CN205430123U - 一种太阳能对负载的充放电控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种太阳能对负载的充放电控制器，解决现有太阳能对蓄电池充放电控制不合理和负载、蓄电池寿命缩短的问题。其方案是，所述太阳能电池板与充电电路连接，充电电路与铅酸蓄电池连接，铅酸蓄电池与放电电路连接，放电电路与负载连接，铅酸蓄电池经A/D转换电路与主控芯片U1连接，主控芯片U1经充电光耦驱动电路与充电电路连接，主控芯片U1经放电光耦驱动电路与放电电路连接，主控芯片U1分别与电压显示电路、数据存储电路和串口通信电路连接。本实用新型对蓄电池电压的采集和显示，对蓄电池过充保护和短路保护，性能优良，可靠性高，可实时监视太阳能电池板和蓄电池状态，控制蓄电池最有充电，达到延长蓄电池的使用寿命。

Description

一种太阳能对负载的充放电控制器

技术领域

本实用新型涉及太阳能充放电技术领域，特别是一种太阳能对负载的充放电控制器。

背景技术

太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的重视，在人们的生活、工作中有广泛的作用，而目前市场上传统充放电控制器对蓄电池的充放电控制不合理，保护不够充分，对太阳能负载及利用不合理等现状，造成太阳能的浪费和蓄电池寿命的缩短，目前常用的蓄电池充电法控制器包括三种：恒流充电法、阶段充电法和恒压充电法，但是这些方法由于充电方式单一加上控制策略不够完善，都存在一定的局限性；另一方面，当蓄电池给负载供电时，由于控制器不能实时检测蓄电池的电压，很容易发生蓄电池的过充电的问题，将会导致蓄电池的深度放电，严重影响蓄电池和负载的寿命。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种太阳能对负载的充放电控制器，有效解决了现有太阳能对蓄电池充放电控制不合理、太阳能浪费和负载、蓄电池寿命缩短的问题。

