專利名稱：一種提高太陽(yáng)能電池充電效率的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能充電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種提高太陽(yáng)能電池充電效率的裝置及方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著化石能源的日益枯竭，采用新能源成為當(dāng)前人類面臨的迫切課題。太陽(yáng)能光伏電源的主要用途之一是用來向蓄電池充電。在很多場(chǎng)合下，要求同一臺(tái)太陽(yáng)能充電電源能夠?qū)Σ煌瑯?biāo)稱電壓的蓄電池組充電。在現(xiàn)有技術(shù)中，同一臺(tái)太陽(yáng)能充電電源對(duì)不同標(biāo)稱電壓的蓄電池組充電，采用對(duì)標(biāo)稱蓄電池電壓取樣后，通過電壓識(shí)別電路識(shí)別蓄電池組的標(biāo)稱電壓，再通過限流電路選擇合適的電流對(duì)蓄電池組充電。太陽(yáng)能充電電源采用一組太陽(yáng)能電池組，其最高輸出電壓以充電電源可選擇的最高標(biāo)稱電壓蓄電池組的電壓為基準(zhǔn)。以上方法有如下缺點(diǎn)
現(xiàn)有的單晶硅太陽(yáng)能電池輸出電流完全取決于即時(shí)入射陽(yáng)光的總量，典型開路電壓是 0.55V，當(dāng)電流流出太陽(yáng)能電池時(shí)，其內(nèi)阻會(huì)引起輸出電壓跌落。當(dāng)太陽(yáng)能電池不足以提供負(fù)載所需的電流時(shí)，其輸出電流將受到短路電流Isc的限制，輸出電壓Vo基本為一固定值。 例如，在全日照條件下，一個(gè)50平方厘米大小的單節(jié)硅太陽(yáng)能電池的短路電流Isc為0. 3A， 可以獲得最大功率為輸出電壓典型值為0. 484V，輸出電流值為0. 25A 0. 275A，輸出功率約為0. 121 0. 133W。但這個(gè)功率對(duì)絕大多數(shù)的應(yīng)用而言過低，因此，通常將多個(gè)單節(jié)太陽(yáng)能電池串/并聯(lián)成太陽(yáng)能電池組，在全日照條件下能夠輸出所需要的電壓和電流，但是， 太陽(yáng)能電池組最大輸出電流將受到短路電流Isc的限制。太陽(yáng)能電池的這一重要特性使同一臺(tái)太陽(yáng)能充電電源在對(duì)不同標(biāo)稱電壓的蓄電池組充電時(shí)，其最大輸出電流Io不會(huì)大于短路電流Isc，也就是說，當(dāng)最高輸出電壓=Vo的太陽(yáng)能充電電源選擇最高標(biāo)稱電壓蓄電池組充電時(shí)，太陽(yáng)能電池組輸出最大功率Pmax=VoX Io，但是當(dāng)這臺(tái)太陽(yáng)能充電電源對(duì)較低標(biāo)稱電壓的蓄電池組充電時(shí)，受太陽(yáng)能電池組輸出電流特性的制約，其最大輸出電流Io不會(huì)大于短路電流Isc，此時(shí)太陽(yáng)能電池組能夠輸出的最大功率也會(huì)相應(yīng)下降。例如，有一塊單晶硅電池的組件，最大輸出功率Pmax (額定功率)為25W，峰值電壓(額定電壓)Ump為 17. 2V，峰值電流(額定電流)Imp為1. 45A，開路電壓Vo為21V，短路電流為Isc為1. 5A， 由太陽(yáng)能電池的輸出特性可知，當(dāng)被充電蓄電池標(biāo)稱電壓為12伏時(shí)，充電電壓約為14. 2V， 最大充電電流約為1. 45A，此時(shí)最大輸出功率約為20W ；但是，當(dāng)被充電蓄電池標(biāo)稱電壓為6 伏時(shí)，最大充電電流亦為1.45A，此時(shí)最大輸出功率約為10W，太陽(yáng)能電池利用率下降50%， 這時(shí)太陽(yáng)能電池組的裝機(jī)容量不能得到充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種提高太陽(yáng)能電池充電效率的裝置及方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種提高太陽(yáng)能充電效率的裝置，由太陽(yáng)能電池組
1、太陽(yáng)能電池組2、串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3、串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路4、計(jì)算機(jī)控制電路5、 PWM驅(qū)動(dòng)電路6、功率晶體管開關(guān)電路7、AD轉(zhuǎn)換電路8、電壓采樣電路9、穩(wěn)壓電路10、蓄電池11組成；
