CN206850510U - 一种新型mppt充电控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型MPPT充电控制器，包括蓄电池、MPPT控制模块、降压转换模块、升压转换模块和电机控制模块，所述MPPT控制模块控制所述降压转换模块、所述升压转换模块和所述电机控制模块。本实用新型能够采集太阳能板和蓄电池的电压并进行控制，保证让太阳能板所吸收的所有能量充进蓄电池；该充电控制器还具备电机控制功能，能够为太阳能路灯配套设置一个带电机的清扫装置，实现对太阳能板的清扫功能，保障太阳能面板的光电转换效率，且充电控制器还具备无线模块，可以方便维护人员进行远程维护命令的发布，不需要维修人员亲临现场就可完成太阳能板的清扫工作。

Description

一种新型MPPT充电控制器

技术领域

本实用新型涉及太阳能充电控制技术领域，特别涉及一种新型MPPT充电控制器。

背景技术

随着LED技术的成熟，其在照明领域得到越来越多的推广应用，LED路灯以其突出的示范效应成为各类半导体照明技术中的一大亮点，其中以太阳能路灯最为突出。太阳能路灯原理是白天将光能转化为电能并进行储存，晚上将储存的电能再用于照明供电。但是，目前大多数的太阳能路灯都存在储能方面的缺陷导致路灯自带的蓄电池烧毁。另一方面，大多数的路灯都不具备清扫功能，导致太阳能面板上的积尘越来越多，导致光电转换效率降低，且维修人员必须到现场进行清理工作。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种新型MPPT 充电控制器，能够采集太阳能板和蓄电池的电压并进行控制，保证让太阳能板所吸收的所有能量充进蓄电池；该充电控制器还具备电机控制功能，能够为太阳能路灯配套设置一个带电机的清扫装置，实现对太阳能板的清扫功能，保障太阳能面板的光电转换效率，且充电控制器还具备无线模块，可以方便维护人员进行远程维护命令的发布，不需要维修人员亲临现场就可完成太阳能板的清扫工作。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

本实用新型所述的一种新型MPPT充电控制器，与太阳能板连接，包括蓄电池、MPPT控制模块、降压转换模块、升压转换模块和电机控制模块，所述降压转换模块输入端连接所述太阳能板的正负极，所述降压转换模块的控制端连接所述MPPT控制模块，所述降压转换模块输出端连接所述蓄电池的正负极；所述升压转换模块的输入端连接所述蓄电池的正负极，所述升压转换模块的控制端连接所述MPPT控制模块，所述升压转换模块的输出端连接LED光源；所述电机控制模块的输入端连接所述蓄电池的正负极，所述电机控制模块的控制端连接所述MPPT控制模块，所述电机控制模块的输出端连接带有电机的清扫装置；所述MPPT控制模块包括MCU控制单元以及与所述MCU控制单元相连的Zigbee模块、采样模块，所述采样模块采集所述太阳能板和蓄电池的电压，所述MCU控制单元分别与所述降压转换模块的控制端、所述升压转换模块的控制端电连接，驱动所述降压转换模块对太阳能板进行降压控制和/或驱动所述升压转换模块对所述蓄电池进行升压控制；所述MCU控制单元还与所述电机控制模块的控制端电连接，驱动所述电机控制模块对所述带有电机的清扫装置进行控制操作。

优选的，还包括防雷模块，所述防雷模块由双向稳压二极管D1与所述太阳能板正负极电连接组成；

优选的，还包括防反接模块，所述防反接模块包括MOS管Q1、电容C1，所述电容C1正极端与所述太阳能板正极电连接，所述电容C1负极端与所述 MOS管Q1 S极端电连接，所述MOS管Q1 D极端与所述太阳能板负极电连接。

优选的，所述降压转换模块包括MOS管Q2、所述电容C1、肖特基二极管D2、电感L1、电阻R1、电容C2，所述MOS管Q2 D极端与所述电容C1 正极端电连接，所述MOS管Q2 S极端与所述肖特基二极管D2阴极端电连接，所述肖特基二极管D2阳极端与所述电容C1负极端电连接，所述电阻R1两端分别电连接所述肖特基二极管D2阳极端和所述电容C2负极端，所述电感L1 两端分别电连接所述肖特基二极管D2阴极端和所述电容C2阳极端；所述电容 C2正极端还与所述蓄电池正极电连接，所述电容C2负极端电连接所述蓄电池负极；所述电容C1正极端还与所述太阳能板正极电连接，所述电容C2负极端电连接所述MOS管Q1D极端。