其解决的技术方案是，包括太阳能电池板、充电电路、充电光耦驱动电路、铅酸蓄电池、A/D转换电路、主控芯片U1、电压显示电路、数据存储电路、串口通信电路、放电光耦驱动电路、放电电路和负载，所述太阳能电池板与充电电路连接，充电电路与铅酸蓄电池连接，铅酸蓄电池与放电电路连接，放电电路与负载连接，铅酸蓄电池经A/D转换电路与主控芯片U1连接，主控芯片U1经充电光耦驱动电路与充电电路连接，主控芯片U1经放电光耦驱动电路与放电电路连接，主控芯片U1分别与电压显示电路、数据存储电路和串口通信电路连接，所述太阳能对负载的充放电控制器包括主控芯片U1、芯片U4、芯片U3、芯片U2、蜂鸣器LS1、光耦合器U5、光耦合器U6和负载DS4，所述主控芯片U1的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚、5引脚、6引脚、7引脚和8引脚分别与芯片U4的18引脚、17引脚、16引脚、15引脚、14引脚、13引脚、12引脚和11引脚连接，芯片U4的1引脚、2引脚和3引脚分别与主控芯片U1的28引脚、17引脚和16引脚连接，芯片U4的4引脚经电容C7接地GND，芯片U4的7引脚、8引脚和10引脚都接地GND，芯片U4的9引脚经电阻R10接电源VCC，芯片U4的9引脚还经电阻R11接地GND，芯片U4的4引脚经电阻R9与芯片U4的19引脚连接，主控芯片U1的18引脚和19引脚分别与晶振Y1的一端和晶振Y1的另一端连接，晶振Y1的一端经电容C2接地GND，晶振Y1的另一端经电容C1接地GND，主控芯片U1的20引脚接地GND，主控芯片U1的40引脚和31引脚都接电源VCC，主控芯片U1的21引脚、22引脚和23引脚分别与显示器P2的4引脚、5引脚和6引脚连接，主控芯片U1的39引脚、38引脚、37引脚、36引脚、35引脚、34引脚、33引脚和32引脚分别与排阻P1的2引脚、3引脚、4引脚、5引脚、6引脚、7引脚、8引脚和9引脚连接，主控芯片U1的39引脚、38引脚、37引脚、36引脚、35引脚、34引脚、33引脚和32引脚分别与显示器P2的7引脚、8引脚、9引脚、10引脚、11引脚、12引脚、13引脚和14引脚连接，显示器P2的1引脚和16引脚都接地GND，显示器P2的2引脚接电源VCC，显示器P2的3引脚经滑动变阻器R2接地GND，显示器P2的15引脚经电阻R7接电源VCC，主控芯片U1的24引脚、25引脚和26引脚分别经电阻R1、电阻R2和电阻R3与发光二极管DS1的正极、发光二极管DS2的正极和发光二极管DS3的正极连接，发光二极管DS1的负极、发光二极管DS2的负极和发光二极管DS3的负极接电源VCC，主控芯片U1的27引脚经电阻R3与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极经蜂鸣器LS1接地GND，主控芯片U1的9引脚与电解电容C3的正极、按键S1的一端连接，按键S1的另一端与电解电容C3的负极连接，电解电容C3的负极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端接地GND，主控芯片U1的10引脚和11引脚分别与芯片U3的12引脚和11引脚连接，芯片U3的1引脚经电容C6与芯片U3的3引脚连接，芯片U3的4引脚经电容C8与芯片U3的5引脚连接，芯片U3的15引脚经电容C9与芯片U3的6引脚连接，芯片U3的2引脚经电容C5与芯片U3的16引脚连接，芯片U3的16引脚经电容C4接地GND，芯片U3的15引脚接地GND，芯片U3的16引脚接电源VCC，芯片U3的13引脚和14引脚分别与MAX232接口J1的3引脚和2引脚连接，MAX232接口J1的5引脚接地GND，主控芯片U1的13引脚经电阻R17与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极经电阻R13接电源VCC，三极管Q2的发射极与光耦合器U5的正极连接，光耦合器U5的集电极经电阻R20与两孔插口P3的2引脚连接，光耦合器U5的集电极经电阻R23与场效应管Q4的栅极连接，光耦合器U5的阴极和发射极都接地GND，两孔插口P3的2引脚依次经电阻R15和电阻R19接地GND，两孔插口P3的1引脚接地GND，两孔插口P3的2引脚与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与电解电容C10的正极连接，电解电容C10的负极接地GND，场效应管Q4的源极接地GND，场效应管Q4的漏极与两孔插口P4的2引脚连接，两孔插口P4的1引脚与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端经电阻R24与光耦合器U6的集电极连接，电阻R16的另一端经电阻R22与场效应管Q5的源极连接，稳压管D2的负极、电解电容C11的正极和二极管D3的负极均与两孔插口P2的1引脚连接，稳压管D2的正极、电解电容C11的负极和二极管D3的正极都与场效应管Q5的源极连接，二极管D3的负极与负载DS4的一端连接，负载DS4的另一端经滑动变阻器R12接地GND，场效应管Q5的漏极接地GND，光耦合器U6的集电极经电阻R21接电源VCC，光耦合器U6的正极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q3的集电极经电阻R14接电源VCC，三极管Q3的基极经电阻R18与芯片U1的12引脚连接，主控芯片U1的15引脚与芯片U2的6引脚连接，芯片U2的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚和7引脚都接地GND，芯片U2的8引脚接电源VCC。

本实用新型实现对蓄电池电压的采集和显示，对蓄电池过充保护和短路保护，该控制器性能优良，可靠性高，可实时监视太阳能电池板和蓄电池状态，控制蓄电池最有充电，达到延长蓄电池的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的控制器工作原理结构示意图；

