CN208158213U - 太阳能交流储能电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能交流储能电源装置，包括壳体；壳体包括上壳体及下壳体，下壳体内装有电池组，上壳体内装有控制电路，控制电路包括主控单元、电源充电单元、检测单元、逆变器、充电控制单元、太阳能充电板及太阳能充电单元，上壳体与下壳体之间采用可拆卸结构连接；电源充电单元输入电源的电能且检测电源的输入信号；太阳能充电单元供太阳能输入电能且检测太阳能的输入信号；充电控制单元接收主控单元的信号，导通或截断对电池组的供电；主控单元根据检测信号驱动电池组输出电能至逆变器，由逆变器传输至负载。本实用新型实现装有电池箱体与装有逆变器箱体的可拆卸连接，便于更换电池和逆变器，便于电池和逆变器的维护，实用性强。

Description

太阳能交流储能电源装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能储能电源装置，更具体地说是指太阳能交流储能电源装置。

背景技术

储能主要是指电能的储存，目前为了能源的环保以及节约，大家都提倡将太阳能以及风能等自然能源转换为可用的电能，为人们供电。

太阳能转换为电能，具体是将太阳能照射在太阳能板上，进行能源转换，再将转换后的能量对电池充电，以起到储能的效果，电池则可以以为手机充电或者照明等方式使用。目前大部分太阳能储能装置的装有电池箱体与装有逆变器7箱体的连接方式是固定连接方式，一旦出现电池寿命结束的情况，则只能拆开整个箱体进行更换或维修电池，无法便捷的更换电器，同样地，当逆变器7出现损坏需要更换时也相当困难，维护成本过高。

因此，有必要设计一种太阳能交流储能电源装置，实现装有电池箱体与装有逆变器箱体的可拆卸连接，便于更换电池和逆变器，也便于电池和逆变器的维护，实用性强。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供太阳能交流储能电源装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：太阳能交流储能电源装置，包括壳体；所述壳体包括上壳体以及下壳体，所述下壳体内装有电池组，所述上壳体内装有控制电路，所述控制电路包括主控单元、电源充电单元、检测单元、逆变器、充电控制单元、太阳能充电板以及太阳能充电单元，所述上壳体与下壳体之间采用可拆卸结构连接；所述电源充电单元，用于当选择电源充电输入方式，输入电源的电能且检测电源的输入信号；所述太阳能充电板，用于采集太阳能；所述太阳能充电单元，用于当选择太阳能充电输入方式，供太阳能输入电能且检测太阳能的输入信号；所述充电控制单元，用于接收主控单元的信号，导通或截断太阳能充电单元和电源充电单元对电池组的供电；所述检测单元，用于检测逆变器是否连接负载，形成检测信号；所述主控单元，用于根据检测信号驱动电池组输出电能至逆变器，由逆变器传输至负载。

其进一步技术方案为：所述可拆卸结构包括位于上壳体下端面的T型滑槽以及位于下壳体上端面的T型凸块；所述T型凸块嵌入于T型滑槽内。

其进一步技术方案为：所述上壳体的下端面上设有悬挂孔。

其进一步技术方案为：所述主控单元包括主控芯片U1。

其进一步技术方案为：所述电源充电单元包括电源充电输入模块以及电源输入检测模块，其中，所述电源充电输入模块包括与电源连接的防反接二极管 D1，防反接二极管D1与所述充电控制单元连接；所述电源输入检测模块，用于检测电源输入的电压，形成输入信号输入至主控芯片U1。

其进一步技术方案为：所述充电控制单元包括管理芯片U5、电感L1、开关元件MOS1、防反接二极管D5、电感L2以及电阻R13，通过管理芯片U5接收主控芯片U1的控制信号，控制开关元件MOS1的导通或截止，以保持太阳能充电单元或电源充电单元对电池组的充电或断开太阳能充电单元或电源充电单元对电池组的充电。

其进一步技术方案为：所述逆变器包括逆变芯片，所述逆变芯片的型号为SO4MM。

其进一步技术方案为：所述控制电路还包括第一开关元件，所述第一开关元件分别与所述主控芯片U1以及逆变器连接；通过主控芯片U1控制第一开关元件的导通或截断，以使电池组对逆变器供电或停止供电。

其进一步技术方案为：所述主控芯片U1的输出端脚还连接有12V输出单元以及5V输出单元；所述12V输出单元，用于输出12V电压电源；所述5V输出单元，用于输出5V电压电源。