太陽(yáng)能電池組1的正、負(fù)極與太陽(yáng)能電池組2的正、負(fù)極分別獨(dú)立輸出，其作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，為蓄電池提供充電電源；
太陽(yáng)能電池組1的開路電壓Vol等于太陽(yáng)能電池組2的開路電壓Vo2，其誤差不大于 5% ；太陽(yáng)能電池組1的短路電流Iscl等于太陽(yáng)能電池組2的短路電流Isc2，其誤差不大于 5% ；
串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3由雙刀雙擲開關(guān)組成，通過串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路4驅(qū)動(dòng)，把太陽(yáng)能電池組1、太陽(yáng)能電池組2的連接狀態(tài)轉(zhuǎn)換成串聯(lián)連接或并聯(lián)連接在串聯(lián)連接狀態(tài)下，太陽(yáng)能電池組1的正極通過雙刀雙擲開關(guān)中觸點(diǎn)Al連接到功率晶體管開關(guān)電路7的I 端，太陽(yáng)能電池組1的負(fù)極通過雙刀雙擲開關(guān)中觸點(diǎn)Bi、觸點(diǎn)Kl連接到太陽(yáng)能電池組2的正極，太陽(yáng)能電池組2的負(fù)極連接到地；在并聯(lián)連接狀態(tài)下，太陽(yáng)能電池組1的正極通過雙刀雙擲開關(guān)中觸點(diǎn)Al、觸點(diǎn)Kl與太陽(yáng)能電池組2的正極相連接并連接到功率晶體管開關(guān)電路7的I端，太陽(yáng)能電池組1的負(fù)極通過雙刀雙擲開關(guān)中觸點(diǎn)Bl連接到雙刀雙擲開關(guān)中觸點(diǎn)A2、觸點(diǎn)K2與太陽(yáng)能電池組2的負(fù)極相連接并連接到地；
串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路4的0端與串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3的A端連接，I端與計(jì)算機(jī)控制電路5的OUT端連接，計(jì)算機(jī)控制電路5輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3 ；
PWM驅(qū)動(dòng)電路6的Ip端與計(jì)算機(jī)控制電路5的PWM端連接，Op端與功率晶體管開關(guān)電路7的C端連接，計(jì)算機(jī)控制電路5輸出的PWM控制信號(hào)通過PWM驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)功率晶體管開關(guān)電路7向蓄電池充電；
功率晶體管開關(guān)電路7的0端分別與電壓采樣電路9的A端、穩(wěn)壓電路10的Vin端、 蓄電池11的正極連接，控制太陽(yáng)能電池組1、太陽(yáng)能電池組2向蓄電池11充電，穩(wěn)壓電路 10的工作電壓由蓄電池11提供，功率晶體管開關(guān)電路7具有防止太陽(yáng)能電池組和蓄電池反接的保護(hù)功能；
AD轉(zhuǎn)換電路8的0端與計(jì)算機(jī)控制電路5的ADC端連接，I端與電壓采樣電路9的B 端連接，AD轉(zhuǎn)換電路8用于把電壓采樣電路9輸出的采樣電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)， 送計(jì)算機(jī)控制電路5處理，電壓采樣電路9對(duì)蓄電池11標(biāo)稱電壓進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)輸出到AD轉(zhuǎn)換電路8 ；
穩(wěn)壓電路10的Vc端與計(jì)算機(jī)控制電路5的Vc端連接，提供計(jì)算機(jī)控制電路5的工作電源；
計(jì)算機(jī)控制電路5的GND端、電壓采樣電路9的G端、穩(wěn)壓電路10的G端和蓄電池11 的負(fù)極接地。 本發(fā)明的另一目的是提供一種提高太陽(yáng)能電池充電效率的方法，包括以下步驟
