專利名稱：太陽能壓降分析式電壓輸出控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能電壓輸出控制領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能壓降分析式電壓輸出控制裝置及控制方法，通過壓降分析法使太陽能板兩端電壓降至單片機可以承受和識別的范圍內(nèi)，再由單片機的電壓輸出控制模塊計算太陽能板兩端電壓并控制蓄電池電壓輸出的導(dǎo)通或關(guān)閉。
背景技術(shù)：
目前，太陽能電壓輸出主要采用光敏器控制法感光端子安裝在太陽能板邊緣，直接感知太陽能光照射的強度，光敏器接入蓄電池輸出，設(shè)定某個臨界值，但光強低于該臨界值時，放開蓄電池的電壓正級輸出，導(dǎo)通外接用電器，當光強高于該臨界值時，關(guān)閉蓄電池的電壓輸出。使用如上的光敏器控制法，有以下幾種弊端1、由于靠光敏端子直接感光，其長期直接暴露于陽光下，承受惡劣氣候環(huán)境的交替，容易腐蝕老化，使光感數(shù)據(jù)不準確，影響控制效果；2、由于光感端子尺寸小，一片小小的遮擋物(樹葉、路燈、建筑物)就可能直接影響它的檢測數(shù)據(jù)。如大白天，一片樹葉陰影直接落在光感端子上，它將當做陰天或傍晚數(shù)據(jù)處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述問題，提供一種利用電壓輸出控制模塊計算太陽能板兩端電壓并控制蓄電池電壓輸出、控制效果更穩(wěn)定準確的太陽能壓降分析式電壓輸出控制裝置及控制方法。本發(fā)明的控制裝置包括含電壓輸出控制模塊的單片機、太陽能板、蓄電池、作為電子開關(guān)的晶體三極管，太陽能板和蓄電池連接至單片機，晶體三極管分別與蓄電池、單片機、太陽能板連接，該裝置能實現(xiàn)蓄電池的電壓輸出控制；本發(fā)明的控制方法通過單片機的電壓輸出控制模塊計算太陽能板兩端電壓并控制蓄電池的電壓輸出，該控制方法正好對于控制裝置功能實現(xiàn)的步驟，因此兩者屬于一個總的技術(shù)構(gòu)思。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的控制裝置所采用的技術(shù)方案為太陽能壓降分析式電壓輸出控制裝置，包括太陽能板和蓄電池，其特征是還包括單片機和晶體三極管；所述的單片機含電壓輸出控制模塊和AD轉(zhuǎn)換接口 ；所述的單片機分別與太陽能板和蓄電池電連接，所述的晶體三極管作為電子開關(guān)，與蓄電池、太陽能板和單片機分別連接。作為對上述控制裝置采用的技術(shù)方案的進一步改進，太陽能板通過單片機的AD轉(zhuǎn)換接口輸出降壓后的電信號，降壓后的電信號進入電壓輸出控制模塊，由電壓輸出控制模塊處理后再次輸出的信號接入蓄電池。又進一步地，晶體三極管的基極接地且連接至電壓輸出控制模塊，集電極連接至蓄電池，發(fā)射極連接至外接用電器；太陽能板、晶體三極管和單片機構(gòu)成閉合電回路；蓄電池、單片機和晶體三極管構(gòu)成閉合電回路。本發(fā)明的控制裝置具有的有益效果為利用內(nèi)嵌于單片機的電壓輸出控制模塊計
3算太陽能板兩端電壓并控制蓄電池的電壓輸出，與傳統(tǒng)的光控裝置相比，不受遮擋物和惡劣環(huán)境的影響，控制效果更為穩(wěn)定準確，有更長的使用壽命。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的控制方法所采用的技術(shù)方案為太陽能壓降分析式電壓輸出控制方法，其特征是通過電阻按比例降壓使太陽能板兩端電壓降至單片機可以識別和承受的范圍內(nèi)，由單片機內(nèi)的太陽能板電壓計算模塊計算太陽能板兩端電壓，并將計算得到的電壓值與單片機預(yù)設(shè)的臨界電壓作比較，最后根據(jù)比較結(jié)果通過單片機的蓄電池電壓輸出模塊控制蓄電池電壓輸出的導(dǎo)通或關(guān)閉；蓄電池電壓輸出控制模塊和太陽能板電壓計算模塊組成電壓輸出控制模塊。作為對上述的控制方法的進一步改進，太陽能板電壓計算模塊讀取降壓后的電壓值，并將降壓后的電壓值按降壓比例還原為太陽能板兩端的真正電壓值。