图2为本实用新型的控制器工作原理电路连接图；

图3为本适应新型的控制器主程序流程图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

现结合图1至图3所示，本实用新型的太阳能对负载的充放电控制器，包括太阳能电池板、充电电路、充电光耦驱动电路、铅酸蓄电池、A/D转换电路、主控芯片U1、电压显示电路、数据存储电路、串口通信电路、放电光耦驱动电路、放电电路和负载，所述太阳能电池板与充电电路连接，充电电路与铅酸蓄电池连接，铅酸蓄电池与放电电路连接，放电电路与负载连接，铅酸蓄电池经A/D转换电路与主控芯片U1连接，主控芯片U1经充电光耦驱动电路与充电电路连接，主控芯片U1经放电光耦驱动电路与放电电路连接，主控芯片U1分别与电压显示电路、数据存储电路和串口通信电路连接，所述太阳能对负载的充放电控制器包括主控芯片U1、芯片U4、芯片U3、芯片U2、蜂鸣器LS1、光耦合器U5、光耦合器U6和负载DS4，所述主控芯片U1的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚、5引脚、6引脚、7引脚和8引脚分别与芯片U4的18引脚、17引脚、16引脚、15引脚、14引脚、13引脚、12引脚和11引脚连接，芯片U4的1引脚、2引脚和3引脚分别与主控芯片U1的28引脚、17引脚和16引脚连接，芯片U4的4引脚经电容C7接地GND，芯片U4的7引脚、8引脚和10引脚都接地GND，芯片U4的9引脚经电阻R10接电源VCC，芯片U4的9引脚还经电阻R11接地GND，芯片U4的4引脚经电阻R9与芯片U4的19引脚连接，主控芯片U1的18引脚和19引脚分别与晶振Y1的一端和晶振Y1的另一端连接，晶振Y1的一端经电容C2接地GND，晶振Y1的另一端经电容C1接地GND，主控芯片U1的20引脚接地GND，主控芯片U1的40引脚和31引脚都接电源VCC，主控芯片U1的21引脚、22引脚和23引脚分别与显示器P2的4引脚、5引脚和6引脚连接，主控芯片U1的39引脚、38引脚、37引脚、36引脚、35引脚、34引脚、33引脚和32引脚分别与排阻P1的2引脚、3引脚、4引脚、5引脚、6引脚、7引脚、8引脚和9引脚连接，主控芯片U1的39引脚、38引脚、37引脚、36引脚、35引脚、34引脚、33引脚和32引脚分别与显示器P2的7引脚、8引脚、9引脚、10引脚、11引脚、12引脚、13引脚和14引脚连接，显示器P2的1引脚和16引脚都接地GND，显示器P2的2引脚接电源VCC，显示器P2的3引脚经滑动变阻器R2接地GND，显示器P2的15引脚经电阻R7接电源VCC，主控芯片U1的24引脚、25引脚和26引脚分别经电阻R1、电阻R2和电阻R3与发光二极管DS1的正极、发光二极管DS2的正极和发光二极管DS3的正极连接，发光二极管DS1的负极、发光二极管DS2的负极和发光二极管DS3的负极接电源VCC，主控芯片U1的27引脚经电阻R3与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极经蜂鸣器LS1接地GND，主控芯片U1的9引脚与电解电容C3的正极、按键S1的一端连接，按键S1的另一端与电解电容C3的负极连接，电解电容C3的负极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端接地GND，主控芯片U1的10引脚和11引脚分别与芯片U3的12引脚和11引脚连接，芯片U3的1引脚经电容C6与芯片U3的3引脚连接，芯片U3的4引脚经电容C8与芯片U3的5引脚连接，芯片U3的15引脚经电容C9与芯片U3的6引脚连接，芯片U3的2引脚经电容C5与芯片U3的16引脚连接，芯片U3的16引脚经电容C4接地GND，芯片U3的15引脚接地GND，芯片U3的16引脚接电源VCC，芯片U3的13引脚和14引脚分别与MAX232接口J1的3引脚和2引脚连接，MAX232接口J1的5引脚接地GND，主控芯片U1的13引脚经电阻R17与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极经电阻R13接电源VCC，三极管Q2的发射极与光耦合器U5的正极连接，光耦合器U5的集电极经电阻R20与两孔插口P3的2引脚连接，光耦合器U5的集电极经电阻R23与场效应管Q4的栅极连接，光耦合器U5的阴极和发射极都接地GND，两孔插口P3的2引脚依次经电阻R15和电阻R19接地GND，两孔插口P3的1引脚接地GND，两孔插口P3的2引脚与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与电解电容C10的正极连接，电解电容C10的负极接地GND，场效应管Q4的源极接地GND，场效应管Q4的漏极与两孔插口P4的2引脚连接，两孔插口P4的1引脚与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端经电阻R24与光耦合器U6的集电极连接，电阻R16的另一端经电阻R22与场效应管Q5的源极连接，稳压管D2的负极、电解电容C11的正极和二极管D3的负极均与两孔插口P2的1引脚连接，稳压管D2的正极、电解电容C11的负极和二极管D3的正极都与场效应管Q5的源极连接，二极管D3的负极与负载DS4的一端连接，负载DS4的另一端经滑动变阻器R12接地GND，场效应管Q5的漏极接地GND，光耦合器U6的集电极经电阻R21接电源VCC，光耦合器U6的正极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q3的集电极经电阻R14接电源VCC，三极管Q3的基极经电阻R18与芯片U1的12引脚连接，主控芯片U1的15引脚与芯片U2的6引脚连接，芯片U2的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚和7引脚都接地GND，芯片U2的8引脚接电源VCC。