a、計(jì)算機(jī)控制電路5通過串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路4、串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3控制太陽(yáng)能電池組1、太陽(yáng)能電池組2工作在串聯(lián)狀態(tài)下，其輸出電壓為太陽(yáng)能電池組1的峰值電壓Umpl與太陽(yáng)能電池組2的峰值電壓Ump2之和，再控制PWM驅(qū)動(dòng)電路6、功率晶體管開關(guān)電路7對(duì)蓄電池11以最大充電電流預(yù)充電一段時(shí)間；
b、計(jì)算機(jī)控制電路5通過PWM驅(qū)動(dòng)電路6、功率晶體管開關(guān)電路7控制太陽(yáng)能電池組1、太陽(yáng)能電池組2停止對(duì)蓄電池11充電，延時(shí)等待蓄電池11電壓回落；
c、電壓采樣電路9對(duì)蓄電池11標(biāo)稱電壓采樣；
d、AD轉(zhuǎn)換電路8把采樣電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送計(jì)算機(jī)控制電路5處理；
e、計(jì)算機(jī)控制電路5將經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路8轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)與預(yù)存的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行比較， 判斷蓄電池11的標(biāo)稱電壓；
f、根據(jù)蓄電池11的標(biāo)稱電壓，計(jì)算機(jī)控制電路5通過串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路4驅(qū)動(dòng)串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3工作，當(dāng)蓄電池11的標(biāo)稱電壓為高值時(shí)使太陽(yáng)能電池組1和太陽(yáng)能電池組2工作在串聯(lián)狀態(tài)，其輸出電壓為太陽(yáng)能電池組1的峰值電壓Umpl與太陽(yáng)能電池組 2的峰值電壓Ump2之和，輸出電流為太陽(yáng)能電池組1的峰值電流Impl和太陽(yáng)能電池組2的峰值電流Imp2之中的最小值；當(dāng)蓄電池11的標(biāo)稱電壓為低值時(shí)使太陽(yáng)能電池組1和太陽(yáng)能電池組2工作在并聯(lián)狀態(tài)，其輸出電壓為太陽(yáng)能電池組1的峰值電壓Umpl和太陽(yáng)能電池組2的峰值電壓Ump2之中的最小值，輸出電流為太陽(yáng)能電池組1的峰值電流Impl與太陽(yáng)能電池組2的峰值電流Imp2之和；
g、電壓采樣電路9繼續(xù)對(duì)蓄電池11端電壓進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路8轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；
h、計(jì)算機(jī)控制電路5根據(jù)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路8轉(zhuǎn)換的電壓數(shù)字信號(hào)與預(yù)存的蓄電池充電電壓-充電電流關(guān)系曲線，輸出PWM控制信號(hào)通過PWM驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)功率晶體管開關(guān)電路7對(duì)蓄電池11充電；
i、重復(fù)g、h步驟，直到蓄電池11端電壓達(dá)到預(yù)先確定的數(shù)值，充電終止。本發(fā)明采用兩組太陽(yáng)能電池組，對(duì)不同標(biāo)稱電壓的蓄電池充電。當(dāng)對(duì)高標(biāo)稱電壓蓄電池充電時(shí)，自動(dòng)使兩組太陽(yáng)能電池組串聯(lián)工作，以獲得高電壓小電流輸出，太陽(yáng)能電池組的輸出功率為最大值；當(dāng)對(duì)低電壓蓄電池充電時(shí)，自動(dòng)使兩組太陽(yáng)能電池組并聯(lián)工作，以獲得低電壓大電流輸出，太陽(yáng)能電池組的輸出功率亦為最大值。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)
1、本發(fā)明大大提高了采用同一臺(tái)太陽(yáng)能電源對(duì)不同標(biāo)稱電壓蓄電池充電時(shí)的充電效率，充分利用了太陽(yáng)能電池組的裝機(jī)容量。2、本發(fā)明采用的功率晶體管開關(guān)電路，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的可編程充電和雙向反接保護(hù)，大大提高了本發(fā)明的可靠性，減少了因使用不當(dāng)引起的意外損失。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


