CN213072193U - 一种带mppt功能的电压自适应太阳能充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带MPPT功能的电压自适应太阳能充电器，包括太阳能电池，及与太阳能电池电连接的BUCK变换器，所述BUCK变换器输出端电连接到蓄电池，所述蓄电池处设置有电压采样器和电流采样器；所述电压采样器和电流采样器分别通过第一AD转换器和第二AD转换器电连接到内置MPPT算法的单片机最小控制系统；所述单片机最小控制系统通过PWM驱动器电连接到BUCK变换器控制端；所述BUCK变换器包括开关管驱动器，及与开关管驱动器输出端电连接的开关管，本实用新型的带MPPT功能的电压自适应太阳能充电器，能够大大提高太阳能充电器充电效率，且能够保证充电安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能充电器，具体涉及一种带MPPT功能的电压自适应太阳能充电器，属于太阳能充电器技术领域。
背景技术
太阳能电池有着非线性的光伏特性所以即使在同一光照强度下由于负载的不同也会输出不同的功率；由于太阳能电池受到光强、光线入射角度、温度等多种因素的影响最大功率相应改变对应最大功率点的输出电压、输出电流和内阻也在不停变化；因此需要使负载相应改变才能使太阳能电池工作在最大功率点上；现有的太阳能充电器往往只具备普通充电功能，其充电效率无法发挥最大化。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提出了一种带MPPT功能的电压自适应太阳能充电器，能够大大提高太阳能充电器充电效率，且能够保证充电安全。
本实用新型的带MPPT功能的电压自适应太阳能充电器，包括太阳能电池，及与太阳能电池电连接的BUCK变换器，所述BUCK变换器输出端电连接到蓄电池，所述蓄电池处设置有电压采样器和电流采样器；所述电压采样器和电流采样器分别通过第一AD转换器和第二AD转换器电连接到内置MPPT算法的单片机最小控制系统；所述单片机最小控制系统通过PWM驱动器电连接到BUCK变换器控制端；所述BUCK变换器包括开关管驱动器，及与开关管驱动器输出端电连接的开关管，所述开关管输出端电连接有第一电感和第一二极管；所述第一二极管输出端电连接蓄电池；所述开关管输入端电连接太阳能电池；所述开关管驱动器输入端电连接到PWM驱动器；
BUCK变换器由MOSFET管构成的开关管，及由NPN型三极管和PNP型三极管联合构成开关管驱动电路；开关管、第一电感和第一二极管构成经典的BUCK降压DC／DC变换器；开关管的开关受到PWM驱动器控制，从而调整开关管输出端电压值；PWM驱动器受到单片机最小控制系统控制；电压采样器与电流采样器采集的电压模拟信号和电流模拟信号，通过AD转换器转换为数字信号送至单片机最小控制系统，单片机最小控制系统根据MPPT算法计算PWM，从而控制开关管对充电过程的控制，同时当电压达到预设值时，其直接停止充电，所述电压采样器为反向比例放大器，其反相端电连接到太阳能电池输出端；所述电压采样器输出端通过第一AD转换器电连接到单片机最小控制系统，反向比例放大器采集电池电压，并对其进行比例降压和阻抗匹配；所述电流采样器包括串接于太阳能电池输出端的高精密电阻，及并接于高精密电阻两端的差分放大器；所述差分放大器输出端通过线性光耦HC-NR200模块电连接到运放调理电路；所述运放调理电路输出端电连接到第二AD转换器；高精密电阻将电流信号转换为电压信号，通过将高精密电阻两端电压使用差分放大器输送到线性光耦HC-NR200模块进行干扰隔离，最后通过运放调理电路调理后，送至第二AD转换器转换为单片机最小控制系统可识别的数字信号。
进一步地，所述单片机最小控制系统还电连接有电压等级输入键盘和显示器，电压等级输入键盘输入预充电池充电等级。
进一步地，所述第一AD转换器和第二AD转换器为12位模数转换器。
本实用新型与现有技术相比较，本实用新型的带MPPT功能的电压自适应太阳能充电器，能够大大提高太阳能充电器充电效率，且能够保证充电安全。
附图说明
图1为本实用新型的整体电路结构框图。
图2为本实用新型的BUCK变换器电路原理图。
图3为本实用新型的电压采样器电路原理图。
图4为本实用新型的电流采样器电路原理图。
具体实施方式
实施例1：
