CN207117286U - 一种多功能太阳能家用直流ups电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能太阳能家用直流UPS电源系统，包括最大功率跟踪电路、光伏组件输入电路、反灌保护电路、MCU控制电路以及负载电路；光伏组件输入电路的输出端连接所述最大功率跟踪电路输入端第一输入端；最大功率跟踪电路输出端连接反灌保护电路输入端；MCU控制电路连接所述最大跟踪电路第二输入端；反灌保护电路输出端连接负载电路输入端，在传统的电路结构中，反接、反灌位置使用肖特基二极管，由于二极管的正向压降较高，造成的电路开通损耗和关断损耗较大，使用场效应管代替可降低电源系统电路的损耗比，通过此电路结构，可降低电路的发热功率，提高电路变压效率。

Description

一种多功能太阳能家用直流UPS电源系统

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，更具体地说，涉及一种多功能太阳能家用直流UPS电源系统。

背景技术

在传统MPPT电路中，反接、反灌的通用做法是使用肖特基二极管，但是二极管的正向压降比较高，尤其在大电流时，其正向压降超过0.5V，从而造成其电路的开通损耗和关断损耗相对较高，电路的发热较高等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种多功能太阳能家用直流UPS电源系统，其使用场效应管电梯肖特基二极管，降低电路损耗以及电路的发热量。

本实用新型第一方面提供一种多功能太阳能家用直流UPS电源系统，其特征在于，包括最大功率跟踪电路、光伏组件输入电路、反灌保护电路、MCU控制电路以及负载电路；所述光伏组件输入电路的输出端连接所述最大功率跟踪电路输入端第一输入端；所述最大功率跟踪电路输出端连接所述反灌保护电路输入端第一输入端；所述反灌保护电路第二输入端连接所述MCU控制电路；所述MCU控制电路连接所述最大跟踪电路第二输入端；所述反灌保护电路输出端连接所述负载电路输入端；

所述最大功率跟踪电路包括降压电路和升压电路，所述降压电路输出端连接所述升压电路的输入端；所述降压电路包括第一电感、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容；所述第一场效应的漏极作为所述最大功率跟踪电路第一输入端；所述第一场效应管源极连接所述第一电感一端以及所述第二场效应管漏极以及所述第六电阻一端以及所述第三二极管正极以及所述第二二极管正极以及所述第七电容一端以及所述第八电容一端以及所述第一二极管负极以及所述第五电阻一端以及所述第六电阻另一端；所述第一场效应管栅极连接所述第四电阻一端以及所述第五电阻另一端；所述第四电阻另一端连接所述第一二极管正极；所述第七电容另一端连接所述第八电容另一端以及第二二极管负极；所述第二场效应管源极连接所述第三场效应管漏极；所述第二场效应管栅极连接所述第七电阻一端以及所述第八电阻一端所述第七电阻另一端连接所述第四二极管正极；所述第四二极管负极连接所述第八电阻另一端以及第九电阻一端以及所述第五二极管正极以及所述第六电阻负极；所述第五二极管负极以及所述第六二极管正极两端并联这所述第九电容以及所述第十电容；所述第六二极管正极以及所述第九电阻另一端之间地连接；所述第三场效应管栅极连接所述第十二电阻一端；所述第十二电阻另一端连接所述第一三极管发射极；所述第一三极管集电极连接所述第十电阻一端；所述第一三极管基极连接所述第十一电阻一端；所述第十电阻另一端连接所述第十一电阻另一端以及所述第二三极管集电极；所述第二三极管发射极以及所述第十四电阻一端以及所述第三场效应管源极之间地连接；所述第二三极管基极连接所述第十三电阻一端以及所述第十四电阻另一端；所述第二二极管正极连接所述第五二极管正极以及所述第十三电阻另一端并作为所述最大功率跟踪电路的第二输入端；

所述升压电路包括所述第一电感、第四场效应管、第五场效应管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、二十电阻、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、第十一电容、第十二电容、第十三电容和第十四电容；所述第一电感另一端连接所述第四场效应管漏极以及所述第五场效应管源极；所述第四场效应管栅极连接所述第十五电阻一端以及所述第十六电阻一端；所述第十五电阻另一端连接所述第七二极管正极；所述第七二极管负极连接所述第十六电阻另一端以及所述第十七电阻一端以及所述第八二极管正极以及所述第九二极管负极；所述第十一电容以及所述第十二电容并联与所述第八二极管负极与所述第九二极管正极之间；所述第十二二极管与所述第四场效应管漏极以及所述第九二极管正极之间地连接；所述第五场效应栅极连接所述第二十电阻一端以及所述第十九电阻一端；所述第二十电阻另一端连接所述第十二极管正极；所述第十二极管负极连接所述第十九电阻另一端以及所述第十八电阻一端以及所述第十一二极管负极以及所述第十二二极管正极；所述第十三电容以及所述第十四电容并联于所述第十一二极管正极与所述第十二二极管负极之间；所述第十八电阻另一端连接所述第五场效应管漏极；所述第十二二极管正极连接所述第八二极管正极并作为所述最大功率跟踪电路的第二输入端；所述第五场效应管的源极作为所述最大功率跟踪电路的输出端。