附圖1為本發(fā)明在串聯(lián)連接狀態(tài)下的電路示意圖； 附圖2為本發(fā)明在并聯(lián)連接狀態(tài)下的電路示意圖； 附圖3為本發(fā)明實(shí)施例電路示意圖。
具體實(shí)施例方式如附圖3所示一種提高太陽(yáng)能充電效率的裝置，由太陽(yáng)能電池組SB1、太陽(yáng)能電池組SB2、繼電器JD、P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q1、NPN晶體管Q2、NPN晶體管Q3、二極管D1、電阻R1、 電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、單片計(jì)算機(jī)U1、集成穩(wěn)壓電路U2、輸出端子A、輸出端子B、蓄電池組BT組成。在本實(shí)施例中，由單片計(jì)算機(jī)Ul組成計(jì)算機(jī)控制電路5，AD轉(zhuǎn)換電路8集成在單片計(jì)算機(jī)Ul內(nèi)部，由NPN晶體管Q2、電阻R4組成串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路4，由繼電器 JD組成串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3，由NPN晶體管Q3、電阻R3組成PWM驅(qū)動(dòng)電路6，由P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q1、電阻R1、電阻R2和二極管Dl組成的功率晶體管開關(guān)電路7，由電阻R5、電阻R6組成電壓采樣電路9，由集成穩(wěn)壓電路U2組成穩(wěn)壓電路10。太陽(yáng)能電池組SBl正極與繼電器JD的觸點(diǎn)Al、P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極S端及電阻Rl的一端連接，電阻Rl的另一端與P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql的柵極G端、電阻R2連接，電阻R2的另一端與NPN晶體管Q3的集電極連接，太陽(yáng)能電池組SBl負(fù)極與繼電器JD的觸點(diǎn) Bi、繼電器JD的觸點(diǎn)A2連接，太陽(yáng)能電池組SB2正極與繼電器JD的觸點(diǎn)Kl連接，太陽(yáng)能電池組SBl負(fù)極接地，繼電器JD的觸點(diǎn)K2接地，繼電器JD的驅(qū)動(dòng)線圈J2端與NPN晶體管 Q2集電極連接，NPN晶體管Q2發(fā)射極接地，NPN晶體管Q2基極與電阻R4連接，電阻R4另一端與計(jì)算機(jī)控制電路Ul的OUT端連接，P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極D端與二極管Dl的正極連接，NPN晶體管Q3發(fā)射極接地，NPN晶體管Q3基極與電阻R3連接，電阻R3的另一端與計(jì)算機(jī)控制電路Ul的PWM端連接，二極管Dl的負(fù)極與電阻R6、穩(wěn)壓電路U2的輸入VIN 端及輸出端子A連接，電阻R6另一端與電阻R5、計(jì)算機(jī)控制電路Ul的ADC端連接，電阻R5 另一端接地，計(jì)算機(jī)控制電路Ul的VCC端與穩(wěn)壓電路U2的輸出VCC端、繼電器JD的驅(qū)動(dòng)線圈Jl端連接，單片計(jì)算機(jī)Ul的GND接地，集成穩(wěn)壓電路U2的GND端接地，輸出端子B接地，輸出端子A與蓄電池BT正極連接，蓄電池BT負(fù)極接地。在本實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池組SB1、太陽(yáng)能電池組SB2的峰值電壓(額定電壓)Ump 均為8. 8V,峰值電流(額定電流)Imp均為1. 45A ；蓄電池BT的標(biāo)稱電壓為12V或者6V。本實(shí)施例還提供了一種提高太陽(yáng)能電池充電效率的方法，其具體步驟方法如下
