CN210693542U - 一种光伏充电器充电安全控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种光伏充电器充电安全控制装置，包括光伏板、蓄电池、主充电电路、控制器和充电监测单元，充电监测单元包括用于检测主充电电路充电电流的电流传感器，电流传感器的检测信号依次通过放大回转电路、补偿放大电路和滤波电路处理，很好地提高了光伏充电监测的精确度和稳定性，再经A/D转换后送入控制器中与预设值进行比较，当检测值超出预设值时，控制器的充电控制端P1由高电平转为低电平信号输出，从而使MOS管Q2由导通变为截止，主充电电路停止充电，从而起到很好的保护作用，提高光伏充电的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏充电器充电技术领域，特别是涉及一种光伏充电器充电安全控制装置。
背景技术
在独立光伏发电系统中，系统的核心组成部分是电源控制器，控制对蓄电池或其它储能设备的充电以及向负载输出电能，对整个光伏系统的工作状况具有重要意义。目前投入使用的光伏系统电源控制器在光伏充电过程中，由于独立光伏系统的本身特性，其工作环境一般相对恶劣，造成光伏充电的稳定性较低，充电过程中的不稳定性会给充电电流带来很大波动，不仅会影响蓄电池的充电效率，而且对光伏充电监测的干扰度较大，影响光伏充电的安全性能。
所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。
实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种光伏充电器充电安全控制装置。
其解决的技术方案是：一种光伏充电器充电安全控制装置，包括光伏板、蓄电池、主充电电路、控制器和充电监测单元，所述充电监测单元包括用于检测所述主充电电路充电电流的电流传感器，所述电流传感器的检测信号依次通过放大回转电路、补偿放大电路和滤波电路处理，再经A/D转换后送入所述控制器中与预设值进行比较，当检测值超出预设值时，所述控制器控制所述主充电电路停止充电。
进一步的，所述放大回转电路包括运放器U1、U2，运放器U1的反相输入端通过电阻R1连接电容C1的一端和所述电流传感器正输出端，并通过电阻R3连接运放器U1的输出端，运放器U1的同相输入端连接电阻R2、电容C2的一端、电容C1的另一端和所述电流传感器负输出端，电阻R2的另一端接地，电容C2的另一端连接运放器U2的同相输入端，并通过电阻R4连接电阻R5、电容C3的一端，运放器U2的反相输入端、输出端连接电容C3的另一端，电阻R5的另一端接地。
进一步的，所述补偿放大电路包括运放器U3，运放器U3的同相输入端通过电阻R6连接运放器U1的输出端，运放器U3的反相输入端连接电阻R7、R8、电容C5的一端，电阻R7的另一端通过电容C4接地，运放器U3的输出端通过电阻R9连接电阻R8、电容C5的的另一端、电阻R10的一端、稳压二极管DZ1的阴极和MOS管Q1的漏极，MOS管Q1的栅极连接电阻R10的另一端，稳压二极管DZ1的阳极接地。
进一步的，所述滤波电路包括电感L1，电感L1的一端连接MOS管Q1的源极，电感L1的另一端连接所述控制器的A/D转换端口，并通过并联的电容C6、C7接地。
进一步的，所述主充电电路包括MOS管Q2，MOS管Q2的漏极连接所述光伏板的正极输出端，MOS管Q2的栅极连接所述控制器的充电控制端，MOS管Q2的源极通过电阻R11连接电阻R12、电容C8、C9的一端、稳压二极管DZ2的阴极和蓄电池的充电端，电阻R12、电容C8的另一端连接电阻R13的一端，电阻R13、电容C9的另一端和稳压二极管DZ2的阳极并联接地。
通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：
1.本实用新型采用电流传感器对主充电电路的充电电流进行实时检测，其检测信号经放大回转电路、补偿放大电路和滤波电路处理后，很好地提高了光伏充电监测的精确度和稳定性；
2.当光伏充电出现故障时，控制器的充电控制端P1由高电平转为低电平信号输出，从而使MOS管Q2由导通变为截止，主充电电路停止充电，从而起到很好的保护作用，提高光伏充电的安全性能。
附图说明
图1为本实用新型充电监测单元的电路原理图。
图2为本实用新型主充电电路的电路原理图。
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
一种光伏充电器充电安全控制装置，包括光伏板、蓄电池、主充电电路、控制器和充电监测单元，充电监测单元包括用于检测主充电电路充电电流的电流传感器J1，电流传感器J1的检测信号依次通过放大回转电路、补偿放大电路和滤波电路处理，再经A/D转换后送入控制器中与预设值进行比较，当检测值超出预设值时，控制器控制主充电电路停止充电。
如图1所示，电流传感器J1的检测信号首先送入放大回转电路中进行处理，放大回转电路包括运放器U1、U2，运放器U1的反相输入端通过电阻R1连接电容C1的一端和电流传感器J1正输出端，并通过电阻R3连接运放器U1的输出端，运放器U1的同相输入端连接电阻R2、电容C2的一端、电容C1的另一端和电流传感器J1负输出端，电阻R2的另一端接地，电容C2的另一端连接运放器U2的同相输入端，并通过电阻R4连接电阻R5、电容C3的一端，运放器U2的反相输入端、输出端连接电容C3的另一端，电阻R5的另一端接地。