在第一方面的第一种可选方案中，所述光伏组件输入电路包括太阳能板、保险丝、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻；所述太阳能板连接所述保险丝一端、所述保险丝另一端连接所述第一电阻一端以及所述第一电容一端以及所述第二电容一端以及所述第三电容一端以及所述第四电容一端并作为所述光伏组件输入电路的输出端；所述第一电容另一端连接所述第二电容另一端以及所述第三电容另一端以及所述第四电容另一端；所述第一电阻另一端连接所述第二电阻一端以及第三电阻一端；所述第三电阻另一端连接所述第五电容一端以及所述第六电容另一端；所述第二电阻另一端以及所述第五电容另一端以及所述第六电容另一端之间地连接。

在第一方面的第二种可选方案中，所述反灌保护电路包括第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容和第二电感、所述第十五电容一端连接所述第十六电容一端以及第二电感一端并作为所述反灌保护电路的输入端；所述第二电感另一端连接所述第十七电容一端以及所述第十八电容一端并作为所述反灌保护电路输出端；所述第十五电容另一端以及所述第十六电容另一端以及所述第十七电容另一端以及所述第十八电容另一端之间连接并作为所述反灌保护电路的第二输入端。

本实用新型有益效果在于：在传统的电路结构中，反接、反灌位置使用肖特基二极管或快恢复二极管，分别起续流、输入反接保护、输出反灌保护使用；在整个功率回路中，取而代之的都是场效应管；由于二极管的正向压降较高，造成的电路开通损耗和关断损耗较大，使用场效应管代替可降低电源系统电路的损耗比，通过此电路结构，可降低电路的发热功率，提高电路变压效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：

图1是本实用新型较佳实施例的电路原理框架图；

图2是本实用新型较佳实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型较佳实施例的多功能太阳能家用直流UPS电源系统如图1和图2所示，包括最大功率跟踪电路202、光伏组件输入电路201、反灌保护电路206、MCU控制电路205以及负载电路207；光伏组件输入电路的输出端连接最大功率跟踪电路输入端第一输入端；最大功率跟踪电路输出端连接反灌保护电路输入端；MCU控制电路连接最大跟踪电路第二输入端；反灌保护电路输出端连接负载电路输入端；

最大功率跟踪电路202包括降压电路203和升压电路204，降压电路203输出端连接升压电路204的输入端；降压电路203包括第一电感L1、第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第三场效应管Q3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第一三极管Q6、第二三极管7、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10；第一场效应管Q1的漏极作为最大功率跟踪电路202第一输入端；第一场效应管Q1源极连接第一电感L1一端以及第二场效应管Q2漏极以及第六电阻R6一端以及第三二极管D3正极以及第二二极管D2正极以及第七电容C7一端以及第八电容C8一端以及第一二极管D1负极以及第五电阻R5一端以及第六电阻R6另一端；第一场效应管Q1栅极连接第四电阻R4一端以及第五电阻R5另一端；第四电阻R4另一端连接第一二极管D1正极；第七电容C7另一端连接第八电容C8另一端以及第二二极管D2负极；第二场效应管Q2源极连接第三场效应管Q3漏极；第二场效应管Q2栅极连接第七电阻R7一端以及第八电阻R8一端第七电阻R7另一端连接第四二极管D4正极；第四二极管D4负极连接第八电阻R8另一端以及第九电阻R9一端以及第五二极管D5正极以及第六电阻R6负极；第五二极管D5负极以及第六二极管D6正极两端并联第九电容C9以及第十电容C10；第六二极管D6正极以及第九电阻R9另一端之间地连接；第三场效应管Q3栅极连接第十二电阻R12一端；第十二电阻R12另一端连接第一三极管Q1发射极；第一三极管Q1集电极连接第十电阻R10一端；第一三极管Q1基极连接第十一电阻R11一端；第十电阻R10另一端连接第十一电阻R11另一端以及第二三极管D2集电极；第二三极管D2发射极以及第十四电阻R14一端以及第三场效应管Q3源极之间地连接；第二三极管D2基极连接第十三电阻R13一端以及第十四电阻R14另一端；第二二极管D2正极连接第五二极管D5正极以及第十三电阻R13另一端并作为最大功率跟踪电路202的第二输入端；