优选的，所述升压转换模块包括电感L2、MOS管Q3、肖特基二极管D3、电容C3、电阻R2、MOS管Q4，所述电感L2一端电连接所述蓄电池正极，另一端电连接所述肖特基二极管D3正极，所述肖特基二极管D3负极电连接所述电容C3正极，所述电容C3负极电连接所述蓄电池负极，所述MOS管Q3 D 极端电连接所述肖特基二极管D3正极，所述MOS管Q3 S极端电连接所述蓄电池负极，所述电阻R2两端分别与所述电容C3负极端和所述MOS管Q4 S 极端电连接，所述MOS管Q4 D极端和所述肖特基二极管D3负极作为输出端分别与所述LED光源的正负极电连接。

优选的，所述电机控制模块包括电阻R3、MOS管Q5、MOS管Q6、MOS 管Q7、MOS管Q8，所述MOS管Q5 D极端电连接所述蓄电池正极，所述 MOS管Q5 S极端电连接所述MOS管Q7 D极端，所述MOS管Q6 D极端电连接所述蓄电池正极，所述MOS管Q6 S极端电连接所述MOS管Q8 D极端，所述MOS管Q7 D极端和所述MOS管Q8 D极端均与所述电阻R3的相同一端电连接，所述电阻R3的另一端电连接所述蓄电池负极；所述MOS管 Q7 S极端和所述MOS管Q8 S极端作为所述电机控制模块的输出端分别与所述带有电机的清扫装置的正负极电连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型由于采用了降压转换模块、升压转换模块和电机控制模块三个功能模块，通过MPPT控制模块对太阳能板和蓄电池的电压进行采集，并控制上述功能模块，保证让太阳能板所吸收的所有能量充进蓄电池；该充电控制器具备电机控制功能，能够为太阳能路灯配套设置一带电机的清扫装置，实现对太阳能板的清扫功能，保障太阳能面板的光电转换效率，且充电控制器还具备无线模块，可以方便维护人员进行远程维护命令的发布，不需要维修人员亲临现场就可完成太阳能板的清扫工作。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例所示的电路和原理框图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种新型MPPT充电控制器。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更佳清楚、明确，以下参考附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

本实用新型所述的一种新型MPPT充电控制器，与太阳能板1连接，包括蓄电池2、MPPT控制模块6、降压转换模块3、升压转换模块4和电机控制模块5。

降压转换模块3的输入端连接太阳能板1的正负极，降压转换模块3的控制端连接MPPT控制模块6，降压转换模块3的输出端连接蓄电池2的正负极。

升压转换模块4的输入端连接蓄电池2的正负极，升压转换模块4的控制端连接MPPT控制模块6，升压转换模块4的输出端连接LED光源。

电机控制模块5的输入端连接蓄电池2的正负极，电机控制模块5的控制端连接MPPT控制模块6，电机控制模块5的输出端连接带有电机的清扫装置。

MPPT控制模块6包括MCU控制单元以及与MCU控制单元相连的 Zigbee模块、采样模块，采样模块用以采集太阳能板1和蓄电池2的电压， MCU控制单元分别与降压转换模块3的控制端、升压转换模块4的控制端电连接，驱动降压转换模块3对太阳能板1进行降压控制，或者，驱动升压转换模块4对蓄电池2进行升压控制；在一些实施例中，MCU控制单元同时驱动降压转换模块3对太阳能板1进行降压控制和驱动升压转换模块4对蓄电池2进行升压控制，这都是可行的。MCU控制单元还与电机控制模块6的控制端电连接，驱动电机控制模块6对带有电机的清扫装置进行控制操作。

在一些实施例中，新型MPPT充电控制器还包括防雷模块7，防雷模块7 由双向稳压二极管D1与太阳能板1的正负极电连接组成；

在一些实施例中，新型MPPT充电控制器还包括防反接模块8，防反接模块8包括MOS管Q1、电容C1，电容C1正极端与太阳能板1正极电连接，电容C1负极端与MOS管Q1的S极端电连接，MOS管Q1的D极端与太阳能板1的负极电连接。

