專利名稱：高性能太陽(yáng)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高性能太陽(yáng)能控制器。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的快速發(fā)展，世界各國(guó)逐漸認(rèn)識(shí)到能源對(duì)人類的重要性，更認(rèn)識(shí)到常規(guī)能源在利用過(guò)程中對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成的破壞，各國(guó)開(kāi)始根據(jù)國(guó)情，治理和緩解已經(jīng)惡化的環(huán)境，并把可再生、無(wú)污染的新能源的開(kāi)發(fā)利用作為可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。太陽(yáng)能屬于清潔能源，并且取之不盡用之不竭，因此得到了各國(guó)的大力發(fā)展。雖然太陽(yáng)能擁有巨大的潛能，但是受限于目前的科技水平，新材料的開(kāi)發(fā)瓶頸，以及成本的制約，人們并不能充分地吸收到太陽(yáng)發(fā)出的能力。傳統(tǒng)太陽(yáng)能控制器存在以下缺點(diǎn)采用PWM直充模式，充電方式粗略，電池處于虧電狀態(tài)時(shí)間比例很大，充電效率低，太陽(yáng)能利用率低；無(wú)法做到模塊化，一種控制器對(duì)應(yīng)一種系統(tǒng)，所有參數(shù)都是預(yù)先設(shè)定，可升級(jí)前景低；安全性可靠性低，保護(hù)功能殘缺；監(jiān)控性低；簡(jiǎn)單的充電控制，沒(méi)有有效管理電站系統(tǒng)；無(wú)溫度補(bǔ)償。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種充電效率高、具有脈沖充電功能和放電管理功能的高性能太陽(yáng)能控制器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種高性能太陽(yáng)能控制器，包括與太陽(yáng)能電池板相連的太陽(yáng)能接線端子，太陽(yáng)能接線端子與升降壓轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端相連，升降壓轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端分別與控制單元的信號(hào)輸入端、脈沖充電單元的輸入端相連，脈沖充電單元的輸出端接蓄電池，放電管理單元接在蓄電池和負(fù)載之間，控制單元的信號(hào)輸出端分別與升降壓轉(zhuǎn)換器的輸入端、脈沖充電單元和放電管理單元的控制端相連。由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型根據(jù)用戶的需要，將太陽(yáng)能列陣分別接入到本控制器的太陽(yáng)能接線端子，太陽(yáng)能陣列經(jīng)過(guò)升降壓轉(zhuǎn)換器后匯流，進(jìn)入脈沖充電單元然后給蓄電池充電；采用脈沖充電方式，控制脈沖充電的頻率、脈寬以及浮充，在2個(gè)小時(shí)之內(nèi)就能充滿蓄電池所需的電量，其他時(shí)間都處于涓流浮充，能夠及時(shí)補(bǔ)償蓄電池放電，能夠更精準(zhǔn)地進(jìn)行充電控制和電池保護(hù)；根據(jù)電池狀態(tài)以及負(fù)載電流狀態(tài)控制電池放電，自動(dòng)匹配負(fù)載阻抗，使電池的充電效率更高。

圖1是本實(shí)用新型的電路框圖。
具體實(shí)施方式
一種高性能太陽(yáng)能控制器，包括與太陽(yáng)能電池板相連的太陽(yáng)能接線端子，太陽(yáng)能接線端子與升降壓轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端相連，升降壓轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端分別與控制單元4的信號(hào)輸入端、脈沖充電單元5的輸入端相連，脈沖充電單元5的輸出端接蓄電池，放電管理單元9接在蓄電池和負(fù)載之間，控制單元4的信號(hào)輸出端分別與升降壓轉(zhuǎn)換器的輸入端、 脈沖充電單元5和放電管理單元9的控制端相連，如圖1所示。