CN213521803U - 基于pwm控制的太阳能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于PWM控制的太阳能控制系统，包括第一电压采集电路、第二电压采集电路、PWM控制器、充放电电路，其中，第一电压采集电路包括电阻R1和电阻R2；第二电压采集电路包括电阻R3和电阻R4；PWM控制器采用STM32单片机控制芯片，STM32单片机控制芯片的第一ADC输入端与电阻R1的另一端相连，STM32单片机控制芯片的第二ADC输入端与电阻R3的另一端相连；充放电电路包括光耦合器U1、光耦合器U2、MOS管Q1和MOS管Q2，光耦合器U1/U2的正输入端对应与STM32单片机控制芯片的第一/二PWM信号输出端相连，PWM控制器用于根据其第二ADC输入端采集到的蓄电池两端的电压，控制其第一PWM信号输出端对应输出4种不同占空比的PWM信号。本申请能有效提高PWM控制器的安全可靠性。

Description

基于PWM控制的太阳能控制系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能控制技术领域，特别是涉及一种基于PWM控制的太阳能控制系统。

背景技术

太阳能控制系统，又称太阳能充放电控制系统，是用于太阳能发电系统中，控制多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。

通常，太阳能控制系统包括电压采集电路和PWM控制器，电压采集电路和PWM控制器串联，PWM控制器采用恒压充电或直接设置过压保护，当电压采集电路采集到的蓄电池的电压高于设定值即停止充电，当采集到的蓄电池的电压低于设定值重新开始充电。然而，这种直接将电压采集电路和PWM控制器串联的充放电电路容易使得采集到的电压串扰，损坏PWM控制器。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能有效提高PWM控制器安全可靠性的基于PWM控制的太阳能控制系统。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于PWM控制的太阳能控制系统，包括第一电压采集电路、第二电压采集电路、PWM控制器、充放电电路，其中，所述第一电压采集电路包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的一端与太阳能电池板的一端相连，所述电阻R1的另一端通过所述电阻R2与所述太阳能电池板的另一端相连；所述第二电压采集电路包括电阻R3和电阻R4，所述电阻R3的一端与蓄电池的一端相连，所述电阻R3的另一端通过所述电阻R4与所述蓄电池的另一端相连；所述PWM控制器采用STM32单片机控制芯片，所述STM32单片机控制芯片的第一ADC输入端与所述电阻R1的另一端相连，所述STM32单片机控制芯片的第二ADC输入端与所述电阻R3的另一端相连；

所述充放电电路包括光耦合器U1、光耦合器U2、MOS管Q1、MOS管Q2、二极管D1、二极管D2、电容C1、电阻R5和电阻R6，所述光耦合器U1的正输入端与所述STM32单片机控制芯片的第一PWM信号输出端相连，所述光耦合器U1的负输出端通过所述电阻R5与所述MOS管Q1的栅极相连，所述MOS管Q1的源极与所述电阻R3的一端相连，所述MOS管Q1的漏极分别与所述二极管D1的负极、所述电容C1的一端相连，所述二极管D1的正极与所述电阻R1的一端相连，所述电容C1的另一端与所述太阳能电池板的另一端相连；所述光耦合器U2的正输入端与所述STM32单片机控制芯片的第二PWM信号输出端相连，所述光耦合器U2的负输出端通过所述电阻R6与所述MOS管Q2的栅极相连，所述MOS管Q2的源极与所述蓄电池的外接负载相连，所述MOS管Q2的漏极与所述蓄电池的另一端、所述二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极与所述蓄电池的一端相连；

所述PWM控制器用于根据其第二ADC输入端采集到的所述蓄电池两端的电压，控制其第一PWM信号输出端对应输出4种不同占空比的PWM信号。

相比于传统的太阳能控制系统，本申请提供的基于PWM控制的太阳能控制系统增设了光耦合器，通过将充放电电路和PWM控制器光耦隔离，能有效提高PWM控制器的安全可靠性，避免电压串扰损坏PWM控制器。

附图说明

图1为一实施例中基于PWM控制的太阳能控制系统的电路原理示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

参见图1，本实施例提供了一种基于PWM控制的太阳能控制系统，包括第一电压采集电路、第二电压采集电路、PWM控制器、充放电电路，其中，第一电压采集电路包括电阻R1和电阻R2，电阻R1的一端与太阳能电池板P1的一端相连，所述电阻R1的另一端通过电阻R2与太阳能电池板P1的另一端相连；第二电压采集电路包括电阻R3和电阻R4，电阻R3的一端与蓄电池P2的一端相连，电阻R3的另一端通过电阻R4与蓄电池P2的另一端相连；PWM控制器采用STM32单片机控制芯片，STM32单片机控制芯片的第一ADC输入端(AD1)与电阻R1的另一端相连，STM32单片机控制芯片的第二ADC输入端(AD2)与电阻R3的另一端相连。

在本实施例中，第一电压采集电路包括电阻R1和电阻R2，用于采集太阳能电池板P1两端的电压，第二电压采集电路包括电阻R3和电阻R4，用于采集蓄电池P2两端的电压，第一电压采集电路和第二电压采集电路均采用2个电阻串联分压的方式来采集电压，且2个电阻的阻值比例可设置为10:1，用于将采集到的太阳能电池板P1/蓄电池P2两端的电压按比例缩小后，发送至PWM控制器的ADC端进行A/D转换，可大大提高A/D转换的可行性，使得PWM控制器采集到的电压值更准确。