a、由單片計(jì)算機(jī)Ul組成的計(jì)算機(jī)控制電路通過由NPN晶體管Q2、電阻R4組成的串/ 并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、由繼電器JD組成的串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制太陽(yáng)能電池組SB1、太陽(yáng)能電池組SB2工作在串聯(lián)狀態(tài)下，再控制由NPN晶體管Q3、電阻R3組成的PWM驅(qū)動(dòng)電路、由 P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q1、電阻R1、電阻R2和二極管Dl組成的功率晶體管開關(guān)電路對(duì)蓄電池BT 以最大充電電流預(yù)充電一段時(shí)間；
b、計(jì)算機(jī)控制電路輸出控制信號(hào)通過PWM驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)功率晶體管開關(guān)電路控制太陽(yáng)能電池組SB1、太陽(yáng)能電池組SB2停止對(duì)蓄電池BT充電，延時(shí)等待蓄電池BT電壓回落；
c、由電阻R5、電阻R6組成的電壓采樣電路對(duì)蓄電池BT的標(biāo)稱電壓采樣，輸出采樣電壓模擬信號(hào)；
d、由集成在計(jì)算機(jī)控制電路內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換電路把采樣電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信
號(hào)；
e、計(jì)算機(jī)控制電路將轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)與預(yù)存的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷蓄電池BT的標(biāo)稱電壓，在本實(shí)施例中，所述預(yù)存的電壓數(shù)據(jù)為9V ；
f、根據(jù)蓄電池BT的標(biāo)稱電壓，計(jì)算機(jī)控制電路通過串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)串 /并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)工作，當(dāng)蓄電池BT的標(biāo)稱電壓大于9V時(shí)，判斷蓄電池BT的標(biāo)稱電壓為12V， 此時(shí)使太陽(yáng)能電池組SBl和太陽(yáng)能電池組SB2工作在串連狀態(tài)，其輸出的峰值電壓(額定電壓)Ump為17. 2V，峰值電流(額定電流)Imp為1. 45A，輸出功率為25W ；當(dāng)蓄電池BT的標(biāo)稱電壓小于9V時(shí)，判斷蓄電池BT的標(biāo)稱電壓為6V，此時(shí)使太陽(yáng)能電池組SBl和太陽(yáng)能電池組SB2工作在并聯(lián)狀態(tài)，其輸出的峰值電壓(額定電壓)Ump為8. 6V，峰值電流(額定電流)Imp為2. 9A，輸出功率亦為25W ；
g、電壓采樣電路繼續(xù)對(duì)蓄電池BT端電壓進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)
字信號(hào)；
h、計(jì)算機(jī)控制電路根據(jù)AD轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的電壓數(shù)字信號(hào)與預(yù)存的蓄電池充電電壓-充電電流關(guān)系曲線，輸出PWM控制信號(hào)通過PWM驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)功率晶體管開關(guān)電路對(duì)蓄電池BT充電；
i、重復(fù)g、h步驟，直到蓄電池BT端電壓達(dá)到預(yù)先確定的數(shù)值，充電終止。
權(quán)利要求
1.一種提高太陽(yáng)能充電效率的裝置，其特征是由太陽(yáng)能電池組1、太陽(yáng)能電池組2、串 /并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3、串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路4、計(jì)算機(jī)控制電路5、PWM驅(qū)動(dòng)電路6、功率晶體管開關(guān)電路7、AD轉(zhuǎn)換電路8、電壓采樣電路9、穩(wěn)壓電路10、蓄電池11組成；太陽(yáng)能電池組1的正、負(fù)極與太陽(yáng)能電池組2的正、負(fù)極分別獨(dú)立輸出，其作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，為蓄電池提供充電電源；串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3由雙刀雙擲開關(guān)組成，通過串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路4驅(qū)動(dòng)，把太陽(yáng)能電池組1、太陽(yáng)能電池組2的連接狀態(tài)轉(zhuǎn)換成串聯(lián)連接或并聯(lián)連接；在串聯(lián)連接狀態(tài)下，太陽(yáng)能電池組1的正極通過雙刀雙擲開關(guān)中觸點(diǎn)Al連接到功率晶體管開關(guān)電路7的I 