CN207504626U - 一种太阳能充电控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能充电控制电路，它包括防反接防雷电路、前级滤波电路、控制模块、电压检测电路、充电电路、防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路；防反接防雷电路的输入端和输出端分别与太阳能电池板的输出端和前级滤波电路的输入端连接，前级滤波电路的输出端与充电电路的输入端连接，充电电路的输出端依次经过防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路后与蓄电池连接；控制模块的控制输出端与充电电路的控制端连接；电压检测电路的输入端与前级滤波电路的输出端，输出端与控制模块的信号输入端连接。它使控制器增加了自动休眠功能，减少了蓄电池能量的额外损耗，更好的保护了蓄电池的寿命。

Description

一种太阳能充电控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能充电控制电路，属于光伏发电技术领域。

背景技术

近几年，我国加大了在可再生能源上的投入，光伏发电产业迅速增长，随着太阳能板制造技术的逐步提高，光伏发电效率明显上升，加之蓄电池技术也在提高，体积更小，容量更大。

目前市场上各类光伏发电控制系统多不胜数，但真正能提高太阳能利用率的控制器却很少，大都忽视了控制器本身的能量损耗，故使得蓄电池的续航能力降低，加大了蓄电池的投入。

因此，很有必要设计一款降低控制器内部能量损耗的太阳能充电控制电路，来更好的监护蓄电池状态。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种太阳能充电控制电路，其特别考虑到控制器的内部能量的消耗，且搭建成本低，易安装等特点，对蓄电池的寿命有更好的监护功能。

本实用新型解决其技术问题采取的技术方案是：

本实用新型实施例提供的一种太阳能充电控制电路，它包括防反接防雷电路、前级滤波电路、控制模块、电压检测电路、充电电路、防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路；所述防反接防雷电路的输入端与太阳能电池板的输出端连接，输出端与前级滤波电路的输入端连接，所述前级滤波电路的输出端与充电电路的输入端连接，所述充电电路的输出端依次经过防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路后与蓄电池连接；所述控制模块的控制输出端与充电电路的控制端连接；所述电压检测电路的输入端与前级滤波电路的输出端，输出端与控制模块的信号输入端连接。

作为本实施例一种可能的实现方式，在防反接防雷电路和前级滤波电路，太阳能板的正极与自恢复保险F1的一端连接，自恢复保险F1的另一端与TVS二极管的一端和扼流圈电感L2的一端连接，TVS二极管的另一端接地，电阻R14一端和电感L2的一端连接，N-MOS管Q3的栅极与电阻R14的另一端连接，N-MOS管Q3的栅极与下拉电阻R11一端连接，N-MOS管Q3的漏极与下拉电阻R11的另一端相连后接地，N-MOS管Q3的源极与太阳能板的负极连接，电感L2的另一端分别与电容C6的一端、电容C5的一端、电容C3的一端、电阻R5的一端、电阻R2的一端、电容C2的一端和P-MOS管Q1的源极连接，电容C6、电容C5和电容C3的另一端相连后接地端。

作为本实施例一种可能的实现方式，在控制模块中，电阻R5的另一端与红色发光二极管D3的正极连接，电阻R2的另一端与色绿色发光二极管D4的正极连接，红色发光二极管D3的负极与充电管理集成芯片CN3767的第3引脚连接，D4的负极与充电管理集成芯片CN3767的第4引脚连接，电容C2的另一端与充电管理集成芯片CN3767的第1引脚连接，充电管理集成芯片CN3767的第2引脚接地，充电管理集成芯片CN3767的第5引脚与电阻R3一端相连接，电阻R3的另一端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地。

作为本实施例一种可能的实现方式，在电压检测电路、充电电路、防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路中，充电管理集成芯片CN3767的第10引脚与P-MOS管Q1的栅极连接，充电管理集成芯片CN3767的第9引脚与电阻R1的一端和电容C3的一端连接，充电管理集成芯片CN3767的第6引脚与电阻R1的另一端和电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地，P-MOS管的漏极与二极管D1的正极相连，二极管D1的负极与电感L1的一端和二极管D2的负极连接，二极管D2的正极接地，电感L1的另一端与电阻Rcs的一端连接，电阻Rcs的两端分别与充电管理集成芯片CN3767的第8引脚和第7引脚连接，电阻Rcs的另一端与电解电容C7的正极、电容C1的一端和电感L3的一端连接，电容C1的另一端接地，电解电容C7的负极接地，电感L3的另一端与蓄电池BT1的正极端和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与N-MOS管Q4的栅极和电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端和N-MOS管Q4的源极共同接地，N-MOS管Q4的漏极与蓄电池BT1的负极端连接。

