CN215071728U - 太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置，太阳能板与控制电路的输入端相连，控制电路的输出端连接用电设备；控制电路包括主控MCU4、MCU供电电路、充电控制电路、充电防倒灌控制电路、电压电流采样检测电路、蓄电池输出控制电路、电池电量显示电路；主控MCU4的输入端与电压电流采样检测电路相连，输出端与充电控制电路、充电防倒灌控制电路、蓄电池输出控制电路和电池电量显示电路相连，MCU供电电路与主控MCU4的电源端相连。本实用新型与现有技术相比的优点在于：本实例技术集成：MOS充电防倒灌，PWM开关型充电管理，电池电量显示，太阳能板和电池供电无缝自动切换控制于一体，功能集成度高。

Description

太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能板、电池供电技术领域，具体是指太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置。

背景技术

太阳能是一种可再生能源，在我们生活中得到了越来越多应用，如太阳能户外灯，太阳能户外电源，太阳能储能系统等等。由于太阳能光伏板输出功率受太阳辐照强度影响，在出现突然性太阳辐照很低时，如太阳辐照突然被遮挡等情况，会导致光伏输出功率不足突然性掉电。这会严重影响光伏供电的后端设备工作的稳定性。太阳能板和电池供电无缝自动切换控制，优先使用太阳能板供电，在太阳能板供电功率不够时，无缝自动接入电池供电以及智能的电池充电管理控制。当太阳辐照很弱或没有辐照时，光伏输出电压会低于电池电压，这时会出现电池向光伏倒灌现象。造成能量损耗，甚至会导致光伏板损坏，影响产品性能。目前通常做法是加肖特基二极管防止电池向光伏板倒灌，但二极管本身压降较大导致能量损耗，尤其是在大电流充电时，二极管自损耗特大发热很严重，导致能量浪费甚至造成电路器件的过热损坏。另有用mos加专用芯片组成充电防倒灌应用，但专用ic价格较高，实用性不强。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服以下问题：

1、切换供电电源时，无论切换速度有多快，都会产生供电间隙，导致用电设备重启、不能正常工作；

2、肖特基二极管做充电防倒灌时，能量损耗大、发热严重的问题；

提供一种能够实现太阳能板、电池供电自动切换、能够防止电池向光伏倒灌现象，且经济实惠的太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置，包括太阳能板、蓄电池和电量指示灯，所述太阳能板、蓄电池和电量指示灯通过控制电路相连，所述太阳能板与控制电路的输入端相连，控制电路的输出端连接用电设备；所述控制电路包括主控MCU、MCU供电电路、充电控制电路、充电防倒灌控制电路、电压电流采样检测电路、蓄电池输出控制电路、电池电量显示电路；所述主控MCU的输入端与电压电流采样检测电路相连，所述主控MCU输出端与充电控制电路、充电防倒灌控制电路、蓄电池输出控制电路和电池电量显示电路相连，所述MCU供电电路与主控MCU 的电源端相连。

作为改进，所述充电防倒灌控制电路包括MOS管一、电阻和二极管，所述MOS管一的漏极与太阳能板的负极相连，MOS管一的栅极与主控MCU的一个输出引脚相连，MOS管一的源极与电压电流采样检测电路相连，所述二极管连接MOS管的源极与漏极，且二极管导通方向为源极流向漏极，所述电阻两端与MOS管一的栅极与源极相连。

作为改进，所述充电控制电路为PWM开关型充电控制电路。

作为改进，所述蓄电池输出控制电路上设有MOS管二、控制芯片，所述MOS管二的栅极与主控MCU一个输出引脚相连，MOS管二的漏极与蓄电池相连，MOS管二的源极与控制电路的输出端相连。

作为改进，所述MOS管一为N沟道型MOS管，MOS管二为P沟道型MOS管。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：本实用新型集成：MOS充电防倒灌，PWM开关型充电管理，电池电量显示，太阳能板和电池供电无缝自动切换控制于一体，功能集成度高，能够实现太阳能板、电池供电自动切换、能够防止电池向太阳能板倒灌现象。

附图说明

图1是本实用新型太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置的电路图。

图2是本实用新型太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置的系统框图。

如图所示：1、太阳能板，2、蓄电池，3、电量指示灯，4、主控MCU。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