端，太陽(yáng)能電池組1的負(fù)極通過雙刀雙擲開關(guān)中觸點(diǎn)Bi、觸點(diǎn)Kl連接到太陽(yáng)能電池組2的正極，太陽(yáng)能電池組2的負(fù)極連接到地；在并聯(lián)連接狀態(tài)下，太陽(yáng)能電池組1的正極通過雙刀雙擲開關(guān)中觸點(diǎn)Al、觸點(diǎn)Kl與太陽(yáng)能電池組2的正極相連接并連接到功率晶體管開關(guān)電路7的I端，太陽(yáng)能電池組1的負(fù)極通過雙刀雙擲開關(guān)中觸點(diǎn)Bl連接到雙刀雙擲開關(guān)中觸點(diǎn)A2、觸點(diǎn)K2與太陽(yáng)能電池組2的負(fù)極相連接并連接到地；串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路4的0端與串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3的A端連接，I端與計(jì)算機(jī)控制電路5的OUT端連接，計(jì)算機(jī)控制電路5輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3 ；PWM驅(qū)動(dòng)電路6的Ip端與計(jì)算機(jī)控制電路5的PWM端連接，Op端與功率晶體管開關(guān)電路7的C端連接，計(jì)算機(jī)控制電路5輸出的PWM控制信號(hào)通過PWM驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)功率晶體管開關(guān)電路7向蓄電池充電；功率晶體管開關(guān)電路7的0端分別與電壓采樣電路9的A端、穩(wěn)壓電路10的Vin端、 蓄電池11的正極連接，控制太陽(yáng)能電池組1、太陽(yáng)能電池組2向蓄電池11充電，穩(wěn)壓電路 10的工作電壓由蓄電池11提供，功率晶體管開關(guān)電路7具有防止太陽(yáng)能電池組和蓄電池反接的保護(hù)功能；AD轉(zhuǎn)換電路8的0端與計(jì)算機(jī)控制電路5的ADC端連接，I端與電壓采樣電路9的B 端連接，AD轉(zhuǎn)換電路8用于把電壓采樣電路9輸出的采樣電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)， 送計(jì)算機(jī)控制電路5處理，電壓采樣電路9對(duì)蓄電池11標(biāo)稱電壓進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)輸出到AD轉(zhuǎn)換電路8 ；穩(wěn)壓電路10的Vc端與計(jì)算機(jī)控制電路5的Vc端連接，提供計(jì)算機(jī)控制電路5的工作電源；計(jì)算機(jī)控制電路5的GND端、電壓采樣電路9的G端、穩(wěn)壓電路10的G端和蓄電池11 的負(fù)極接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池組1，其特征是太陽(yáng)能電池組1的開路電壓Vol 等于所述太陽(yáng)能電池組2的開路電壓Vo2，其誤差不大于5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池組1，其特征是太陽(yáng)能電池組1的短路電流Iscl 等于太陽(yáng)能電池組2的短路電流Isc2，其誤差不大于5%。
