CN210350845U - 一种双模式的光伏路灯控制器充电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双模式的光伏路灯控制器充电电路，包括光伏板、电池组、电池充电电路，光伏板通过电池充电电路连接电池组；电池充电电路包括微处理器、主充电电路、微光充电电路，微处理器通过通信电缆与主充电电路、微光充电电路的控制端信号相连。通过设置主充电电路、微光充电电路共同为电池组进行充电，在光照强度低的时候能够启动微光充电电路进行充电，在光照强度高的时候启动主充电电路进行充电，这样就能实现全天候的充电，特别是阴雨天和清晨或傍晚的时候能保证太阳能电池的充电作业；实时跟踪太阳能电路板的最大功率输出点，实现最优化充电，提高系统的整体续航时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电路，特别是涉及一种双模式的光伏路灯控制器充电电路。
背景技术
随着光电产业的不断发展，太阳能路灯得到了广泛的应用。现有的光伏路灯控制器的充电电路采用的是buck的电路架构为主,buck的电路架构是指降压式变换电路。其工作的特点是当光伏板的输入电压高于电池的电压时,控制器开始充电。由于外界光照强度随着太阳高度、天气等因数不断变化，在太阳能电池板的电压刚刚达到电池电压，并且充电刚刚开始时，由于光伏板输出的能量比较小,光伏板的电压会在电池电压附近波动,导致充电电路间歇性工作。这种的模式不能充分的将光伏板转换的能量充分利用。特别是当清晨,傍晚以及雨雾天的时候,光伏板由于光照相对较小，存在根本无法充电的问题。当太阳能电池板的电压低于电池电压时，电池无法充电，导致电能浪费。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种双模式的光伏路灯控制器充电电路，解决了太阳能电池板的电压低于电池电压时，电池无法充电的问题；解决了太阳能电池板的电压刚刚达到电池电压时，导致充电断断续续的问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种双模式的光伏路灯控制器充电电路，包括光伏板、电池组、电池充电电路，光伏板通过电池充电电路连接电池组；电池充电电路包括微处理器、主充电电路、微光充电电路，微处理器通过通信电缆与主充电电路、微光充电电路的控制端信号相连。通过设置主充电电路、微光充电电路共同为电池组进行充电，在光照强度低的时候能够启动微光充电电路进行充电，在光照强度高的时候启动主充电电路进行充电，这样就能实现全天候的充电，特别是阴雨天和清晨或傍晚的时候能保证太阳能电池的充电作业；实时跟踪太阳能电路板的最大功率输出点，实现最优化充电。
进一步地，本实用新型公开了一种双模式的光伏路灯控制器充电电路的优选结构，所述微处理器通过电缆连接有光伏板检测电路，光伏板检测电路的输入端通过电缆与光伏板电连接，光伏板检测电路的输出端通过电缆与微处理器信号相连。
所述电池组通过电缆连接有电池检测电路，电池检测电路的信号输入端与电池组电连接，所述电池检测电路的信号输出端通过电缆与微处理器信号相连。通过设置微处理器，能实时采集太阳能电池板和电池的电压电流信息，进而根据不同的状态切换不同的充电电路，实现电路的快速切换和最大充电功率点的实时跟踪。
优选地，所述电池组通过电流检测电路与主充电电路信号相连，所述电池组通过电流检测电路与微光充电电路电信号相连。主充电电路通过检测电池组的充电电流，实时调整输出电压，保证最大充电效率的同时保证电池组的安全。微光充电电路通过检测电池组的充电电流，实时调整输出电压，保证最大充电效率的同时保证电池组的安全。
优选地，所述主充电电路为buck架构的DC-DC降压充电路。Buck是指降压式变换电路。
优选地，所述微光充电电路为boost架构的DC-DC升压充电路。boost是指升压式变换电路。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1.通过在设置降压充电电路和设升压充电电路的组合方式对电池进行充电，在光照强烈时，采用降压充电电路进行充电，在光照弱时，采用升压充电电路进行充电，充电效率高，充电过程稳定；
2.通过本装置，能大大提高太阳能电池板的利用效率，实时跟踪太阳能电池板的最大充电功率点，提高系统的整体续航时间。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型充电电路的结构图；
图3是本实用新型微处理器的结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1：
如图1所示，本实用新型包括一种双模式的光伏路灯控制器充电电路，一种双模式的光伏路灯控制器充电电路，包括光伏板、电池组、电池充电电路，光伏板通过电池充电电路连接电池组；电池充电电路包括微处理器、主充电电路、微光充电电路，微处理器通过通信电缆与主充电电路、微光充电电路的控制端信号相连。所述主充电电路为buck架构的DC-DC降压充电路。Buck是指降压式变换电路。所述微光充电电路为boost架构的DC-DC升压充电路。boost是指升压式变换电路。