升压电路204包括所述第一电感L1、第四场效应管Q4、第五场效应管Q5、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第十一二极管D11、第十二二极管D12、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13和第十四电容C14；第一电感L1另一端连接第四场效应管Q4漏极以及所述第五场效应管Q5源极；第四场效应管Q4栅极连接第十五电阻R15一端以及第十六电阻R16一端；第十五电阻R15另一端连接第七二极管Q7正极；第七二极管Q7负极连接第十六电阻R16另一端以及第十七电阻R17一端以及第八二极管D8正极以及第九二极管D9负极；第十一电容C11以及第十二电容C12并联于第八二极管D8负极与第九二极管D9正极之间；第十二二极管D12与第四场效应管Q4漏极以及第九二极管D9正极之间地连接；第五场效应管Q5栅极连接第二十电阻月0一端以及第十九电阻R19一端；第二十电阻R20另一端连接第十二极管D12正极；第十二极管D12负极连接第十九电阻R19另一端以及第十八电阻R18一端以及第十一二极管D11负极以及第十二二极管D12正极；第十三电容C13以及第十四电容C14并联于第十一二极管D11正极与第十二二极管D12负极之间；第十八电阻R18另一端连接第五场效应管Q5漏极；第十二二极管D12正极连接第八二极管D8正极并作为最大功率跟踪电路202的第二输入端；第五场效应管Q5的源极作为最大功率跟踪电路202的输出端；在传统的电路结构中，Q1，Q2，Q3,Q4，Q5位置使用肖特基二极管或快恢复二极管，分别起续流、输入反接保护、输出反灌保护使用；在整个功率回路中，取而代之的都是场效应管；由于二极管的正向压降较高，造成的电路开通损耗和关断损耗较大，使用场效应管代替可降低电源系统电路的损耗比，通过此电路结构，可降低电路的发热功率，提高电路变压效率。

本实用新型较佳实施例的多功能太阳能家用直流UPS电源系统如图1和图2所示，光伏组件输入电路201包括太阳能板20、保险丝F1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3；太阳能板20连接所述保险丝F1一端、保险丝F2另一端连接第一电阻R1一端以及第一电容C1一端以及第二电容C2一端以及第三电容C3一端以及第四电容C4一端并作为光伏组件输入电路201的输出端；第一电容C1另一端连接第二电容C2另一端以及第三电容C3另一端以及第四电容C4另一端；第一电阻R1另一端连接第二电阻R2一端以及第三电阻R3一端；第三电阻R3另一端连接第五电容C5一端以及第六电容C6另一端；第二电阻R2另一端以及第五电容从另一端以及第六电容C6另一端之间地连接；太阳能板将光能转换为电能之后通过输出端输出至光伏组件输入电路当中，光伏组件输入电路201将转换后的电流过滤后输入至最大功率跟踪电路202当中，防止太阳能板20直接接入最大功率跟踪电路202造成电流过大损坏电路，光伏组件输入电路201提高了电路的安全性。

本实用新型较佳实施例的多功能太阳能家用直流UPS电源系统如图1和图2所示，反灌保护电路206包括第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18和第二电感L2、第十五电容C15一端连接所述第十六电容C16一端以及第二电感L2一端并作为反灌保护电路206的输入端；第二电感L2另一端连接第十七电容C17一端以及第十八电容C18一端并作为反灌保护电路206输出端；第十五电容C15另一端以及第十六电容C16另一端以及第十七电容C17另一端以及第十八电容C18另一端之间连接并作为所述反灌保护电路的第二输入端，反灌保护电路206通过设置LC滤波和电感，可以防止电流反灌，保护电源，提高了电路的使用寿命。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种多功能太阳能家用直流UPS电源系统，其特征在于，包括最大功率跟踪电路、光伏组件输入电路、反灌保护电路、MCU控制电路以及负载电路；所述光伏组件输入电路的输出端连接所述最大功率跟踪电路输入端第一输入端；所述最大功率跟踪电路输出端连接所述反灌保护电路输入端；所述MCU控制电路连接所述最大功率跟踪电路第二输入端；所述反灌保护电路输出端连接所述负载电路输入端；