所述主控芯片U1为STC89C52-40单片机。

所述芯片U4为A/D转换器AD0804。

所述芯片U2为一个2K串行CMOSE2PROM的AT24C02。

本实用新型在使用时，

以STC89C52-40单片机为主控芯片U1，利用分压电路对蓄电池的电压进行采样，然后经A/D转换器U4将检测电压数据输入到STC89C52-40主控芯片U1，进行分析处理，处理后的信号经液晶显示器P2将当前电压值显示，这样方便调整；当STC89C52-40单片机U1检测蓄电池充电的电压值超过14.5V，造成过充电时，蜂鸣器LS1报警，STC89C52-40单片机U1在软件程序的控制下，输出PWM控制信号，经光耦合器U5和光耦合器U6控制场效应管Q2和场效应管Q3的通断，进而控制蓄电池的充放电状态，该系统蓄电池的最优化充电，有效延长蓄电池的寿命。

本实用新型实现对蓄电池电压的采集和显示，对蓄电池过充保护、过放保护和短路保护，该控制器性能优良，可靠性高，可实时监视太阳能电池板和蓄电池状态，控制蓄电池最有充电，达到延长蓄电池的使用寿命。

Claims (4)

1.一种太阳能对负载的充放电控制器，其特征在于，包括太阳能电池板、充电电路、充电光耦驱动电路、铅酸蓄电池、A/D转换电路、主控芯片U1、电压显示电路、数据存储电路、串口通信电路、放电光耦驱动电路、放电电路和负载，所述太阳能电池板与充电电路连接，充电电路与铅酸蓄电池连接，铅酸蓄电池与放电电路连接，放电电路与负载连接，铅酸蓄电池经A/D转换电路与主控芯片U1连接，主控芯片U1经充电光耦驱动电路与充电电路连接，主控芯片U1经放电光耦驱动电路与放电电路连接，主控芯片U1分别与电压显示电路、数据存储电路和串口通信电路连接，所述太阳能对负载的充放电控制器包括主控芯片U1、芯片U4、芯片U3、芯片U2、蜂鸣器LS1、光耦合器U5、光耦合器U6和负载DS4，所述主控芯片U1的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚、5引脚、6引脚、7引脚和8引脚分别与芯片U4的18引脚、17引脚、16引脚、15引脚、14引脚、13引脚、12引脚和11引脚连接，芯片U4的1引脚、2引脚和3引脚分别与主控芯片U1的28引脚、17引脚和16引脚连接，芯片U4的4引脚经电容C7接地GND，芯片U4的7引脚、8引脚和10引脚都接地GND，芯片U4的9引脚经电阻R10接电源VCC，芯片U4的9引脚还经电阻R11接地GND，芯片U4的4引脚经电阻R9与芯片U4的19引脚连接，主控芯片U1的18引脚和19引脚分别与晶振Y1的一端和晶振Y1的另一端连接，晶振Y1的一端经电容C2接地GND，晶振Y1的另一端经电容C1接地GND，主控芯片U1的20引脚接地GND，主控芯片U1的40引脚和31引脚都接电源VCC，主控芯片U1的21引脚、22引脚和23引脚分别与显示器P2的4引脚、5引脚和6引脚连接，主控芯片U1的39引脚、38引脚、37引脚、36引脚、35引脚、34引脚、33引脚和32引脚分别与排阻P1的2引脚、3引脚、4引脚、5引脚、6引脚、7引脚、8引脚和9引脚连接，主控芯片U1的39引脚、38引脚、37引脚、36引脚、35引脚、34引脚、33引脚和32引脚分别与显示器P2的7引脚、8引脚、9引脚、10引脚、11引脚、12引脚、13引脚和14引脚连接，显示器P2的1引脚和16引脚都接地GND，显示器P2的2引脚接电源VCC，显示器P2的3引脚经滑动变阻器R2接地GND，显示器P2的15引脚经电阻R7接电源VCC，主控芯片U1的24引脚、25引脚和26引脚分别经电阻R1、电阻R2和电阻R3与发光二极管DS1的正极、发光二极管DS2的正极和发光二极管DS3的正极连接，发光二极管DS1的