和充电箱。供电箱主要由光伏组件组成。供电箱与充电箱由光伏充电线连接。充电箱包括：控制单元，蓄电池，蓄电池充放电单元，电压输出单元。控制单元实时采集蓄电池输出的电压信号，经判断后输出过充保护控制信号及过放保护控制信号至蓄电池充放电单元，实现对蓄电池充放电过程的控制与保护。
控制单元主要由微处理器组成。微处理器可选用基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器ATmega16。
控制单元从并联在蓄电池两端的分压电阻的电压输出端采集蓄电池输出的电压信号，当采集值大于过充阀值时，控制单元输出过充保护控制信号至蓄电池充放电单元，关断蓄电池充电回路中的功率管，使蓄电池停止充电，从而防止蓄电池因过充电而损坏；当采集值小于过放阀值时，控制单元输出过放保护控制信号至蓄电池充放电单元，关断蓄电池放电回路中的功率管，使蓄电池停止放电，从而防止蓄电池因过放电而损坏。
优选地，过充保护控制信号高电平有效，即过充保护控制信号为高电平时关断蓄电池充电回路中的功率管；过放保护控制信号低电平有效，即过放保护控制信号为低电平时关断蓄电池放电回路中的功率管。
蓄电池充放电单元的电原理图如图2所示，主要包括充电功率管和放电功率管Q6、Q5(MOS管)。电路采用共正极设计，即光伏组件、蓄电池和负载的正极连在一起，图2中，PV+、PV-分别为光伏组件输出的正负极，BAT+、BAT-分别为蓄电池的正负极。
蓄电池充电工作过程：当蓄电池正常充电时，控制单元输出的过充保护控制信号为低电平，三极管Q4、Q7、Q8、Q9截止，Q10导通，MOS管Q6导通，光伏组件通过Q6给蓄电池充电；当蓄电池充电完成后，控制单元输出的过充保护控制信号变为高电平，三极管Q4、Q7、Q8、Q9导通，Q10截止，MOS管Q6截止，光伏组件给蓄电池充电的回路关闭，可防止蓄电池因过度充电而损坏。蓄电池两端的电压处于不同的阶段，控制单元输出的过充保护控制信号为不同频率和不同占空比的PWM波形。
蓄电池放电工作过程：当蓄电池正常放电(给负载供电)时，控制单元输出的过放保护控制信号为高电平，三极管Q2导通，Q3截止，MOS管Q5导通，蓄电池通过Q5给负载供电；当蓄电池处于欠压状态时，控制单元输出的过放保护控制信号为低电平，三极管Q2截止，Q3导通，MOS管Q5截止，蓄电池给负载供电回路断开，可防止蓄电池因过度放电而损坏。
电压输出单元包括DC-DC模块、逆变模块及USB、+12V、交流220V多种电压输出端口。蓄电池接DC-DC模块，可以根据具体需求输出多种标称值的直流电压，如+12V、+5V等；蓄电池接逆变模块还可以输出220V交流电压。
本实用新型不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本实用新型的构思和所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种可充电的光伏直流电源，其特征在于，包括：充电箱和由光伏组件组成的供电箱，所述供电箱与所述充电箱由光伏充电线连接；所述充电箱包括：控制单元，蓄电池，蓄电池充放电单元，电压输出单元；所述控制单元实时采集所述蓄电池输出的电压信号，经判断后输出过充保护控制信号或过放保护控制信号至所述蓄电池充放电单元，实现对蓄电池充放电过程的控制与保护。
2.根据权利要求1所述的可充电的光伏直流电源，其特征在于，所述控制单元主要由微处理器组成。
3.根据权利要求1所述的可充电的光伏直流电源，其特征在于，所述控制单元采集的所述蓄电池输出的电压值大于过充阀值时，所述控制单元输出过充保护控制信号至所述蓄电池充放电单元，关断蓄电池充电回路中的功率管。
4.根据权利要求3所述的可充电的光伏直流电源，其特征在于，所述过充保护控制信号高电平有效。
5.根据权利要求1所述的可充电的光伏直流电源，其特征在于，所述控制单元采集的所述蓄电池输出的电压值低于过放阀值时，所述控制单元输出过放保护控制信号至所述蓄电池充放电单元，关断蓄电池放电回路中的功率管。
6.根据权利要求5所述的可充电的光伏直流电源，其特征在于，所述过放保护控制信号低电平有效。
7.根据权利要求1所述的可充电的光伏直流电源，其特征在于，所述电压输出单元包括DC-DC模块、逆变模块及多种电压输出端口，所述电压输出端口包括USB端口、+12V输出端口、交流220V输出端口。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110178281A (zh) * | 2017-01-11 | 2019-08-27 | 三洋电机株式会社 | 管理装置和蓄电系统 |
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