所述最大功率跟踪电路包括降压电路和升压电路，所述降压电路输出端连接所述升压电路的输入端；所述降压电路包括第一电感、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容；所述第一场效应的漏极作为所述最大功率跟踪电路第一输入端；所述第一场效应管源极连接所述第一电感一端以及所述第二场效应管漏极以及所述第六电阻一端以及所述第三二极管正极以及所述第二二极管正极以及所述第七电容一端以及所述第八电容一端以及所述第一二极管负极以及所述第五电阻一端以及所述第六电阻另一端；所述第一场效应管栅极连接所述第四电阻一端以及所述第五电阻另一端；所述第四电阻另一端连接所述第一二极管正极；所述第七电容另一端连接所述第八电容另一端以及第二二极管负极；所述第二场效应管源极连接所述第三场效应管漏极；所述第二场效应管栅极连接所述第七电阻一端以及所述第八电阻一端所述第七电阻另一端连接所述第四二极管正极；所述第四二极管负极连接所述第八电阻另一端以及第九电阻一端以及所述第五二极管正极以及所述第六电阻负极；所述第五二极管负极以及所述第六二极管正极两端并联这所述第九电容以及所述第十电容；所述第六二极管正极以及所述第九电阻另一端之间地连接；所述第三场效应管栅极连接所述第十二电阻一端；所述第十二电阻另一端连接所述第一三极管发射极；所述第一三极管集电极连接所述第十电阻一端；所述第一三极管基极连接所述第十一电阻一端；所述第十电阻另一端连接所述第十一电阻另一端以及所述第二三极管集电极；所述第二三极管发射极以及所述第十四电阻一端以及所述第三场效应管源极之间地连接；所述第二三极管基极连接所述第十三电阻一端以及所述第十四电阻另一端；所述第二二极管正极连接所述第五二极管正极以及所述第十三电阻另一端并作为所述最大功率跟踪电路的第二输入端；

所述升压电路包括所述第一电感、第四场效应管、第五场效应管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、二十电阻、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、第十一电容、第十二电容、第十三电容和第十四电容；所述第一电感另一端连接所述第四场效应管漏极以及所述第五场效应管源极；所述第四场效应管栅极连接所述第十五电阻一端以及所述第十六电阻一端；所述第十五电阻另一端连接所述第七二极管正极；所述第七二极管负极连接所述第十六电阻另一端以及所述第十七电阻一端以及所述第八二极管正极以及所述第九二极管负极；所述第十一电容以及所述第十二电容并联与所述第八二极管负极与所述第九二极管正极之间；所述第十二二极管与所述第四场效应管漏极以及所述第九二极管正极之间地连接；所述第五场效应栅极连接所述第二十电阻一端以及所述第十九电阻一端；所述第二十电阻另一端连接所述第十二极管正极；所述第十二极管负极连接所述第十九电阻另一端以及所述第十八电阻一端以及所述第十一二极管负极以及所述第十二二极管正极；所述第十三电容以及所述第十四电容并联于所述第十一二极管正极与所述第十二二极管负极之间；所述第十八电阻另一端连接所述第五场效应管漏极；所述第十二二极管正极连接所述第八二极管正极并作为所述最大功率跟踪电路的第二输入端；所述第五场效应管的源极作为所述最大功率跟踪电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种多功能太阳能家用直流UPS电源系统，其特征在于，所述光伏组件输入电路包括太阳能板、保险丝、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻；所述太阳能板连接所述保险丝一端、所述保险丝另一端连接所述第一电阻一端以及所述第一电容一端以及所述第二电容一端以及所述第三电容一端以及所述第四电容一端并作为所述光伏组件输入电路的输出端；所述第一电容另一端连接所述第二电容另一端以及所述第三电容另一端以及所述第四电容另一端；所述第一电阻另一端连接所述第二电阻一端以及第三电阻一端；所述第三电阻另一端连接所述第五电容一端以及所述第六电容另一端；所述第二电阻另一端以及所述第五电容另一端以及所述第六电容另一端之间地连接。

3.根据权利要求1所述的一种多功能太阳能家用直流UPS电源系统，其特征在于，所述反灌保护电路包括第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容和第二电感、所述第十五电容一端连接所述第十六电容一端以及第二电感一端并作为所述反灌保护电路的输入端；所述第二电感另一端连接所述第十七电容一端以及所述第十八电容一端并作为所述反灌保护电路输出端；所述第十五电容另一端以及所述第十六电容另一端以及所述第十七电容另一端以及所述第十八电容另一端之间连接并作为所述反灌保护电路的第二输入端。