更進一步地，將按降壓比例還原得到的真正電壓值與單片機預(yù)設(shè)的臨界電壓作比較，當真正電壓值大于或等于臨界電壓時，蓄電池電壓輸出模塊關(guān)閉蓄電池的電壓輸出，當真正電壓值小于臨界電壓時，蓄電池電壓輸出模塊導(dǎo)通蓄電池的電壓輸出。本發(fā)明的控制方法的有益效果為利用電壓輸出控制模塊計算太陽能板兩端電壓并控制蓄電池的電壓輸出，與傳統(tǒng)的太陽能光控方法相比，本發(fā)明的控制方法不受惡劣環(huán)境和遮擋物的影響，更為穩(wěn)定準確。


圖1為太陽能壓降分析式電壓輸出控制裝置的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2為單片機的構(gòu)成及單片機與其余部件的連接關(guān)系圖3為太陽能壓降分析式電壓輸出控制方法的主要步驟示意圖；圖4為太陽能壓降分析式電壓輸出控制方法的具體步驟示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的詳細說明。太陽能壓降分析式電壓輸出控制裝置，包括含電壓輸出控制模塊和AD轉(zhuǎn)換接口的單片機、太陽能板、蓄電池、作為電子開關(guān)的晶體三極管，太陽能板和蓄電池連接至單片機，晶體三極管分別與蓄電池、單片機、太陽能板連接，該裝置能實現(xiàn)蓄電池的電壓輸出控制；本發(fā)明的控制方法通過單片機的電壓輸出控制模塊計算太陽能板兩端電壓并控制蓄電池的電壓輸出，該控制方法正好對應(yīng)于本發(fā)明的控制裝置功能實現(xiàn)的步驟，因此兩者屬于一個總的技術(shù)構(gòu)思。根據(jù)圖1和圖2，太陽能壓降分析式電壓輸出控制裝置，包括太陽能板和蓄電池，其特征是還包括單片機和晶體三極管；單片機由AD轉(zhuǎn)換接口和電壓輸出控制模塊構(gòu)成；單片機分別與太陽能板和蓄電池電連接，晶體三極管分別與蓄電池、太陽能板和單片機連接。根據(jù)圖1，太陽能板的正極與單片機AD轉(zhuǎn)換接口連接，蓄電池的負極與單片機的電壓輸出控制模塊連接，蓄電池的負極和單片機接地；晶體三極管的基極接地且連接至電壓輸出控制模塊，集電極連接至蓄電池的正極，發(fā)射極連接至外接用電器(圖1中為發(fā)光二極管)；太陽能板、晶體三極管和單片機構(gòu)成閉合電回路；蓄電池、單片機和晶體三極管構(gòu)成閉合電回路。太陽能板兩端的電壓信號經(jīng)由單片機的AD轉(zhuǎn)換接口(通過電阻按比例降壓，因控制模塊能接受的最大核定電壓不能達到太陽能板的輸入電壓最大值)后輸出降壓后的電信號，降壓后的電信號進入電壓輸出控制模塊，由電壓輸出控制模塊邏輯比對處理后，來關(guān)閉或開啟蓄電池正極端子。圖1中的晶體三極管為NPN型三極管，當電壓輸出控制模塊使發(fā)射結(jié)反偏、集電結(jié)反偏時，晶體三極管處于截止工作狀態(tài)，此時電路斷開，蓄電池電壓輸出關(guān)閉；當電壓輸出控制模塊使發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)正偏時，晶體三極管處于飽和工作狀態(tài)，相當于開關(guān)開啟，此時蓄電池電壓輸出導(dǎo)通，導(dǎo)通外接用電器。根據(jù)圖3，太陽能壓降分析式電壓輸出控制方法，其特征是通過電阻按比例降壓使太陽能板兩端電壓降至單片機可以識別和承受的范圍內(nèi)，由單片機內(nèi)的太陽能板電壓計算模塊計算太陽能板兩端電壓，并將計算得到的電壓值與單片機預(yù)設(shè)的臨界電壓作比較，最后根據(jù)比較結(jié)果通過單片機的蓄電池電壓輸出模塊控制蓄電池電壓輸出的導(dǎo)通或關(guān)閉；蓄電池電壓輸出模塊和太陽能電壓計算模塊組成了電壓輸出控制模塊。由圖3可知，太陽能電壓計算模塊首先讀取降壓后的電壓值，然后將降壓后的電壓值按降壓比例還原為太陽能板兩端的真正電壓值。