4.一種能夠提高太陽(yáng)能電池充電效率的方法，其特征是包括以下步驟a、計(jì)算機(jī)控制電路5通過串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路4、串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3控制太陽(yáng)能電池組1、太陽(yáng)能電池組2工作在串聯(lián)狀態(tài)下，其輸出電壓為太陽(yáng)能電池組1的峰值電壓Umpl與太陽(yáng)能電池組2的峰值電壓Ump2之和，再控制PWM驅(qū)動(dòng)電路6、功率晶體管開關(guān)電路7對(duì)蓄電池11以最大充電電流預(yù)充電一段時(shí)間；b、計(jì)算機(jī)控制電路5通過PWM驅(qū)動(dòng)電路6、功率晶體管開關(guān)電路7控制太陽(yáng)能電池組 1、太陽(yáng)能電池組2停止對(duì)蓄電池11充電，延時(shí)等待蓄電池11電壓回落；c、電壓采樣電路9對(duì)蓄電池11標(biāo)稱電壓采樣；d、AD轉(zhuǎn)換電路8把采樣電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送計(jì)算機(jī)控制電路5處理；e、計(jì)算機(jī)控制電路5將經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路8轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)與預(yù)存的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行比較， 判斷蓄電池11的標(biāo)稱電壓；f、根據(jù)蓄電池11的標(biāo)稱電壓，計(jì)算機(jī)控制電路5通過串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路4驅(qū)動(dòng)串/并聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)3工作，當(dāng)蓄電池11的標(biāo)稱電壓為高值時(shí)使太陽(yáng)能電池組1和太陽(yáng)能電池組2工作在串聯(lián)狀態(tài)，其輸出電壓為太陽(yáng)能電池組1的峰值電壓Umpl與太陽(yáng)能電池組 2的峰值電壓Ump2之和，輸出電流為太陽(yáng)能電池組1的峰值電流Impl和太陽(yáng)能電池組2的峰值電流Imp2之中的最小值；當(dāng)蓄電池11的標(biāo)稱電壓為低值時(shí)使太陽(yáng)能電池組1和太陽(yáng)能電池組2工作在并聯(lián)狀態(tài)，其輸出電壓為太陽(yáng)能電池組1的峰值電壓Umpl和太陽(yáng)能電池組2的峰值電壓Ump2之中的最小值，輸出電流為太陽(yáng)能電池組1的峰值電流Impl與太陽(yáng)能電池組2的峰值電流Imp2之和；g、電壓采樣電路9繼續(xù)對(duì)蓄電池11端電壓進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路8轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；h、計(jì)算機(jī)控制電路5根據(jù)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路8轉(zhuǎn)換的電壓數(shù)字信號(hào)與預(yù)存的蓄電池充電電壓_充電電流關(guān)系曲線，輸出PWM控制信號(hào)通過PWM驅(qū)動(dòng)電路6驅(qū)動(dòng)功率晶體管開關(guān)電路7對(duì)蓄電池11充電；i、重復(fù)g、h步驟，直到蓄電池11端電壓達(dá)到預(yù)先確定的數(shù)值，充電終止。
全文摘要
一種提高太陽(yáng)能電池充電效率的裝置及方法，采用兩組太陽(yáng)能電池組對(duì)不同標(biāo)稱電壓的蓄電池充電，當(dāng)對(duì)高標(biāo)稱電壓蓄電池充電時(shí)，自動(dòng)使兩組太陽(yáng)能電池組串聯(lián)工作，以獲得高電壓小電流輸出，太陽(yáng)能電池組的輸出功率為最大值；當(dāng)對(duì)低電壓蓄電池充電時(shí)，自動(dòng)使兩組太陽(yáng)能電池組并聯(lián)工作，以獲得低電壓大電流輸出，太陽(yáng)能電池組的輸出功率亦為最大值。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，大大提高了采用同一臺(tái)太陽(yáng)能電源對(duì)不同標(biāo)稱電壓蓄電池充電時(shí)的充電效率，充分利用了太陽(yáng)能電池組的裝機(jī)容量。
文檔編號(hào)H02N6/00GK102222950SQ20111015964
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者段會(huì)敏, 胡旻宇, 胡海洋, 陳彬 申請(qǐng)人:衡陽(yáng)中微科技開發(fā)有限公司