其进一步技术方案为：所述5V输出单元包括5V稳压输出模块。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型的太阳能交流储能电源装置，通过将上壳体与下壳体采用可拆卸结构分别安装，需要使用该装置时，将装有电池组的下壳体以及装有逆变器的上壳体组合，不需要使用该装置时，将装有电池组的下壳体以及装有逆变器的上壳体分离，实现装有电池箱体与装有逆变器箱体的可拆卸连接，便于更换电池和逆变器，也便于电池和逆变器的维护，实用性强，且采用太阳能和电源直充的方式对电池进行充电，提高电池的工作寿命，另外，对于电池过充或过放的现象都能及时截断电池的充电或放电过程，安全性高。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例提供的太阳能交流储能电源装置的立体结构图；

图2为本实用新型具体实施例提供的上壳体的立体结构图；

图3为本实用新型具体实施例提供的下壳体的立体结构图；

图4为本实用新型具体实施例提供的太阳能交流储能电源装置的结构框图；

图5为本实用新型具体实施例提供的主控芯片U1的电路原理图；

图6为本实用新型具体实施例提供的太阳能充电单元的电路原理图；

图7为本实用新型具体实施例提供的电源充电单元的电路原理图；

图8为本实用新型具体实施例提供的充电控制单元的电路原理图；

图9为本实用新型具体实施例提供的逆变器的电路原理图；

图10为本实用新型具体实施例提供的12V输出模块的电路原理图；

图11为本实用新型具体实施例提供的12V输出控制模块的电路原理图；

图12为本实用新型具体实施例提供的5V输出控制模块的电路原理图；

图13为本实用新型具体实施例提供的5V输出模块的电路原理图；

图14为本实用新型具体实施例提供的蜂鸣器单元的电路原理图；

图15为本实用新型具体实施例提供的LCD背光单元的电路原理图；

图16为本实用新型具体实施例提供的5V稳压输出模块的电路原理图。

具体实施方式

为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1～16所示的具体实施例，本实施例提供的太阳能交流储能电源装置，可以运用在室内或者室外，实现装有电池箱体与装有逆变器7箱体的可拆卸连接，便于更换电池和逆变器7，也便于电池和逆变器7的维护，实用性强，且既能进行太阳能充电方式对电池进行充电，也可以直接电源充电方式对电池进行充电，提高电池的工作寿命。

如图1和图4所示，本实施例提供了太阳能交流储能电源装置，其包括壳体；壳体包括上壳体10以及下壳体20，下壳体20内装有电池组6，上壳体10内装有控制电路，控制电路包括主控单元、电源充电单元、检测单元17、逆变器7、充电控制单元5、太阳能充电板16以及太阳能充电单元，上壳体10与下壳体20之间采用可拆卸结构连接；电源充电单元，用于当选择电源充电输入方式，输入电源的电能且检测电源的输入信号；太阳能充电板16，用于采集太阳能；太阳能充电单元，用于当选择太阳能充电输入方式，供太阳能输入电能且检测太阳能的输入信号；充电控制单元5，用于接收主控单元的信号，导通或截断太阳能充电单元和电源充电单元对电池组6的供电；检测单元17，用于检测逆变器7是否连接负载15，形成检测信号；主控单元，用于根据检测信号驱动电池组6输出电能至逆变器7，由逆变器7传输至负载15。

如图2至图3所示，优选地，上述的可拆卸结构包括位于上壳体10下端面的T 型滑槽101以及位于下壳体20上端面的T型凸块201；T型凸块201嵌入于T型滑槽 101内。逆变器7位于上壳体10的靠近下端面的位置，而电池组6位于下壳体20内，电池组6的两个极脚位于下壳体20的上端面处；这样，将上壳体10沿着下壳体20 的上端面从左往右推，将T型凸块201嵌入于T型滑槽101内，将电池组6的正负极与逆变器7连接，此时，推送上壳体10也会连带着推送下壳体20；若需要进行拆卸时，则先将电池组6的正负极与逆变器7之间断开连接，推动上壳体10，使得上壳体10沿着下壳体20从右到左的方向移送，以使得T型凸块201脱离T型滑槽 101内，达到分离的效果，也便于各自拆开和维护，实用性强。

上述的壳体为铝壳，既轻又散热效果好，可以改善电池以及整个装置的散热效果，进而提高工作寿命，于其他实施例，上述的壳体为铜壳等其他金属壳体。

上述的下壳体20下端面设有车轮30，便于推动该装置。

从设置太阳能充电单元、电源充电单元，满足不同用户的需求，即在太阳能能供电的情况下，可以选择太阳能充电方式或者电源充电方式，在太阳能无法供电的情况下，比如阴天时，可以选择电源充电方式，实用性更强。