充放电电路包括光耦合器U1、光耦合器U2、MOS管Q1、MOS管Q2、二极管D1、二极管D2、电容C1、电阻R5和电阻R6，光耦合器U1的正输入端与STM32单片机控制芯片的第一PWM输出端相连，光耦合器U1的负输出端通过电阻R5与MOS管Q1的栅极相连，MOS管Q1的源极与电阻R3的一端相连，MOS管Q1的漏极分别与二极管D1的负极、电容C1的一端相连，二极管D1的正极与电阻R1的一端相连，电容C1的另一端与太阳能电池板P1的另一端相连；光耦合器U2的正输入端与STM32单片机控制芯片的第二PWM输出端相连，光耦合器U2的负输出端通过电阻R6与MOS管Q2的栅极相连，MOS管Q2的源极与蓄电池P2的外接负载P3相连，MOS管Q2的漏极与蓄电池P2的另一端、二极管D2的正极相连，二极管D2的负极与蓄电池P2的一端相连。

PWM控制器用于根据其第二ADC输入端采集到的蓄电池P2两端的电压，控制其第一PWM信号输出端对应输出4种不同占空比的PWM信号，其中，4种不同占空比的PWM信号对应用于控制蓄电池P2的4种不同充电方式，具体地，蓄电池P2的4种不同充电方式分别为恒流充电、恒压充电、浮充电和停止充电。

在本实施例中，二极管D1用于防倒流，即当晚上或阴雨天太阳能电池板P1两端的电压低于蓄电池P2两端的电压时，防止出现蓄电池P2对太阳能电池板P1充电的情况；光耦合器U1和光耦合器U2的目的是为了将充放电电路与PWM控制器隔离开，提高PWM控制器的安全可靠性，避免电压串扰损坏PWM控制器。

具体地，本实施例提供的充放电电路的工作原理为：当PWM控制器的第二ADC输入端(AD2)端采集到的蓄电池P2两端的电压高于15V时，PWM控制器的第一PWM信号输出端输出PWM信号占空比为0，停止对蓄电池P2充电，其中，蓄电池P2充满电时两端的电压为15V；当PWM控制器的第二ADC输入端(AD2)端采集到的蓄电池P2两端的电压在13.5V～15V之间时，PWM控制器的第一PWM信号输出端输出PWM信号占空比为70％，实现对蓄电池P2的浮充电；当PWM控制器的第二ADC输入端(AD2)端采集到的蓄电池P2两端的电压在10.5V～13.5V之间时，PWM控制器的第一PWM信号输出端输出PWM信号占空比为35％，实现对蓄电池P2的恒压冲压；当PWM控制器的第二ADC输入端(AD2)端采集到的蓄电池P2两端的电压低于10.5V时，PWM控制器的第一PWM信号输出端输出PWM信号占空比为1，实现对蓄电池P2的恒流充电。采用4种不同的充电方式给蓄电池P2进行充电，可以有效延长蓄电池P2的使用寿命，防止过充或直充对蓄电池P2造成损坏。同理，蓄电池P2放电的原理与上述充电原理类似，本实施例不再赘述。

相比于传统的太阳能控制系统，本实施例提供的基于PWM控制的太阳能控制系统增设了光耦合器，通过将充放电电路和PWM控制器光耦隔离，能有效提高PWM控制器的安全可靠性，避免电压串扰损坏PWM控制器。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种基于PWM控制的太阳能控制系统，其特征在于，包括第一电压采集电路、第二电压采集电路、PWM控制器、充放电电路，其中，所述第一电压采集电路包括电阻R1和电阻R2，所述电阻R1的一端与太阳能电池板的一端相连，所述电阻R1的另一端通过所述电阻R2与所述太阳能电池板的另一端相连；所述第二电压采集电路包括电阻R3和电阻R4，所述电阻R3的一端与蓄电池的一端相连，所述电阻R3的另一端通过所述电阻R4与所述蓄电池的另一端相连；所述PWM控制器采用STM32单片机控制芯片，所述STM32单片机控制芯片的第一ADC输入端与所述电阻R1的另一端相连，所述STM32单片机控制芯片的第二ADC输入端与所述电阻R3的另一端相连；

所述充放电电路包括光耦合器U1、光耦合器U2、MOS管Q1、MOS管Q2、二极管D1、二极管D2、电容C1、电阻R5和电阻R6，所述光耦合器U1的正输入端与所述STM32单片机控制芯片的第一PWM信号输出端相连，所述光耦合器U1的负输出端通过所述电阻R5与所述MOS管Q1的栅极相连，所述MOS管Q1的源极与所述电阻R3的一端相连，所述MOS管Q1的漏极分别与所述二极管D1的负极、所述电容C1的一端相连，所述二极管D1的正极与所述电阻R1的一端相连，所述电容C1的另一端与所述太阳能电池板的另一端相连；所述光耦合器U2的正输入端与所述STM32单片机控制芯片的第二PWM信号输出端相连，所述光耦合器U2的负输出端通过所述电阻R6与所述MOS管Q2的栅极相连，所述MOS管Q2的源极与所述蓄电池的外接负载相连，所述MOS管Q2的漏极与所述蓄电池的另一端、所述二极管D2的正极相连，所述二极管D2的负极与所述蓄电池的一端相连；

所述PWM控制器用于根据其第二ADC输入端采集到的所述蓄电池两端的电压，控制其第一PWM信号输出端对应输出4种不同占空比的PWM信号。

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