如图1至图4所示的带MPPT功能的电压自适应太阳能充电器，包括太阳能电池1，及与太阳能电池电连接的BUCK变换器2，所述BUCK变换器2输出端电连接到蓄电池3，所述蓄电池3处设置有电压采样器4和电流采样器5；所述电压采样器4和电流采样器5分别通过第一AD转换器6和第二AD转换器7电连接到内置MPPT算法的单片机最小控制系统8；所述单片机最小控制系统8通过PWM驱动器9电连接到BUCK变换器2控制端；所述BUCK变换器2包括开关管驱动器，及与开关管驱动器输出端电连接的开关管，所述开关管输出端电连接有第一电感和第一二极管；所述第一二极管输出端电连接蓄电池；所述开关管输入端电连接太阳能电池1；所述开关管驱动器输入端电连接到PWM驱动器9；BUCK变换器2由MOSFET管构成的开关管Q3，及由NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2联合构成开关管驱动电路；开关管Q3、第一电感L1和第一二极管D1构成经典的BUCK降压DC／DC变换器；开关管的开关受到PWM驱动器控制，从而调整开关管输出端电压值；PWM驱动器受到单片机最小控制系统控制；电压采样器与电流采样器采集的电压模拟信号和电流模拟信号，通过AD转换器转换为数字信号送至单片机最小控制系统，单片机最小控制系统根据MPPT算法计算PWM，从而控制开关管对充电过程的控制，同时当电压达到预设值时，其直接停止充电，所述电压采样器为反向比例放大器，其反相端电连接到太阳能电池输出端；所述电压采样器4输出端通过第一AD转换器电连接到单片机最小控制系统，反向比例放大器采集电池电压，并对其进行比例降压和阻抗匹配；所述电流采样器5包括串接于太阳能电池输出端的高精密电阻R，及并接于高精密电阻两端的差分放大器A1；所述差分放大器A1输出端通过线性光耦HC-NR200模块D1电连接到运放调理电路A2；所述运放调理电路A2输出端电连接到第二AD转换器7；高精密电阻将电流信号转换为电压信号，通过将高精密电阻两端电压使用差分放大器输送到线性光耦HC-NR200模块进行干扰隔离，最后通过运放调理电路调理后，送至第二AD转换器转换为单片机最小控制系统可识别的数字信号。
其中，所述单片机最小控制系统8还电连接有电压等级输入键盘和显示器，电压等级输入键盘输入预充电池充电等级。所述第一AD转换器6和第二AD转换器7为12位模数转换器。
上述实施例，仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。
Claims (3)
1.一种带MPPT功能的电压自适应太阳能充电器，其特征在于：包括太阳能电池，及与太阳能电池电连接的BUCK变换器，所述BUCK变换器输出端电连接到蓄电池，所述蓄电池处设置有电压采样器和电流采样器；所述电压采样器和电流采样器分别通过第一AD转换器和第二AD转换器电连接到内置MPPT算法的单片机最小控制系统；所述单片机最小控制系统通过PWM驱动器电连接到BUCK变换器控制端；所述BUCK变换器包括开关管驱动器，及与开关管驱动器输出端电连接的开关管，所述开关管输出端电连接有第一电感和第一二极管；所述第一二极管输出端电连接蓄电池；所述开关管输入端电连接太阳能电池；所述开关管驱动器输入端电连接到PWM驱动器；所述电压采样器为反向比例放大器，其反相端电连接到太阳能电池输出端；所述电压采样器输出端通过第一AD转换器电连接到单片机最小控制系统；所述电流采样器包括串接于太阳能电池输出端的高精密电阻，及并接于高精密电阻两端的差分放大器；所述差分放大器输出端通过线性光耦HC-NR200模块电连接到运放调理电路；所述运放调理电路输出端电连接到第二AD转换器。
2.根据权利要求1所述的带MPPT功能的电压自适应太阳能充电器，其特征在于：所述单片机最小控制系统还电连接有电压等级输入键盘和显示器。
3.根据权利要求1所述的带MPPT功能的电压自适应太阳能充电器，其特征在于：所述第一AD转换器和第二AD转换器为12位模数转换器。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113985311A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-28 | 深圳市中孚能电气设备有限公司 | 一种矿灯老化测试装置、终端以及系统 |
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