另外，上壳体10的下端面上设有悬挂孔102。可以单独使用逆变器7，采用悬挂孔102与螺丝或挂钩相配合的方式，将上壳体10悬挂于墙上，电池组6连接其他设备，实现双用的效果，也可以达到节能的目的。

在本实施例中，上述的主控单元包括主控芯片U1。

对于电池的充电过程：如图7所示，电源充电单元包括电源充电输入模块3 以及电源输入检测模块4，其中，电源充电输入模块3包括与电源连接的防反接二极管D1，防反接二极管D1与所述充电控制单元连接；电源输入检测模块17，用于检测电源输入的电压，形成输入信号输入至主控芯片U1。

上述的电源输入检测模块4包括电阻R3、R2B、R2、R2A、反向二极管ZD1 以及开关三极管Q1A。

具体地，充电控制单元包括管理芯片U5、开关元件MOS1、防反接二极管 D5、电感L2以及电阻R13，通过管理芯片U5接收主控芯片U1的控制信号，控制开关元件MOS1的导通或截止，以保持或断开电池组6的充电。

上述的管理芯片U5的型号为S0P16。

如图14所示，上述的主控芯片U1的输出端脚连接有蜂鸣器单元13，当电池组6环境温度高于设定值时，主控芯片U1输出信号至蜂鸣器单元13，蜂鸣器单元13工作，发出报警信号。

上述的蜂鸣器单元13包括蜂鸣器BZ1、分压电阻R38、分压电阻R41、开关二极管Q2以及旁路电阻R20。如果电池组6的电压没有在范围内，主控芯片U1的 12脚会产生一个高电平，通过分压电阻R38以及导通的开关二极管Q2，MUVCC 通过蜂鸣器BZ1，在通过分压电阻R41到地导通，蜂鸣器报警。利用蜂鸣器的报警，对电池组6温度过高的情况起到及时报警提示的作用，减少电池组6长时间温度过高的现象发生。

另外，如图6所示，太阳能充电单元包括太阳能输入模块1以及太阳能输入检测模块2，其中，太阳能输入模块1包括与太阳能板连接的防反接二极管D9，防反接二极管D9与所述充电控制单元连接；太阳能输入检测模块2，用于检测经过太阳能板输入的电压，形成输入信号输入至主控芯片U1。

另外，具体地，如图5所示，上述的太阳能输入检测模块2包括电阻R35A、 R34A、开关二极管Q1、电阻R34B、反向二极管ZD2，其中，太阳能板输入的电压即(P+WPBKOM和太阳能+15VWPBKOM+15V)分为两路，一路是经过防反接二极管D9输入至充电控制单元5，另一路到电阻R35A，再经过电阻R34A以及开关二极管Q1到达主控芯片U1的20脚，当电压低或高了，主控芯片U1发出指令给26脚SUNV，SUNV输出信号至电阻R34B，控制没有信号给充电控制单元5，此时主控芯片U1发出一个指令给第2脚，从而控制充电控制单元5，达达到控制充电。如果电压正常，则控制充电控制单元5进行充电，如果电压没有在设定范围内，主控芯片U1的12脚会产生一个高电平，致使蜂鸣器报警。避免出现充电时无法充电却仍不知晓的情况发生。

更进一步地，在某些实施例中，主控芯片U1的输出端脚还连接有12V输出单元12以及5V输出单元11；12V输出单元12，用于输出12V电压电源； 5V输出单元11，用于输出5V电压电源。

如图10至图11所示，上述的12V输出单元12包括12V输出模块以及12V 输出控制模块，其中，12V输出控制模块包括开关元件Mos2、开关元件Mos3、旁路电阻R31、R32。

另外，具体地，如图12至图13所示，上述的5V输出单元11包括5V输出模块以及5V输出控制模块，其中5V输出控制模块包括降压型直流电源变换器芯片U4；上述的5V输出模块包括USB接口CON1、CON2，+12V电压经过降压型直流电源变换器芯片U4的第一脚，从第二脚和第4脚到主控芯片U1，输出5.0V，从而到USB1到USB2给两USB供5V的电压；当电流超过5V、3A 时，电流通过CON1第4脚到电阻R22，过流到主控芯片U1的第29脚，从而发送一个指令到主控芯片U1的第13脚5.0/12VCTR，从而控制12V和5V的输出电压，如果没有在范围内，主控芯片U1的12脚会产生一个高电平，致使蜂鸣器报警。

