CN2552232Y - 太阳能充电装置 - Google Patents

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王晓阳
李太伟
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Abstract

一种太阳能充电装置，包括蓄电池、MOS管Q1、Q5、充电控制电路(1)、防止过放电控制电路(2)，其特征在于：太阳能电池板的电极与MOS管Q1、Q5和负载依次串接形成闭合回路；在MOS管Q1和Q5之间分别跨接充电控制电路(1)、蓄电池和防止过放电控制电路(2)；所述充电控制电路(1)的信号输出连接MOS管Q1的栅极，所述防止过放电控制电路(2)的信号输出连接MOS管Q5的栅极。本实用新型的太阳能充电装置电路简单，静态功耗不超过1mA，明显地提高了太阳能的利用率，延长了蓄电池的待机时间。

Description

太阳能充电装置
技术领域  本实用新型涉及太阳能充电装置，尤其涉及一种利用太阳能给蓄电池充电或由蓄电池向负载供电的装置。
背景技术  现有的太阳能充电器一般采用集成电路完成，电路复杂，静态功耗大，蓄电池的待机时间短，不适用于象高速公路应急电话这种要求静态功耗小的供电系统。
发明内容  本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种电路简单，静态功耗小的太阳能充电装置。
本实用新型的目的可通过采用如下技术措施来实现，设计一种太阳能充电装置，包括蓄电池、MOS管Q1、Q5、充电控制电路和防止过放电控制电路；太阳能电池板的电极与MOS管Q1、Q5和负载依次串接形成闭合回路；在MOS管Q1和Q5之间分别跨接充电控制电路、蓄电池和防止过放电控制电路；所述充电控制电路的信号输出连接MOS管Q1的栅极，所述防止过放电控制电路的信号输出连接MOS管Q5的栅极；本太阳能充电装置有如下工作状态：
当蓄电池的电压小于临界值V1(13.8V)时，充电控制电路输出启动MOS管Q1工作的控制信号，MOS管Q1导通，太阳能电池板给蓄电池充电，同时给负载供电；当蓄电池的电压超过上临界值V1时，充电控制电路输出关断MOS管Q1的控制信号，停止给蓄电池充电，这时由蓄电池给负载供电；
当阴天或下雨时，太阳能电池板不能提供电源，由蓄电池给负载供电，蓄电池被使用，电压逐渐下降，当蓄电池的电压下降至某一最低临界值V2(10.2V)，防止过放电控制电路向MOS管Q5发出截止信号，蓄电池停止向负载供电。
与现有技术相比较，本实用新型的太阳能充电装置具有如下优点：电路简单，同时提供对蓄电池的过充电和过放电的保护，静态功耗小于1mA，不会因为增加了充电回路，而给蓄电池带来额外的负担。明显地提高了太阳能的利用率，延长了蓄电池的待机时间。
附图的图面说明如下：
图1为本实用新型的太阳能充电装置的原理方框图；
图2为图1中的充电控制电路1的原理电路图；
图3为图1中的防止过放电控制电路2的原理电路图。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，本实用新型太阳能充电装置，包括蓄电池、MOS管Q1、Q5、充电控制电路1、防止过放电控制电路2，太阳能电池板的电极与MOS管Q1、Q5和负载依次串接形成闭合回路；在MOS管Q1和Q5之间分别跨接充电控制电路1、蓄电池和防止过放电控制电路2；所述充电控制电路1的信号输出连接MOS管Q1的栅极，所述防止过放电控制电路2的信号输出连接MOS管Q5的栅极；本太阳能充电装置有如下工作状态：
在正常条件下，太阳能电池板给蓄电池充电，同时给负载供电，当蓄电池的电压超过一定值(V1)时，采样比较控制电路1开始工作，充电控制电路1输出关断MOS管Q1的控制信号，停止给蓄电池充电，从而防止蓄电池过充，此时由蓄电池给负载供电；当蓄电池的电压下降到临界值V1以下时，充电控制电路1输出启动MOS管Q1工作的控制信号，MOS管Q1导通，太阳能电池板给蓄电池充电，同时给负载供电；
当遇到长时间的阴雨天或太阳能电池板坏掉时，蓄电池的电能不能及时得到补充，这种情况下，太阳能电池板不能提供电源时，由蓄电池给负载供电.当蓄电池被使用到其电压下降至某一最低临界值V2，为防止过分放电，防止过放电控制电路2开始工作，该电路2向MOS管Q5发出截止信号，蓄电池停止向负载供电，从而达到防止电池过分放电而亏空，实现了保护蓄电池的目的。
图2是所述充电控制电路1的原理电路图.该电路1含有三极管Q2、Q3、光藕U1、电阻R1～R12、电容C1～C2、稳压管Z1～Z2；电阻R7、R9串接后，一端接三极管Q3的集电极，另一端分成两路，一路连接蓄电池的负极，另一路分别连接MOS管Q1、三极管Q2的发射极、电阻R4、电容C1和稳压管Z2；三极管Q3的发射极经电阻R3连接三极管Q2的基极；光藕U1的信号输入端连接三极管Q2的集电极和电阻R2，其信号输出端连接MOS管Q1、稳压管Z1和电阻R1。其工作原理如下：蓄电池的电压通过R7和R9两个电阻采样，采样电压与Z2的参考电压(2.5V)进行比较，如果蓄电池电压达到一定值(V1)时，Q3导通，控制Q2导通，U1发光管导通，从而拉低Q1的G极电压，关断Q1，停止给电池充电，防止蓄电池过充；如果蓄电池电压低于V1时，检测到的采样电压将低于Z2的参考电压，Q3截止，这时Q2和U1都不工作，而Q1工作，太阳能充电板继续给电池充电。
图3是所述防止过放电控制电路2的原理电路图。该防止过放电控制电路2含有三极管Q4、电阻R13～R20、电容C3～C4、稳压管Z3～Z4；电阻R19、R20串接后，一端接三极管Q4的集电极，另一端分成两路，一路分别连接蓄电池的负极、稳压管Z3、电阻R17和电容C3，另一路分别连接MOS管Q5、稳压管Z4和电容C4；三极管Q4的发射极经接蓄电池的正极，其基极经电阻R15连接稳压管Z3的输出端。其工作原理如下：在正常的蓄电池电压下，由蓄电池给负载供电。蓄电池的电压通过R19和R20两个电阻采样，采样电压与Z3的参考电压(2.5V)进行比较，如果采样电压高于Z3的参考电压(2.5V)，Q4导通，控制Q5导通，蓄电池继续给负载供电；如果蓄电池的电压低到一定值时，采样电压将低于Z3的参考电压，此时Q4截止，控制Q5截止，电池停止给负载供电，从而有效地防止蓄电池过放电，保护蓄电池.
本实用新型的太阳能充电装置所使用的主要元、器件如下表：
  符号     名称     规格型号
    R1～R21     电阻
    Q1     MOS管     IRF630
    Q2     三极管     MPSA06
    Q3     三极管     2N3906
    Q4     三极管     2N3906
    Q5     MOS管     IRF630
    Z1  Z4     稳压管     1N5245
    Z2～Z3     稳压管     TL431
    C1     独石电容   O.047uF 10％ 50V
    C2～C3     电解电容   1uF     20％ 50V
    C4     独石电容   0.47uF  10％ 50V
    U1     光藕     P521
    D1     二极管   MBR1545
    D2     二极管   1N4148

