CN2754254Y - 智能太阳能充放电控制器 - Google Patents

Abstract

一种智能太阳能充放电控制器，它是采用集成电路芯片UC3906和MC3425相结合的方式来控制太阳能电池对蓄电池的充电以及蓄电池对负载的放电过程，在控制器中，UC3906及其外围元件构成充电控制电路，MC3425及其外围元件构成放电控制电路，控制器能自动实现对蓄电池精确的智能化多阶段充电控制以及蓄电池充放电状态指示，欠压保护功能，可有效地实时监测、控制和保护蓄电池的充电与放电，控制电路结构简单，控制功能完善、工作稳定可靠。

Description

智能太阳能充放电控制器

所属技术领域

本实用新型涉及一种在太阳能电源中对蓄电池进行充放电控制的智能太阳能充放电控制器，尤其是采用集成电路芯片UC3906和MC3425相结合的方式来控制太阳能电池对蓄电池的充电以及蓄电池对负载的放电过程，不仅具有自动实现对蓄电池智能化多阶段的充电控制功能，同时还具备精确的蓄电池充放电状态指示，欠压保护功能，可有效地实时监测、控制和保护蓄电池的充电与放电。

背景技术

目前，一般的太阳能电源中用来对蓄电池进行充放电控制主要有三种方式：第一种为电磁开关型，太阳能电池通过一个电磁继电器的控制对蓄电池充电，蓄电池再通过一个电磁继电器的控制为负载供电，在充电过程中，太阳能电池通过继电器的开关触点直接对蓄电池进行充电，当检测电路检测到蓄电池充满后，由控制电路控制继电器动作使充电回路断开停止充电；而在放电过程中，蓄电池通过继电器的开关触点直接为负载供电，当检测电路检测到蓄电池即将放空时，由控制电路控制继电器动作使放电回路断开停止为负载供电。这种方式的缺点是电磁继电器的机械触点寿命低，电磁线圈工作时的自耗较大，其所占空间也相对较大。第二种方式为第一种的改进，主要是将电磁继电器用半导体开关管所替代，只是克服了电磁继电器的缺陷，对蓄电池的充电方式也是直充式。第三种是单片机脉宽控制方式，太阳能对蓄电池的充电采用先进的多阶段充电控制方式，使得对蓄电池的充电控制更为完善和合理，工作稳定可靠，但电路相比之下较复杂，而且涉及到专业性较强的软件编程，成本较高。

发明内容

为了能够使用简单的硬件电路实现太阳能电池对蓄电池的高效充电，本实用新型提供一种智能太阳能充放电控制器，它不仅能够根据蓄电池的充电情况对蓄电池进行大电流快速充电、均充电和浮充电三阶段充电控制。而且在制作上不需要采用单片机和软件编程技术，并且在放电控制上采用了电压检测专用集成电路，使得对蓄电池的充放电控制更加可靠、完善和简单。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：太阳能电池由一个PNP型晶体三极管的控制对蓄电池进行充电，太阳能电池的正极经过一个阻值很小的采样电阻R1连接在PNP型晶体三极管Q1的发射极上，三极管Q1的集电极经过一个隔离二极管D1连接在蓄电池的正极端上，集成电路芯片UC3906并联在充电回路的两端，其16脚与三极管Q1的基极相连。UC3906通过其外围的采样电路对蓄电池的电压和充电电流进行采样判断，当蓄电池电量不足时，UC3906控制晶体三极管Q1完全打开，使充电电路处于大电流快速充电状态，当蓄电池电量接近满充时，UC3906以脉宽调制方式驱动晶体三极管Q1工作，使充电电路处于均充电状态，当蓄电池电量充满后，UC3906以恒定电压脉宽调制方式驱动晶体三极管Q1工作，使充电电路处于浮充电状态。集成电路芯片MC3425的电源端并联在蓄电池的正、负电极两端，其第4脚一路经过电阻R13连接在蓄电池的正端，另一路经过电阻R14连接在蓄电池的负端，集成电路芯片MC3425的第6脚经过二极管D2连接在场效应三极管Q2的栅极上，场效应三极管Q2的漏极与蓄电池的负极相连，源极与负载输出端LOAD的负极相连，负载输出端LOAD的正极与蓄电池的正极相连。在放电过程中，蓄电池的电能通过场效应三极管Q2的控制后加在负载上，场效应三极管Q2受电压检测芯片MC3425的控制，MC3425的控制可通过检测蓄电池两端的电压值来判断蓄电池中的电量情况，在蓄电池电量正常时，MC3425控制场效应三极管Q2始终处于导通状态，当蓄电池电量不足时，MC3425控制场效应三极管Q2截止，关断蓄电池给负载的供电。UC3906和MC3425芯片可完全通过其内部硬件线路设计和少量的外围器件自动实现对蓄电池最佳的多阶段智能化充放电控制功能。