另外，在某些实施例中，如图16所示，上述的5V输出单元11还包括5V 稳压输出模块，该5V稳压输出模块包括反向二极管ZD3、稳压器U2、反向二极管ZD4，+BAT输出端的12V电压经过反向二极管ZD3，到5V稳压器U2的 1脚，到稳压器U2的第3脚输出，从而达到稳定的5V电压，当太阳能和电源有电压时，通过反向二极管ZD4，到5V稳压器U2的1脚，然后到5V稳压器 U2的第3脚输出，从而达到稳定的5V电压。

上述的稳压器U2的型号为HT7550。

设置12V输出和5V输出，可以为没有电的地方解决照明、看电视、提供 12V的风扇还可以人提供降温。

更进一步地，如图15所示，在某些实施例中，上述的主控芯片U1的输出端口连接有LCD背光单元9，其中，LCD背光单元9包括电阻R40、电阻R37、三极管Q1以及LCD显示屏，当有唤醒指令时，主控芯片U1的12脚会给一个指令高电平通过电阻R37到三极管Q1，三极管Q1导通，从而5V的电压经过 LED1到R40接地。

上述的主控芯片U1的输出端口还连接有LCD驱动单元8。该LCD驱动单元8显示的内容包括电池电压标志、电池电量满格标志、电池电量没电标志、点钞容量标志、过载标志、电源充电标志、太阳能充电标志、电池标志以及负载15标志，当电池电压高于DC 10.7V时，LCD有显示，当插上DC12V的风扇或电视或LED的负载15时，按一下唤醒开关，风扇或电视或LED开始工作；当用户需要5V电源或跟手机充电时，插到5VUSB上，就可以给手机充电；当电池没有电时，充电方式有两种：插上适电充电器，此时LCD驱动单元8显示电源充电标志，此时电源充电器给电池充电；插上太阳能板，此时LCD驱动单元8显示太阳能板充电标志，此时电源充电标志无显示，太阳能板正在给电池充电。

对于电池的放电过程：上述的逆变器7包括逆变芯片，逆变芯片的型号为 SO4MM。

优选地，上述的控制电路还包括第一开关元件14，第一开关元件14分别与主控芯片U1以及逆变器7连接；通过主控芯片U1控制第一开关元件14的导通或截断，以使电池组6通过逆变器7对负载15供电或停止供电。

利用驱动第一开关元件14的导通或截断，以实现断开或导通电池组6对逆变器7供电的过程。

在本实施例中，上述的第一开关元件14为三极管Q8、Q9；于其他实施例，上述的第一开关元件14还可以为固态继电器。

当主控芯片被唤醒，电池经过第一开关元件14输出到逆变器7，当没有负载15时，第一开关元件14是截断的状态，则电池与逆变器7和负载15之间无法形成通路，则负载15无法工作；当有负载15时，第一开关元件14是导通的状态，则电池与逆变器7和负载15之间形成通路，则负载15工作。

另外，在电池与逆变器7之间设有电流检测模块，用于检测电池的放电电流，当电池出现过放时，则主控芯片U1驱动第一开关元件14截断，停止电池的放电过程。

当然，在电池处于充电的过程中，当电源输入检测模块4以及太阳能输入检测模块2检测到电源和太阳能输送给电池的电流过多，造成电池过充的现象，则由主控芯片驱动充电控制单元5停止对电池的充电，避免出现过充的现象。

上述的主控芯片U1采用的是型号为MQ6812的单片机，上述的LCD驱动单元8内采用的是型号为TM1621的LCD驱动器。

上述的太阳能交流储能电源装置，通过将上壳体10与下壳体20采用可拆卸结构分别安装，需要使用该装置时，将装有电池组6的下壳体20以及装有逆变器7的上壳体10组合，不需要使用该装置时，将装有电池组6的下壳体20 以及装有逆变器7的上壳体10分离，实现装有电池箱体与装有逆变器7箱体的可拆卸连接，便于更换电池和逆变器7，也便于电池和逆变器7的维护，实用性强，且采用太阳能和电源直充的方式对电池进行充电，提高电池的工作寿命，另外，对于电池过充或过放的现象都能及时截断电池的充电或放电过程，安全性高。