Claims (4)

1、一种太阳能充电装置，包括蓄电池、MOS管Q1、Q5、充电控制电路(1)、防止过放电控制电路(2)，其特征在于：太阳能电池板的电极与MOS管Q1、Q5和负载依次串接形成闭合回路；在MOS管Q1和Q5之间分别跨接充电控制电路(1)、蓄电池和防止过放电控制电路(2)；所述充电控制电路(1)的信号输出连接MOS管Q1的栅极，所述防止过放电控制电路(2)的信号输出连接MOS管Q5的栅极。
2、根据权利要求1所述的太阳能充电装置，其特征在于：所述充电控制电路(1)含有三极管Q2、Q3、光藕U1、电阻R1～R12、电容C1～C2、稳压管Z1～Z2；电阻R7、R9串接后，一端接三极管Q3的集电极，另一端分成两路，一路连接蓄电池的负极，另一路分别连接MOS管Q1、三极管Q2的发射极、电阻R4、电容C1和稳压管Z2；三极管Q3的发射极经电阻R3连接三极管Q2的基极；光藕U1的信号输入端连接三极管Q2的集电极和电阻R2，其信号输出端连接MOS管Q1、稳压管Z1和电阻R1。
3、根据权利要求1所述的太阳能充电装置，其特征在于：所述防止过放电控制电路(2)含有三极管Q4、电阻R13～R20、电容C3～C4、稳压管Z3～Z4；电阻R19、R20串接后，一端接三极管Q4的集电极，另一端分成两路，一路分别连接蓄电池的负极、稳压管Z3、电阻R17和电容C3，另一路分别连接MOS管Q5、稳压管Z4和电容C4；三极管Q4的发射极经接蓄电池的正极，其基极经电阻R15连接稳压管Z3的输出端。
4、根据权利要求1所述的太阳能充电装置，其特征在于：所述参数的取值为：V1＝13.8V，V2＝10.2V。
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