电流传感器J1的检测信号分两路送入运放器U1中进行差分放大，降低双路检测信号输出产生的共模干扰。同时，运放器U2对检测信号进行回旋，从而形成陷波器对检测信号进行陷波处理，有效滤除外界环境产生的杂波干扰，提高检测信号输出的精确度。
而经过回旋后的检测信号输出具有一定的不稳定性，因此采用补偿放大电路对与运放器U1的输出信号进行整形。补偿放大电路包括运放器U3，运放器U3的同相输入端通过电阻R6连接运放器U1的输出端，运放器U3的反相输入端连接电阻R7、R8、电容C5的一端，电阻R7的另一端通过电容C4接地，运放器U3的输出端通过电阻R9连接电阻R8、电容C5的的另一端、电阻R10的一端、稳压二极管DZ1的阴极和MOS管Q1的漏极，MOS管Q1的栅极连接电阻R10的另一端，稳压二极管DZ1的阳极接地。
在运放器U3的放大过程中，电阻R8、电容C5形成阻容反馈对放大信号进行调节，有效地抑制零漂，改善了检测信号输出的稳定性。运放器U3的输出信号送入MOS管Q1中进一步放大，利用MOS管Q1自身良好的温度特性，有效降低检测信号的温度噪声，其中稳压二极管DZ1对MOS管Q1的放大输出起到稳定作用。
MOS管Q1的输出信号送入滤波电路中处理，滤波电路包括电感L1，电感L1的一端连接MOS管Q1的源极，电感L1的另一端连接控制器的A/D转换端口，并通过并联的电容C6、C7接地。电感L1与电容C6、C7形成LC滤波器对MOS管Q1的输出信号进行滤波，很好地消除了前级电路自身的高频干扰，最后经A/D转换后送入控制器中进行比较。
如图2所示，主充电电路包括MOS管Q2，MOS管Q2的漏极连接光伏板的正极输出端，MOS管Q2的栅极连接控制器的充电控制端P1，MOS管Q2的源极通过电阻R11连接电阻R12、电容C8、C9的一端、稳压二极管DZ2的阴极和蓄电池的充电端，电阻R12、电容C8的另一端连接电阻R13的一端，电阻R13、电容C9的另一端和稳压二极管DZ2的阳极并联接地。
本实用新型在具体使用时，电流传感器J1对主充电电路的充电电流进行实时检测，其检测信号经放大回转电路、补偿放大电路和滤波电路处理后，很好地提高了光伏充电监测的精确度和稳定性。滤波电路的输出信号经A/D转换后送入控制器中与预设值进行比较，当光伏充电出现故障，造成检测信号的电位值超出预设值范围时，控制器的充电控制端P1由高电平转为低电平信号输出，从而使MOS管Q2由导通变为截止，主充电电路停止充电，从而起到很好的保护作用，提高光伏充电的安全性能。
以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。
Claims (5)
1.一种光伏充电器充电安全控制装置，包括光伏板、蓄电池、主充电电路、控制器和充电监测单元，其特征在于：所述充电监测单元包括用于检测所述主充电电路充电电流的电流传感器，所述电流传感器的检测信号依次通过放大回转电路、补偿放大电路和滤波电路处理，再经A/D转换后送入所述控制器中与预设值进行比较，当检测值超出预设值时，所述控制器控制所述主充电电路停止充电。
2.根据权利要求1所述的光伏充电器充电安全控制装置，其特征在于：所述放大回转电路包括运放器U1、U2，运放器U1的反相输入端通过电阻R1连接电容C1的一端和所述电流传感器正输出端，并通过电阻R3连接运放器U1的输出端，运放器U1的同相输入端连接电阻R2、电容C2的一端、电容C1的另一端和所述电流传感器负输出端，电阻R2的另一端接地，电容C2的另一端连接运放器U2的同相输入端，并通过电阻R4连接电阻R5、电容C3的一端，运放器U2的反相输入端、输出端连接电容C3的另一端，电阻R5的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的光伏充电器充电安全控制装置，其特征在于：所述补偿放大电路包括运放器U3，运放器U3的同相输入端通过电阻R6连接运放器U1的输出端，运放器U3的反相输入端连接电阻R7、R8、电容C5的一端，电阻R7的另一端通过电容C4接地，运放器U3的输出端通过电阻R9连接电阻R8、电容C5的另一端、电阻R10的一端、稳压二极管DZ1的阴极和MOS管Q1的漏极，MOS管Q1的栅极连接电阻R10的另一端，稳压二极管DZ1的阳极接地。
4.根据权利要求3所述的光伏充电器充电安全控制装置，其特征在于：所述滤波电路包括电感L1，电感L1的一端连接MOS管Q1的源极，电感L1的另一端连接所述控制器的A/D转换端口，并通过并联的电容C6、C7接地。
5.根据权利要求4所述的光伏充电器充电安全控制装置，其特征在于：所述主充电电路包括MOS管Q2，MOS管Q2的漏极连接所述光伏板的正极输出端，MOS管Q2的栅极连接所述控制器的充电控制端，MOS管Q2的源极通过电阻R11连接电阻R12、电容C8、C9的一端、稳压二极管DZ2的阴极和蓄电池的充电端，电阻R12、电容C8的另一端连接电阻R13的一端，电阻R13、电容C9的另一端和稳压二极管DZ2的阳极并联接地。
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