作为本实施例一种可能的实现方式，本实施例的一种太阳能充电控制电路还包括蓄电池过冲过放保护电路，所述蓄电池过冲过放保护电路的输入端通过蓄电池防反接电路后与蓄电池连接，输出端与负载的接入端连接。

作为本实施例一种可能的实现方式，在蓄电池过冲过放保护电路中，电解电容C7的正极与输出负载端P2的正极、电阻R9的一端和电阻R6的一端连接，电阻R9的另一端与电阻R10的一端、电池检测集成电路CN302的第4引脚和电容C11的一端连接，电阻R10的另一端和电容C11的另一端接入地端，电阻R6的另一端与电池检测集成电路CN302的第1引脚和电阻R7的一端连接，电容C9的一端和电容C10的一端与电池检测集成电路CN302的第1引脚连接，电容C9的另一端、电容C10的另一端和电池检测集成电路CN302的第2引脚共同接地，电池检测集成电路CN302的第3引脚与红色发光二极管D5的正极连接，红色发光二极管D5的负极接地，电阻R7的另一端与电阻R8的一端和电池检测集成电路CN302的第6引脚连接，电阻R8的另一端接地，电池检测集成电路CN302的第5引脚与N-MOS管Q2的栅极连接，N-MOS管Q2的漏极与输出负载端P2的负极连接，N-MOS管Q2的源极接地。

本实用新型实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：

本实用新型实施例技术方案包括防反接防雷电路、前级滤波电路、控制模块、电压检测电路、充电电路、防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路；所述防反接防雷电路的输入端与太阳能电池板的输出端连接，输出端与前级滤波电路的输入端连接，所述前级滤波电路的输出端与充电电路的输入端连接，所述充电电路的输出端依次经过防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路后与蓄电池连接；所述控制模块的控制输出端与充电电路的控制端连接；所述电压检测电路的输入端与前级滤波电路的输出端，输出端与控制模块的信号输入端连接。本实用新型不但可以实现对于无光照的情况，即太阳能板无输出时，控制器的自动进入休眠状态，以减少蓄电池能量的额外损耗，而且还能更好的保护蓄电池的寿命，使蓄电池更长久的续航。

本实用新型实施例技术方案在市场上现有太阳能充电控制器的功能中增加了自动休眠的功能，改进了蓄电池阶段性充电的能力，缩小了太阳能充电控制器的成本和所占的空间，并优化了控制器的充电能力，通过对太阳能充电控制器内部电路的优化，降低了太阳能充电控制器的额外能量损耗，增强了蓄电池的续航能力，故可以给负载更安全可靠的充电，保障蓄电池的续航更持久。

本实用新型实施例技术方案所用的集成芯片CN3767为一个蓄电池充电的控制芯片，在具体的实施过程中该集成电路芯片在本系统中的作用为：检测分压网络电阻R1和电阻R4采集到的太阳能电池板的电压信号，并判断该电压信号是否处于太阳能电池板的最大功率点电压，若达到太阳能电池板的最大功率点电压，将采用恒流充电，此刻充电电流由电阻Rcs的阻值决定，当检测到太阳能电池板无电压输出或太阳能电池板的电压小于蓄电池电压时，该集成电路芯片CN3767关断该芯片的第10引脚和第3引脚的输出，进入休眠状态，二极管D1的作用为防止蓄电池的电流灌入集成电路CN3767，避免蓄电池的额外输出。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种太阳能充电控制电路的原来图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种防反接防雷电路和前级滤波电路的电路图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种控制模块的电路图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种电压检测电路、充电电路、防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路的电路图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种太阳能充电控制电路(不含蓄电池过冲过放保护电路)的具体电路图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种蓄电池过冲过放保护电路的电路图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