本实用新型的有益效果是，可以不需复杂的单片机软件编程而只采用简单的硬件线路很方便地自动实现对蓄电池进行大电流快速充电、均充电和浮充电三阶段智能化充电及放电过程控制，电路结构简单，控制功能完善、工作稳定可靠。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图是本实用新型的电路原理图。

图中：IC1为UC3906集成电路，IC2为MC3425集成电路，IC3A为比较器集成电路，Q1为PNP型晶体三极管，Q2为N沟道MOS型场效应管，BAT为蓄电池，LOAD为负载接入端，PV+、PV-为太阳能电池的接入端口，LED1为蓄电池充满指示发光二极管，LED2为电源指示发光二极管，LED3为均充电指示发光二极管，LED4为蓄电池欠压指示发光二极管，D1为整流二极管，D2为钳位二极管，R1～R16为电阻，C1～C3为电容。

具体实施方式

在图中，由IC1、IC3A、Q1、D1、C1、C2、R1～R12、LED1～LED3构成充电控制电路，太阳能电池的正负两极由PV+和PV-端口接入到控制电路中，充电电流经R1、Q1、D1对蓄电池进行充电，Q1为充电电压和充电电流调整管，其功率大小应根据太阳能电池的最大充电电流来确定，R1为充电电流采样电阻，采集的电流信号由UC3906的第(1)脚和第(4)脚输入到内部的充电电流控制电路中，充电电流控制电路根据采样信号来调整Q1的工作状态；R6～R9组成电阻分压网络用来检测蓄电池电池的电压，检测到的电压信号由UC3906的第(13)脚输入到内部的充电电压控制电路中，充电电压控制电路根据电压检测信号来调整Q1的输出电压；IC3A、R10～R12、LED1组成蓄电池充满状态指示电路，当蓄电池完全充满后，充电控制器转入到浮充电状态，UC3906的第(10)脚输出高电平到IC3A的反相输入端，使IC3A输出低电平从而点亮LED1；R2和LED2组成电源指示电路，当加上充电电源后，UC3906的第(7)脚输出低电平使LED2点亮发光；R3和LED3组成均充电指示电路，当蓄电池电压达到均充电压的95％时，充电控制器转入到均充电状态，此时，UC3906的第(9)脚输出低电平使LED3点亮发光，为防止蓄电池电流倒流入充电控制器，在充电回路中设置了整流二极管D1，使蓄电池与充电控制能够反向隔离。由IC2、Q2、D2、LED4、C3、R13～R16构成放电控制电路，Q2为输出控制开关，其导通与关断受IC2的控制，IC2是一个欠压与过压检测集成电路MC3425，R13、R14组成欠压检测电阻分压网络，电压信号由MC3425的第(4)脚输入到内部的欠压控制电路，R16、LED4组成欠压指示电路，C3为欠压延时电容，当蓄电池电压正常时，MC3425的第(6)脚输出为高电平，LED4不亮，电源通过电阻R16为Q2提供偏置电压使Q2导通，蓄电池经过Q2为负载供电，当蓄电池发生欠压时，MC3425的第(6)脚输出变为低电平，LED4点亮，R16为Q2提供的偏置电压被D2钳位到低电平使Q2截止从而关断蓄电池对负载的供电。整个充放电控制器只需很少的外部元器件就可以实现蓄电池的精确充放电控制，简单实用，工作稳定，性能可靠。

Claims (2)

1.一种智能太阳能充放电控制器，用电子电路控制蓄电池的充放电过程，其特征是：太阳能电池由一个PNP型晶体三极管的控制对蓄电池进行充电，太阳能电池的正极经过一个阻值很小的采样电阻(R1)连接在PNP型晶体三极管(Q1)的发射极上，三极管(Q1)的集电极经过一个隔离二极管(D1)连接在蓄电池的正极端上，集成电路芯片(UC3906)并联在充电回路的两端，其16脚与三极管(Q1)的基极相连。

2.根据权利要求1所述的智能太阳能充放电控制器，其特征是：集成电路芯片(MC3425)的电源端并联在蓄电池的正、负电极两端，其第4脚一路经过电阻(R13)连接在蓄电池的正端，另一路经过电阻(R14)连接在蓄电池的负端，集成电路芯片(MC3425)的第6脚经过二极管(D2)连接在场效应三极管(Q2)的栅极上，场效应三极管(Q2)的漏极与蓄电池的负极相连，源极与负载输出端(LOAD)的负极相连，负载输出端(LOAD)的正极与蓄电池的正极相连。

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