根據(jù)圖4，本發(fā)明所述的控制方法的具體步驟為1設(shè)定臨界電壓XO ;2設(shè)定AD轉(zhuǎn)換的降壓比例，對太陽能板兩端電壓行AD轉(zhuǎn)換，通過電阻按比例降壓至單片機可以承受的范圍內(nèi)；3讀取按比例降壓后的電壓值，然后將降壓后的電壓值按降壓比例還原為太陽能板兩端的真正電壓值Xl ；4將真正電壓值Xl與臨界電壓XO作比較，當Xl大于或等于M)時，關(guān)閉蓄電池的電壓輸出；當Xl小于XO時，導(dǎo)通蓄電池的電壓輸出。上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.太陽能壓降分析式電壓輸出控制裝置，包括太陽能板和蓄電池，其特征是還包括單片機和晶體三極管；所述的單片機含電壓輸出控制模塊和AD轉(zhuǎn)換接口 ；所述的單片機分別與太陽能板和蓄電池電連接，所述的晶體三極管作為電子開關(guān)，與蓄電池、太陽能板和單片機分別連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能壓降分析式電壓輸出控制裝置，其特征是所述的太陽能板通過單片機的AD轉(zhuǎn)換接口輸出降壓后的電信號，降壓后的電信號進入電壓輸出控制模塊，由電壓輸出控制模塊處理后再次輸出的信號接入蓄電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能壓降分析式電壓輸出控制裝置，其特征是所述的晶體三極管的基極接地且連接至電壓輸出控制模塊，集電極連接至蓄電池，發(fā)射極連接至外接用電器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能壓降分析式電壓輸出控制裝置，其特征是太陽能板、晶體三極管和單片機構(gòu)成閉合電回路；蓄電池、單片機和晶體三極管構(gòu)成閉合電回路。
5.太陽能壓降分析式電壓輸出控制方法，其特征是通過電阻按比例降壓使太陽能板兩端電壓降至單片機可以識別和承受的范圍內(nèi)，由單片機內(nèi)的太陽能板電壓計算模塊計算太陽能板兩端電壓，并將計算得到的電壓值與單片機預(yù)設(shè)的臨界電壓作比較，最后根據(jù)比較結(jié)果通過單片機的蓄電池電壓輸出模塊控制蓄電池電壓輸出的導(dǎo)通或關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能壓降分析式電壓輸出控制方法，其特征是所述的蓄電池電壓輸出模塊和太陽能板電壓計算模塊組成電壓輸出控制模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的太陽能壓降分析式電壓輸出控制方法，其特征是所述的太陽能板電壓計算模塊讀取降壓后的電壓值，并將降壓后的電壓值按降壓比例還原為太陽能板兩端的真正電壓值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能壓降分析式電壓輸出控制方法，其特征是將按降壓比例還原得到的真正電壓值與單片機預(yù)設(shè)的臨界電壓作比較，當真正電壓值大于或等于臨界電壓時，蓄電池電壓輸出模塊關(guān)閉蓄電池的電壓輸出，當真正電壓值小于臨界電壓時，蓄電池電壓輸出模塊導(dǎo)通蓄電池的電壓輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能電壓輸出控制領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能壓降分析式電壓輸出控制裝置及控制方法，太陽能板通過單片機的AD轉(zhuǎn)換接口輸出降壓后的電信號，降壓后的電信號進入電壓輸出控制模塊，由電壓輸出控制模塊處理后再次輸出的信號接入蓄電池并控制蓄電池的電壓輸出。本發(fā)明所具有的有益效果為利用電壓輸出控制模塊計算太陽能板兩端電壓并控制蓄電池的電壓輸出，與傳統(tǒng)的光控裝置和光控方法相比，不受遮擋物和惡劣環(huán)境的影響，控制效果更為穩(wěn)定準確。
文檔編號H02J7/00GK102394503SQ20111029233
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者丁伯林 申請人:南京賽康交通實業(yè)有限公司