负极、发光二极管DS2的负极和发光二极管DS3的负极接电源VCC，主控芯片U1的27引脚经电阻R3与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极经蜂鸣器LS1接地GND，主控芯片U1的9引脚与电解电容C3的正极、按键S1的一端连接，按键S1的另一端与电解电容C3的负极连接，电解电容C3的负极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端接地GND，主控芯片U1的10引脚和11引脚分别与芯片U3的12引脚和11引脚连接，芯片U3的1引脚经电容C6与芯片U3的3引脚连接，芯片U3的4引脚经电容C8与芯片U3的5引脚连接，芯片U3的15引脚经电容C9与芯片U3的6引脚连接，芯片U3的2引脚经电容C5与芯片U3的16引脚连接，芯片U3的16引脚经电容C4接地GND，芯片U3的15引脚接地GND，芯片U3的16引脚接电源VCC，芯片U3的13引脚和14引脚分别与MAX232接口J1的3引脚和2引脚连接，MAX232接口J1的5引脚接地GND，主控芯片U1的13引脚经电阻R17与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极经电阻R13接电源VCC，三极管Q2的发射极与光耦合器U5的正极连接，光耦合器U5的集电极经电阻R20与两孔插口P3的2引脚连接，光耦合器U5的集电极经电阻R23与场效应管Q4的栅极连接，光耦合器U5的阴极和发射极都接地GND，两孔插口P3的2引脚依次经电阻R15和电阻R19接地GND，两孔插口P3的1引脚接地GND，两孔插口P3的2引脚与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极与电解电容C10的正极连接，电解电容C10的负极接地GND，场效应管Q4的源极接地GND，场效应管Q4的漏极与两孔插口P4的2引脚连接，两孔插口P4的1引脚与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端经电阻R24与光耦合器U6的集电极连接，电阻R16的另一端经电阻R22与场效应管Q5的源极连接，稳压管D2的负极、电解电容C11的正极和二极管D3的负极均与两孔插口P2的1引脚连接，稳压管D2的正极、电解电容C11的负极和二极管D3的正极都与场效应管Q5的源极连接，二极管D3的负极与负载DS4的一端连接，负载DS4的另一端经滑动变阻器R12接地GND，场效应管Q5的漏极接地GND，光耦合器U6的集电极经电阻R21接电源VCC，光耦合器U6的正极与三极管Q3的发射极连接，三极管Q3的集电极经电阻R14接电源VCC，三极管Q3的基极经电阻R18与芯片U1的12引脚连接，主控芯片U1的15引脚与芯片U2的6引脚连接，芯片U2的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚和7引脚都接地GND，芯片U2的8引脚接电源VCC。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能对负载的充放电控制器，其特征在于，所述主控芯片U1为STC89C52-40单片机。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能对负载的充放电控制器，其特征在于，所述芯片U4为A/D转换器AD0804。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能对负载的充放电控制器，其特征在于，所述芯片U2为一个2K串行CMOSE2PROM的AT24C02。