如图1所示，本实施例所述的一种太阳能充电控制电路，它包括防反接防雷电路、前级滤波电路、控制模块、电压检测电路、充电电路、防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路；所述防反接防雷电路的输入端与太阳能电池板的输出端连接，输出端与前级滤波电路的输入端连接，所述前级滤波电路的输出端与充电电路的输入端连接，所述充电电路的输出端依次经过防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路后与蓄电池连接；所述控制模块的控制输出端与充电电路的控制端连接；所述电压检测电路的输入端与前级滤波电路的输出端，输出端与控制模块的信号输入端连接。本实施例不但可以实现对于无光照的情况，即太阳能板无输出时，控制器的自动进入休眠状态，以减少蓄电池能量的额外损耗，而且还能更好的保护蓄电池的寿命，使蓄电池更长久的续航。

如图2和图5所示，作为本实施例一种可能的实现方式，在防反接防雷电路和前级滤波电路，P1为太阳能板的接入端，太阳能板的正极与自恢复保险F1的一端连接，自恢复保险F1的另一端与TVS二极管的一端和扼流圈电感L2的一端连接，TVS二极管的另一端接地，电阻R14一端和电感L2的一端连接，N-MOS管Q3的栅极与电阻R14的另一端连接，N-MOS管Q3的栅极与下拉电阻R11一端连接，N-MOS管Q3的漏极与下拉电阻R11的另一端相连后接地，N-MOS管Q3的源极与太阳能板的负极连接，电感L2的另一端分别与电容C6的一端、电容C5的一端、电容C3的一端、电阻R5的一端、电阻R2的一端、电容C2的一端和P-MOS管Q1源极连接，电容C6、电容C5和电容C3的另一端相连后接地端。由自恢复保险F1、TVS二极管、下拉电阻R11、电阻R14、N-MOS管Q3和扼流圈电感L2构成防反接防雷电路防反接电路，用以防止人为的接入太阳能电池板电源线时由于电线接反而导致电路毁坏，以及防止设备遭受雷电击毁。由电容C6、电容C5、电容C3和电容C2构成前级滤波电路。

如图3和图5所示，作为本实施例一种可能的实现方式，在控制模块中，采用如韵厂商的CN3767芯片，电阻R5的另一端与红色发光二极管D3的正极连接，电阻R2的另一端与色绿色发光二极管D4的正极连接，红色发光二极管D3的负极与充电管理集成芯片CN3767的第3引脚连接，D4的负极与充电管理集成芯片CN3767的第4引脚连接，电容C2的另一端与充电管理集成芯片CN3767的第1引脚连接，充电管理集成芯片CN3767的第2引脚接地，充电管理集成芯片CN3767的第5引脚与电阻R3一端相连接，电阻R3的另一端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地。由电阻R2、电阻R5、红色发光二极管D3和色绿色发光二极管D4构成充电状态显示电路，图3中红色发光二极管D3亮起时，表示系统正在为蓄电池进行涓流充电状态，恒流充电状态和过冲电状态，绿色发光二极管D4亮起时，表示系统正在为蓄电池进行浮充充电状态。

如图4和图5所示，作为本实施例一种可能的实现方式，在电压检测电路、充电电路、防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路中，充电管理集成芯片CN3767的第10引脚与P-MOS管Q1的栅极连接，充电管理集成芯片CN3767的第9引脚与电阻R1的一端和电容C3的一端连接，充电管理集成芯片CN3767的第6引脚与电阻R1的另一端和电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地，P-MOS管Q1的漏极与二极管D1的正极相连，二极管D1的负极与电感L1的一端和二极管D2的负极连接，二极管D2的正极接地，电感L1的另一端与电阻Rcs的一端连接，电阻Rcs的两端分别与充电管理集成芯片CN3767的第8引脚和第7引脚连接，电阻Rcs的另一端与电解电容C7的正极、电容C1的一端和电感L3的一端连接，电容C1的另一端接地，电解电容C7的负极接地，电感L3的另一端与蓄电池BT1的正极端和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与N-MOS管Q4的栅极和电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端和N-MOS管Q4的源极共同接地，N-MOS管Q4的漏极与蓄电池BT1的负极端连接。电压检测电路由R1、R4和充电管理集成芯片CN3767构成，用于由控制芯片CN3767的MPPT引脚检测出太阳能电池板输出的电压值，进而改变充电模式。由电阻与芯片CN3767的CSP引脚和BAT引脚组成电流检测电路，用于检测蓄电池的充电电流，把检测到的电流值返回至CN3767芯片内部，从而调整充电电流。由P-MOS管Q1与芯片CN3767的DRV引脚组成功率开关电路，用于给电池输送电流，输送电流的大小由CN3767芯片的DRV引脚发出的脉冲控制。二极管D1构成防止灌电流电路，用于防止蓄电池电流通过AO3407芯片，进而减小功耗。由P-MOS管Q1、二极管D1、二极管D2和电感L1构成Buck电源电路，用于为蓄电池提供稳定可靠的电压。