如圖1所示，所述的太陽(yáng)能接線端子由接線端子Si+、Si-、S2+、S2-、S3+、S3-組成，所述的升降壓轉(zhuǎn)換器由第一、二、三升降壓轉(zhuǎn)換器1、2、3組成，接線端子S1+、S1-與第一升降壓轉(zhuǎn)換器1的信號(hào)輸入端相連，接線端子S2+、S2-與第二升降壓轉(zhuǎn)換器2的信號(hào)輸入端相連，接線端子S3+、S3-與第三升降壓轉(zhuǎn)換器3的信號(hào)輸入端相連，第一、二、三升降壓轉(zhuǎn)換器1、2、3的正極信號(hào)輸出端分別與二極管D1、D2、D3的陽(yáng)極相連，二極管D1、D2、D3的陰極并連后分別接控制單元4的信號(hào)輸入端、脈沖充電單元5的輸入端，蓄電池與控制單元4 的信號(hào)輸入端相連。如圖1所示，所述的放電管理單元9采用MOS管，控制單元4的信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)器與MOS管的第1引腳相連，MOS管的第2引腳接蓄電池的正極B+，MOS管的第3引腳接負(fù)載，放電管理單元9自動(dòng)匹配負(fù)載阻抗，使電池的充電效率更高，穩(wěn)壓精度控制在5%， 有輸出過(guò)載保護(hù)和短路保護(hù)。所述的控制單元4的信號(hào)輸入輸出端分別與人機(jī)交互模塊7 和通訊單元8相連，所述的人機(jī)交互模塊7由IXD顯示屏和鍵盤(pán)組成，所述的通訊單元8為 RS232通信接口。采用人性化的人機(jī)交互模塊7并配備RS232通信接口，用戶可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置參數(shù)，使充電效率更高，可靠性更好。所述的接線端子S1+、S1-與第一升降壓轉(zhuǎn)換器 1的信號(hào)輸入端之間跨接浪涌保護(hù)器6，所述的接線端子S2+、S2-與第二升降壓轉(zhuǎn)換器2的輸入端之間跨接浪涌保護(hù)器6，所述的接線端子S3+、S3-與第三升降壓轉(zhuǎn)換器3的信號(hào)輸入端之間跨接浪涌保護(hù)器6，浪涌保護(hù)器6接在輸入端和大地之間，提供防雷保護(hù)。如圖1所示，所述的脈沖充電單元5由MOS管、二極管D4和電感L組成，控制單元 4的信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)器與MOS管的第1引腳相連，MOS管的第2引腳與二極管Dl、D2、 D3的陰極并聯(lián)端相連，MOS管的第3引腳與第一、二、三升降壓轉(zhuǎn)換器1、2、3的負(fù)極信號(hào)輸出端相連，二極管D4并接在MOS管的第2、3引腳之間，二極管D4的陽(yáng)極接蓄電池的負(fù)極 B-, 二極管D4的陰極與電感L的一端相連，電感L的另一端與電容C的一端相連，電容C跨接在蓄電池的正、負(fù)極B+、B-上。采用脈沖充電方式以及MPPT算法控制，2小時(shí)之內(nèi)就能充滿蓄電池所需電量，其他時(shí)間都處于涓流浮充，及時(shí)補(bǔ)充電池自放電能量。控制單元4采樣每組太陽(yáng)能電板的電壓電流以及輸出電壓，通過(guò)MPPT算法控制脈寬調(diào)制PWM信號(hào)控制第一、二、三升降壓轉(zhuǎn)換器1、2、3的占空比，以達(dá)成最大功率輸出；溫度采樣提供溫度補(bǔ)償?shù)囊罁?jù)；采樣蓄電池電壓和輸出電流，控制蓄電池的充電狀態(tài)，以及達(dá)成過(guò)充過(guò)放過(guò)載保護(hù)；控制脈沖充電的頻率和脈寬，以及浮充，在過(guò)放狀態(tài)進(jìn)行涓流充電，在正常充電狀態(tài)進(jìn)行脈沖充電，在浮充狀態(tài)可退出1到2組太陽(yáng)能陣列，進(jìn)行浮充；根據(jù)電池狀態(tài)以及負(fù)載電流狀態(tài)控制電池放電。
權(quán)利要求1.一種高性能太陽(yáng)能控制器，其特征在于包括與太陽(yáng)能電池板相連的太陽(yáng)能接線端子，太陽(yáng)能接線端子與升降壓轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端相連，升降壓轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端分別與控制單元(4)的信號(hào)輸入端、脈沖充電單元(5)的輸入端相連，脈沖充電單元(5)的輸出端接蓄電池，放電管理單元(9)接在蓄電池和負(fù)載之間，控制單元(4)的信號(hào)輸出端分別與升降壓轉(zhuǎn)換器的輸入端、脈沖充電單元(5)和放電管理單元(9)的控制端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能太陽(yáng)能控制器，其特征在于所述的太陽(yáng)能接線端子由接線端子 