微处理器通过电缆连接有光伏板检测电路，光伏板检测电路的输入端通过电缆与光伏板电连接，光伏板检测电路的输出端通过电缆与微处理器信号相连。
电池组通过电缆连接有电池检测电路，电池检测电路的信号输入端与电池组电连接，所述电池检测电路的信号输出端通过电缆与微处理器信号相连。通过设置微处理器，能实时采集太阳能电池板和电池的电压电流信息，进而根据不同的状态切换不同的充电电路，实现电路的快速切换和最大充电功率点的实时跟踪。
电池组通过电流检测电路与主充电电路信号相连，所述电池组通过电流检测电路与微光充电电路电信号相连。主充电电路通过检测电池组的充电电流，实时调整输出电压，保证最大充电效率的同时保证电池组的安全。微光充电电路通过检测电池组的充电电流，实时调整输出电压，保证最大充电效率的同时保证电池组的安全。
通过设置主充电电路、微光充电电路共同为电池组进行充电，在光照强度低的时候能够启动微光充电电路进行充电，在光照强度高的时候启动主充电电路进行充电，这样就能实现全天候的充电，特别是阴雨天和清晨或傍晚的时候能保证太阳能电池的充电作业；实时跟踪太阳能电路板的最大功率输出点，实现最优化充电。
实施例2：
如图2所示，本实用新型公开了一种双模式的光伏路灯控制器充电电路的优选实施方式。
本发明主要由降压的主充电电路,升压的微光充电电路,光伏板检测电路,电池检测电路以及微处理器组成，微处理器的型号为STM8S103F3P6。电路图的上半部分是主充电电路。主充电电路主要由MOS开关Q1，电感L1，二极管D12，电容C26作为主要电路元器件作为电压调节。其中阻值为5.1KΩ的电阻R3和阻值为9KΩ的电阻R9串联组成光伏板电压检测电路。光伏板电压检测电路用于检测光伏板的电压值，并将信号发送给微处理器的管脚编号为20的MEAsolar端口。
阻值为240KΩ的电阻R6和阻值为150KΩ的电阻R16串联组成电池电压检测电路。电池电压检测电路用于检测电池组的电压，并将电压信号发送给微处理器的管脚编号为19的MEA BAT端口。微处理器将接收到的光伏板电压值大于电池电压时，微处理器通过拉低PWM1信号，使能主充电电路。
主充电电路以MPPT的控制方式给电池组经行充电，MPPT是指最大功率点跟踪。通过实时测量电池充电电流/电池电压，并且调节MOS开关Q1的开关的占空比，使光伏板以最大的功率电进行充电。此时微光充电电路不工作。
电路图的下半部分是主充电电路。微光充电电路是升压电路架构。电感L2，MOS开关Q6和二极管D6是组成升压架构的主要元器件。阻值为1Ω的电阻R34是充电电流采样电阻，用来设定微光充电电路的最大电流。在本实施例的应用中，微光充电最大充电电流为主充电电路最大充电电流的15％。MOS开关Q4是使能微光充电电路的主开关。由微处理器控制MOS开关Q7的导通来使能。
当在光照较弱的情况下，检测到光伏板的电压大于5V且小于电池电压时，微处理器使能微光充电电路，升压电路通过调节MOS开关Q6的占空比对电池进行充电。在充电的过程中，微处理单元实时检测充电电流，电池电压以及光伏板电压，并且调节PWM信号的占空比，来调节充电电流.使充电功率最大化。当检测到光伏板的电压达到电池电压的90％。并且已经以最大微光充电电流工作时，微处理器关闭微光充电电路。使能主充电电路进行充电。
本实用新型采用两种模式充电电路进行充电，引入升压模式的微光充电电路。可以在照度较弱光伏板发电量较小的时候,继续采集能量并转化存储到电池。由微光充电电路和主充电电路的配合工作，可以实现光伏板光电转换能量的充分利用。提高雨雾天气的充电效率.提高系统的整体续航时间。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种双模式的光伏路灯控制器充电电路，其特征在于：包括光伏板、电池组、电池充电电路，光伏板通过电池充电电路连接电池组；电池充电电路包括微处理器、主充电电路、微光充电电路，微处理器通过通信电缆与主充电电路、微光充电电路的控制端信号相连。
2.如权利要求1所述的一种双模式的光伏路灯控制器充电电路，其特征在于：所述微处理器通过电缆连接有光伏板检测电路，光伏板检测电路的输入端通过电缆与光伏板电连接，光伏板检测电路的输出端通过电缆与微处理器信号相连。
3.如权利要求2所述的一种双模式的光伏路灯控制器充电电路，其特征在于：所述电池组通过电缆连接有电池检测电路，电池检测电路的信号输入端与电池组电连接，所述电池检测电路的信号输出端通过电缆与微处理器信号相连。
4.如权利要求3所述的一种双模式的光伏路灯控制器充电电路，其特征在于：所述电池组通过电流检测电路与主充电电路信号相连，所述电池组通过电流检测电路与微光充电电路电信号相连。
5.如权利要求1-4其中之一所述的一种双模式的光伏路灯控制器充电电路，其特征在于：所述主充电电路为buck架构的DC-DC降压充电路。
6.如权利要求5所述的一种双模式的光伏路灯控制器充电电路，其特征在于：所述微光充电电路为boost架构的DC-DC升压充电路。
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