本实施例在市场上现有太阳能充电控制器的功能中增加了自动休眠的功能，改进了蓄电池阶段性充电的能力，缩小了太阳能充电控制器的成本和所占的空间，并优化了控制器的充电能力，通过对太阳能充电控制器内部电路的优化，降低了太阳能充电控制器的额外能量损耗，增强了蓄电池的续航能力，故可以给负载更安全可靠的充电，保障蓄电池的续航更持久。

如图1所示，在一种可能的实现方式中，上述实施例中的一种太阳能充电控制电路还包括蓄电池过冲过放保护电路，所述蓄电池过冲过放保护电路的输入端通过蓄电池防反接电路后与蓄电池连接，输出端与负载的接入端连接，用于防止蓄电池过度的放电和过度的充电导致蓄电池毁坏，以免影响蓄电池的寿命。

如图6所示，在一种可能的实现方式中，在蓄电池过冲过放保护电路中，电解电容C7的正极与输出负载端P2的正极、电阻R9的一端和电阻R6的一端连接，电阻R9的另一端与电阻R10的一端、电池检测集成电路CN302的第4引脚和电容C11的一端连接，电阻R10的另一端和电容C11的另一端接入地端，电阻R6的另一端与电池检测集成电路CN302的第1引脚和电阻R7的一端连接，电容C9的一端和电容C10的一端与电池检测集成电路CN302的第1引脚连接，电容C9的另一端、电容C10的另一端和电池检测集成电路CN302的第2引脚共同接地，电池检测集成电路CN302的第3引脚与红色发光二极管D5的正极连接，红色发光二极管D5的负极接地，电阻R7的另一端与电阻R8的一端和电池检测集成电路CN302的第6引脚连接，电阻R8的另一端接地，电池检测集成电路CN302的第5引脚与N-MOS管Q2的栅极连接，N-MOS管Q2的漏极与输出负载端P2的负极连接，N-MOS管Q2的源极接地。图6中的发光二极管D5亮起说明图5中的蓄电池BT1已充满。

本实施例所用的集成芯片CN3767为一个蓄电池充电的控制芯片，在具体的实施过程中该集成电路芯片在本系统中的作用为：检测分压网络电阻R1和电阻R4采集到的太阳能电池板的电压信号，并判断该电压信号是否处于太阳能电池板的最大功率点电压，若达到太阳能电池板的最大功率点电压，将采用恒流充电，此刻充电电流由电阻Rcs的阻值决定，当检测到太阳能电池板无电压输出或太阳能电池板的电压小于蓄电池电压时，该集成电路芯片CN3767关断该芯片的第10引脚和第3引脚的输出，进入休眠状态，二极管D1的作用为防止蓄电池的电流灌入集成电路CN3767，避免蓄电池的额外输出。

本实施例通过对市场上普遍使用的太阳能充电控制器的功能上增加自动睡眠功能，解决了目前市场上蓄电池续航能不足的问题，通过该太阳能充电控制电路增强了蓄电池的续航能力，减少了太阳能的额外损耗，一定程度上增加了太阳能充电控制器的转化效率和太阳能的利用率。

以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种太阳能充电控制电路，其特征是，包括防反接防雷电路、前级滤波电路、控制模块、电压检测电路、充电电路、防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路；所述防反接防雷电路的输入端与太阳能电池板的输出端连接，输出端与前级滤波电路的输入端连接，所述前级滤波电路的输出端与充电电路的输入端连接，所述充电电路的输出端依次经过防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路后与蓄电池连接；所述控制模块的控制输出端与充电电路的控制端连接；所述电压检测电路的输入端与前级滤波电路的输出端，输出端与控制模块的信号输入端连接。