Si+、Si-、S2+、S2-、S3+、S3-組成，所述的升降壓轉(zhuǎn)換器由第一、二、三升降壓轉(zhuǎn)換器(1、2、3)組成，接線端子Si+、Sl-與第一升降壓轉(zhuǎn)換器(1)的信號(hào)輸入端相連，接線端子S2+、S2-與第二升降壓轉(zhuǎn)換器(2)的信號(hào)輸入端相連，接線端子S3+、S3-與第三升降壓轉(zhuǎn)換器(3)的信號(hào)輸入端相連，第一、二、三升降壓轉(zhuǎn)換器(1、2、3)的正極信號(hào)輸出端分別與二極管D1、D2、D3的陽(yáng)極相連，二極管D1、 D2、D3的陰極并連后分別接控制單元(4)的信號(hào)輸入端、脈沖充電單元(5)的輸入端，蓄電池與控制單元(4)的信號(hào)輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能太陽(yáng)能控制器，其特征在于所述的放電管理單元(9) 采用MOS管，控制單元(4)的信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)器與MOS管的第1弓丨腳相連，MOS管的第 2引腳接蓄電池的正極B+，MOS管的第3引腳接負(fù)載。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能太陽(yáng)能控制器，其特征在于所述的控制單元(4)的信號(hào)輸入輸出端分別與人機(jī)交互模塊(7)和通訊單元(8)相連。
5 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能太陽(yáng)能控制器，其特征在于所述的脈沖充電單元(5) 由MOS管、二極管D4和電感L組成，控制單元(4)的信號(hào)輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)器與MOS管的第1 引腳相連，MOS管的第2引腳與二極管DU D2、D3的陰極并聯(lián)端相連，MOS管的第3引腳與第一、二、三升降壓轉(zhuǎn)換器(1、2、3)的負(fù)極信號(hào)輸出端相連，二極管D4并接在MOS管的第2、 3引腳之間，二極管D4的陽(yáng)極接蓄電池的負(fù)極B-，二極管D4的陰極與電感L的一端相連， 電感L的另一端與電容C的一端相連，電容C跨接在蓄電池的正、負(fù)極B+、B-上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能太陽(yáng)能控制器，其特征在于所述的接線端子Si+、51-與第一升降壓轉(zhuǎn)換器(1)的信號(hào)輸入端之間跨接浪涌保護(hù)器(6)，所述的接線端子S2+、52-與第二升降壓轉(zhuǎn)換器(2)的輸入端之間跨接浪涌保護(hù)器(6)，所述的接線端子S3+、53-與第三升降壓轉(zhuǎn)換器(3)的信號(hào)輸入端之間跨接浪涌保護(hù)器(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高性能太陽(yáng)能控制器，其特征在于所述的人機(jī)交互模塊 (7 )由IXD顯示屏和鍵盤(pán)組成，所述的通訊單元(8 )為RS232通信接口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高性能太陽(yáng)能控制器，包括與太陽(yáng)能電池板相連的太陽(yáng)能接線端子，太陽(yáng)能接線端子與升降壓轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端相連，升降壓轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端分別與控制單元的信號(hào)輸入端、脈沖充電單元的輸入端相連，脈沖充電單元的輸出端接蓄電池，放電管理單元接在蓄電池和負(fù)載之間，控制單元的信號(hào)輸出端分別與升降壓轉(zhuǎn)換器的輸入端、脈沖充電單元和放電管理單元的控制端相連。本實(shí)用新型采用脈沖充電方式，控制脈沖充電的頻率、脈寬以及浮充，能夠及時(shí)補(bǔ)償蓄電池放電，能夠更精準(zhǔn)地進(jìn)行充電控制和電池保護(hù)；根據(jù)電池狀態(tài)以及負(fù)載電流狀態(tài)控制電池放電，自動(dòng)匹配負(fù)載阻抗，使電池的放電效率更高。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202009251SQ20112011747
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者陳文安 申請(qǐng)人:合肥賽光電源科技有限公司