在一些实施例中，降压转换模块3包括MOS管Q2、电容C1、肖特基二极管D2、电感L1、电阻R1、电容C2，MOS管Q2的D极端与电容C1的正极端电连接，MOS管Q2的S极端与肖特基二极管D2的阴极端电连接，肖特基二极管D2的阳极端与电容C1的负极端电连接，电阻R1的两端分别电连接肖特基二极管D2的阳极端和电容C2的负极端，电感L1的两端分别电连接肖特基二极管D2的阴极端和电容C2的阳极端；电容C2的正极端还与蓄电池2 的正极电连接，电容C2的负极端电连接蓄电池2的负极；电容C1的正极端还与太阳能板1的正极电连接，电容C2的负极端电连接MOS管Q1的D极端。

在一些是实施例中，升压转换模块4包括电感L2、MOS管Q3、肖特基二极管D3、电容C3、电阻R2、MOS管Q4，电感L2的一端电连接蓄电池2的正极，另一端电连接肖特基二极管D3的正极，肖特基二极管D3的负极电连接电容C3的正极，电容C3的负极电连接蓄电池2的负极，MOS管Q3的D极端电连接肖特基二极管D3的正极，MOS管Q3的S极端电连接蓄电池2的负极，电阻R2的两端分别与电容C3的负极端和MOS管Q4的S极端电连接， MOS管Q4的D极端和肖特基二极管D3的负极作为输出端分别与LED光源的正负极电连接。

在一些实施例中，电机控制模块5包括电阻R3、MOS管Q5、MOS管 Q6、MOS管Q7、MOS管Q8，MOS管Q5的D极端电连接蓄电池2的正极， MOS管Q5的S极端电连接MOS管Q7的D极端，MOS管Q6的D极端电连接蓄电池2的正极，MOS管Q6的S极端电连接MOS管Q8的D极端， MOS管Q7的D极端和MOS管Q8的D极端均与电阻R3的相同一端电连接，电阻R3的另一端电连接蓄电池2的负极；MOS管Q7的S极端和MOS管 Q8的S极端作为电机控制模块5的输出端分别与带有电机的清扫装置的正负极电连接。

其工作原理如下：

在早晨，太阳出现，太阳能光伏板电压升高，MCU控制单元通过采样模块采样到太阳能板电压大于7V，判断天亮，熄灭掉路灯，当太阳能板电压大于蓄电池电压，MOS管Q1开通，MOS管Q2发出PWM波，由电容C1、MOS 管Q2、肖特基二极管D2、电感L1组成的降压电路，对太阳能板的电压进行控制，对太阳能板进行MPPT(Max power point trace)跟踪，让太阳能板所吸收的所有能量充进蓄电池。

放电部分

在天黑，太阳消失，太阳能板电压降低，MCU通过采样模块采样到太阳能板电压小于5V，判断天黑，驱动LED路灯，由电感L2、MOS管Q3、肖特基二极管D3、电容C3、MOS管Q4组成的升压电路，把蓄电池的电压升高到LED 灯所需要的电压，并进行恒流控制器，让LED灯工作在稳定状态。

清扫部分

清扫器采用的是一个直流电机，通过控制器加在直流电机两端的电压来改变直流电流的转动方向，达到让清扫器工作。由MOS管Q5、MOS管Q6、 MOS管Q7、MOS管Q8组成的桥，当MOS管Q5、MOS管Q8导通，MOS 管Q6、MOS管Q7断开，给直流电机加上正向电压，电机正向移动，当MOS 管Q5、MOS管Q8断开，MOS管Q6、MOS管Q7导通，给直流电机加上反向电压，电机反向移动。通过电机的正向和/或反向移动带动清扫装置的不同方向移动，达到清扫太阳能板的目的。

由于还具有Zigbee无线模块，因此，新型MPPT充电控制器还可以根据使用者或维护者的需求进行无线控制，由外部终端将命令通过Zigbee无线模块传送给MCU控制单元，再由MCU控制单元进行命令的执行。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种新型MPPT充电控制器，与太阳能板连接，其特征在于：包括蓄电池、MPPT控制模块、降压转换模块、升压转换模块和电机控制模块，