结合附图，太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置，包括太阳能板1、蓄电池2和电量指示灯3；所述太阳能板1、蓄电池2和电量指示灯3通过控制电路相连，所述太阳能板1与控制电路的输入端相连，控制电路的输出端连接用电设备；所述控制电路包括主控MCU4、MCU供电电路、PWM充电控制电路、充电防倒灌控制电路、电压电流采样检测电路、蓄电池输出控制电路、电池电量显示电路；所述主控MCU4的输入端与电压电流采样检测电路相连，所述主控MCU4输出端与PWM充电控制电路、充电防倒灌控制电路、蓄电池输出控制电路和电池电量显示电路相连，所述MCU供电电路与主控MCU4的电源端相连。

所述MCU供电电路为普通单片机稳压电源。

所述充电防倒灌控制电路包括MOS管一、电阻和二极管，所述MOS管一的漏极与太阳能板的负极相连，MOS管一的栅极与主控MCU4的一个输出引脚相连，MOS管一的源极与电压电流采样检测电路相连，所述二极管连接MOS管的源极与漏极，且二极管导通方向为源极流向漏极，所述电阻两端与MOS管一的栅极与源极相连。

所述充电控制电路为PWM开关型充电控制电路。

所述蓄电池输出控制电路上设有MOS管二、控制芯片，所述MOS管二的栅极与主控MCU4一个输出引脚相连，MOS管二的漏极与蓄电池相连，MOS管二的源极与控制电路的输出端相连。

所述MOS管一为N沟道型MOS管，MOS管二为P沟道型MOS管。

本实用新型在具体实施时，太阳能板将光能转化为电能，太阳能板输出为常闭支路优先对后端供电，通过电压电流采样检测电路对太阳能板供电输出电压、电流与蓄电池输出电压、电流进行采样，在太阳能板输出功率不足时，主控MCU控制MOS管二动作，自动切到蓄电池为常闭支路为后端供电，蓄电池作为无间隙供电切换的备用电源；主控MCU实时监测蓄电池电压和电流通过控制输出PWM占空比完成蓄电池恒流，恒压的开关型充电管理，电量 LED显示充电状态和电池当前电量，蓄电池达到充满状态时，自动停充，避免蓄电池过充受损。当太阳能板输出电压低于蓄电池电压时，主控MCU控制MOS管一断开，实现蓄电池防倒灌太阳能板功能，避免太阳能板因倒灌受损以及电池电能的无用损耗。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置，包括太阳能板(1)、蓄电池(2)和电量指示灯(3)，所述太阳能板(1)、蓄电池(2)和电量指示灯(3)通过控制电路相连，其特征在于：所述太阳能板(1)与控制电路的输入端相连、控制电路的输出端连接用电设备；所述控制电路包括主控MCU(4)、MCU供电电路、充电控制电路、充电防倒灌控制电路、电压电流采样检测电路、蓄电池输出控制电路、电池电量显示电路；所述主控MCU(4)的输入端与电压电流采样检测电路相连，所述主控MCU(4)输出端与充电控制电路、充电防倒灌控制电路、蓄电池输出控制电路和电池电量显示电路相连，所述MCU供电电路与主控MCU(4)的电源端相连。

2.根据权利要求1所述的太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置，其特征在于：所述充电防倒灌控制电路包括MOS管一、电阻和二极管，所述MOS管一的漏极与太阳能板的负极相连，MOS管一的栅极与主控MCU(4)的一个输出引脚相连，MOS管一的源极与电压电流采样检测电路相连，所述二极管连接MOS管的源极与漏极，且二极管导通方向为源极流向漏极，所述电阻两端与MOS管一的栅极与源极相连。

3.根据权利要求1所述的太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置，其特征在于：所述充电控制电路为PWM开关型充电控制电路。

4.根据权利要求2所述的太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置，其特征在于：所述蓄电池输出控制电路上设有MOS管二、控制芯片，所述MOS管二的栅极与主控MCU(4)一个输出引脚相连，MOS管二的漏极与蓄电池相连，MOS管二的源极与控制电路的输出端相连。

5.根据权利要求4所述的太阳能板、电池供电自动切换以及充电防倒灌控制装置，其特征在于：所述MOS管一为N沟道型MOS管，MOS管二为P沟道型MOS管。

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