2.如权利要求1所述的一种太阳能充电控制电路，其特征是，在防反接防雷电路和前级滤波电路，太阳能板的正极与自恢复保险F1的一端连接，自恢复保险F1的另一端与TVS二极管的一端和扼流圈电感L2的一端连接，TVS二极管的另一端接地，电阻R14一端和电感L2的一端连接，N-MOS管Q3的栅极与电阻R14的另一端连接，N-MOS管Q3的栅极与下拉电阻R11一端连接，N-MOS管Q3的漏极与下拉电阻R11的另一端相连后接地，N-MOS管Q3的源极与太阳能板的负极连接，电感L2的另一端分别与电容C6的一端、电容C5的一端、电容C3的一端、电阻R5的一端、电阻R2的一端、电容C2的一端和P-MOS管Q1源极连接，电容C6、电容C5和电容C3的另一端相连后接地端。

3.如权利要求2所述的一种太阳能充电控制电路，其特征是，在控制模块中，电阻R5的另一端与红色发光二极管D3的正极连接，电阻R2的另一端与色绿色发光二极管D4的正极连接，红色发光二极管D3的负极与充电管理集成芯片CN3767的第3引脚连接，D4的负极与充电管理集成芯片CN3767的第4引脚连接，电容C2的另一端与充电管理集成芯片CN3767的第1引脚连接，充电管理集成芯片CN3767的第2引脚接地，充电管理集成芯片CN3767的第5引脚与电阻R3一端相连接，电阻R3的另一端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地。

4.如权利要求3所述的一种太阳能充电控制电路，其特征是，在电压检测电路、充电电路、防止灌电流电路、后级滤波电路和蓄电池防反接电路中，充电管理集成芯片CN3767的第10引脚与P-MOS管Q1的栅极连接，充电管理集成芯片CN3767的第9引脚与电阻R1的一端和电容C3的一端连接，充电管理集成芯片CN3767的第6引脚与电阻R1的另一端和电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端接地，P-MOS管Q1的漏极与二极管D1的正极相连，二极管D1的负极与电感L1的一端和二极管D2的负极连接，二极管D2的正极接地，电感L1的另一端与电阻Rcs的一端连接，电阻Rcs的两端分别与充电管理集成芯片CN3767的第8引脚和第7引脚连接，电阻Rcs的另一端与电解电容C7的正极、电容C1的一端和电感L3的一端连接，电容C1的另一端接地，电解电容C7的负极接地，电感L3的另一端与蓄电池BT1的正极端和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与N-MOS管Q4的栅极和电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端和N-MOS管Q4的源极共同接地，N-MOS管Q4的漏极与蓄电池BT1的负极端连接。

5.如权利要求4所述的一种太阳能充电控制电路，其特征是，还包括蓄电池过冲过放保护电路，所述蓄电池过冲过放保护电路的输入端通过蓄电池防反接电路后与蓄电池连接，输出端与负载的接入端连接。

6.如权利要求5所述的一种太阳能充电控制电路，其特征是，在蓄电池过冲过放保护电路中，电解电容C7的正极与输出负载端P2的正极、电阻R9的一端和电阻R6的一端连接，电阻R9的另一端与电阻R10的一端、电池检测集成电路CN302的第4引脚和电容C11的一端连接，电阻R10的另一端和电容C11的另一端接入地端，电阻R6的另一端与电池检测集成电路CN302的第1引脚和电阻R7的一端连接，电容C9的一端和电容C10的一端与电池检测集成电路CN302的第1引脚连接，电容C9的另一端、电容C10的另一端和电池检测集成电路CN302的第2引脚共同接地，电池检测集成电路CN302的第3引脚与红色发光二极管D5的正极连接，红色发光二极管D5的负极接地，电阻R7的另一端与电阻R8的一端和电池检测集成电路CN302的第6引脚连接，电阻R8的另一端接地，电池检测集成电路CN302的第5引脚与N-MOS管Q2的栅极连接，N-MOS管Q2的漏极与输出负载端P2的负极连接，N-MOS管Q2的源极接地。