所述降压转换模块输入端连接所述太阳能板的正负极，所述降压转换模块的控制端连接所述MPPT控制模块，所述降压转换模块输出端连接所述蓄电池的正负极；

所述升压转换模块的输入端连接所述蓄电池的正负极，所述升压转换模块的控制端连接所述MPPT控制模块，所述升压转换模块的输出端连接LED光源；

所述电机控制模块的输入端连接所述蓄电池的正负极，所述电机控制模块的控制端连接所述MPPT控制模块，所述电机控制模块的输出端连接带有电机的清扫装置；

所述MPPT控制模块包括MCU控制单元以及与所述MCU控制单元相连的Zigbee模块、采样模块，所述采样模块采集所述太阳能板和蓄电池的电压，

所述MCU控制单元分别与所述降压转换模块的控制端、所述升压转换模块的控制端电连接，驱动所述降压转换模块对太阳能板进行降压控制和/或驱动所述升压转换模块对所述蓄电池进行升压控制；

所述MCU控制单元还与所述电机控制模块的控制端电连接，驱动所述电机控制模块对所述带有电机的清扫装置进行控制操作。

2.根据权利要求1所述的一种新型MPPT充电控制器，其特征在于，还包括防雷模块，所述防雷模块由双向稳压二极管D1与所述太阳能板正负极电连接组成。

3.根据权利要求2所述的一种新型MPPT充电控制器，其特征在于，还包括防反接模块，所述防反接模块包括MOS管Q1、电容C1，所述电容C1正极端与所述太阳能板正极电连接，所述电容C1负极端与所述MOS管Q1S极端电连接，所述MOS管Q1D极端与所述太阳能板负极电连接。

4.根据权利要求3所述的一种新型MPPT充电控制器，其特征在于，所述降压转换模块包括MOS管Q2、所述电容C1、肖特基二极管D2、电感L1、电阻R1、电容C2，所述MOS管Q2D极端与所述电容C1正极端电连接，所述MOS管Q2S极端与所述肖特基二极管D2阴极端电连接，所述肖特基二极管D2阳极端与所述电容C1负极端电连接，所述电阻R1两端分别电连接所述肖特基二极管D2阳极端和所述电容C2负极端，所述电感L1两端分别电连接所述肖特基二极管D2阴极端和所述电容C2阳极端；所述电容C2正极端还与所述蓄电池正极电连接，所述电容C2负极端电连接所述蓄电池负极；所述电容C1正极端还与所述太阳能板正极电连接，所述电容C2负极端电连接所述MOS管Q1D极端。

5.根据权利要求4所述的一种新型MPPT充电控制器，其特征在于，所述升压转换模块包括电感L2、MOS管Q3、肖特基二极管D3、电容C3、电阻R2、MOS管Q4，所述电感L2一端电连接所述蓄电池正极，另一端电连接所述肖特基二极管D3正极，所述肖特基二极管D3负极电连接所述电容C3正极，所述电容C3负极电连接所述蓄电池负极，所述MOS管Q3D极端电连接所述肖特基二极管D3正极，所述MOS管Q3S极端电连接所述蓄电池负极，所述电阻R2两端分别与所述电容C3负极端和所述MOS管Q4S极端电连接，所述MOS管Q4D极端和所述肖特基二极管D3负极作为输出端分别与所述LED光源的正负极电连接。

6.根据权利要求5所述的一种新型MPPT充电控制器，其特征在于，所述电机控制模块包括电阻R3、MOS管Q5、MOS管Q6、MOS管Q7、MOS管Q8，所述MOS管Q5D极端电连接所述蓄电池正极，所述MOS管Q5S 极端电连接所述MOS管Q7D极端，所述MOS管Q6D极端电连接所述蓄电池正极，所述MOS管Q6S极端电连接所述MOS管Q8D极端，所述MOS管Q7D极端和所述MOS管Q8D极端均与所述电阻R3的相同一端电连接，所述电阻R3的另一端电连接所述蓄电池负极；所述MOS管Q7S极端和所述MOS管Q8S极端作为所述电机控制模块的输出端分别与所述带有电机的清扫装置的正负极电连接。