另外，本实用新型还提供了上述的太阳能交流储能电源装置的控制方法，该方法包括：

对电池进行充电时，当选择电源充电输入方式，输入电源的电能且检测电源的输入信号，充电控制单元5接收主控单元的信号，导通电源充电单元对电池组6的供电；

对电池进行充电时，当选择太阳能输入方式，由太阳能输入电能且检测太阳能的输入信号，充电控制单元5接收主控单元的信号，导通太阳能充电单元对电池组6的供电；

对电池进行放电时，检测单元17检测逆变器7是否连接负载15，若连接负载15，则根据检测信号驱动电池组6输出电能至逆变器7，由逆变器7传输至负载15。

上述的太阳能交流储能电源装置的控制方法，通过将上壳体10与下壳体20 采用可拆卸结构分别安装，需要使用该装置时，将装有电池组6的下壳体20以及装有逆变器7的上壳体10组合，不需要使用该装置时，将装有电池组6的下壳体20以及装有逆变器7的上壳体10分离，实现装有电池箱体与装有逆变器7 箱体的可拆卸连接，便于更换电池和逆变器7，也便于电池和逆变器7的维护，实用性强，且采用太阳能和电源直充的方式对电池进行充电，提高电池的工作寿命，另外，对于电池过充或过放的现象都能及时截断电池的充电或放电过程，安全性高。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.太阳能交流储能电源装置，其特征在于，包括壳体；所述壳体包括上壳体以及下壳体，所述下壳体内装有电池组，所述上壳体内装有控制电路，所述控制电路包括主控单元、电源充电单元、检测单元、逆变器、充电控制单元、太阳能充电板以及太阳能充电单元，所述上壳体与下壳体之间采用可拆卸结构连接；所述电源充电单元，用于当选择电源充电输入方式，输入电源的电能且检测电源的输入信号；所述太阳能充电板，用于采集太阳能；所述太阳能充电单元，用于当选择太阳能充电输入方式，供太阳能输入电能且检测太阳能的输入信号；所述充电控制单元，用于接收主控单元的信号，导通或截断太阳能充电单元和电源充电单元对电池组的供电；所述检测单元，用于检测逆变器是否连接负载，形成检测信号；所述主控单元，用于根据检测信号驱动电池组输出电能至逆变器，由逆变器传输至负载。

2.根据权利要求1所述的太阳能交流储能电源装置，其特征在于，所述可拆卸结构包括位于上壳体下端面的T型滑槽以及位于下壳体上端面的T型凸块；所述T型凸块嵌入于T型滑槽内。

3.根据权利要求1所述的太阳能交流储能电源装置，其特征在于，所述上壳体的下端面上设有悬挂孔。

4.根据权利要求1至3任一项所述的太阳能交流储能电源装置，其特征在于，所述主控单元包括主控芯片U1。

5.根据权利要求4所述的太阳能交流储能电源装置，其特征在于，所述电源充电单元包括电源充电输入模块以及电源输入检测模块，其中，所述电源充电输入模块包括与电源连接的防反接二极管D1，防反接二极管D1与所述充电控制单元连接；所述电源输入检测模块，用于检测电源输入的电压，形成输入信号输入至主控芯片U1。

6.根据权利要求5所述的太阳能交流储能电源装置，其特征在于，所述充电控制单元包括管理芯片U5、电感L1、开关元件MOS1、防反接二极管D5、电感L2以及电阻R13，通过管理芯片U5接收主控芯片U1的控制信号，控制开关元件MOS1的导通或截止，以保持太阳能充电单元或电源充电单元对电池组的充电或断开太阳能充电单元或电源充电单元对电池组的充电。

7.根据权利要求6所述的太阳能交流储能电源装置，其特征在于，所述逆变器包括逆变芯片，所述逆变芯片的型号为SO4MM。

8.根据权利要求7所述的太阳能交流储能电源装置，其特征在于，所述控制电路还包括第一开关元件，所述第一开关元件分别与所述主控芯片U1以及逆变器连接；通过主控芯片U1控制第一开关元件的导通或截断，以使电池组对逆变器供电或停止供电。

9.根据权利要求4所述的太阳能交流储能电源装置，其特征在于，所述主控芯片U1的输出端脚还连接有12V输出单元以及5V输出单元；所述12V输出单元，用于输出12V电压电源；所述5V输出单元，用于输出5V电压电源。

10.根据权利要求9所述的太阳能交流储能电源装置，其特征在于，所述5V输出单元包括5V稳压输出模块。