本實用新型涉及一種用于MPPT控制器的太陽能自動開關機電路。

背景技術：

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池將太陽能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置，使用蓄電池將電能進行儲存，然后再通過直交流變換電路，提供可靠的交流電源供電氣設備使用。在實際的使用過程中，我國大部分地區(qū)的每天有效日照時間大概在早上7點至下午6點，其它時間由于光照強度很弱，MPPT控制器無法對蓄電池進行充電。由于目前市場上通用的MPPT控制器大都處于無人值守全自動運行狀態(tài)。當光照強度很弱時，控制器會停止對蓄電池進行充電，控制器自身處于待機狀態(tài)，并時刻檢測光照強度。當光照強度提高時，立即開始對蓄電池進行電量補充。同時，由于MPPT控制器在待機狀態(tài)下，自身控制電路始終在運行，會一直消耗蓄電池內(nèi)的電量。當出現(xiàn)連續(xù)陰雨天時，同時又出現(xiàn)蓄電池低壓，此時控制器自身的小電流損耗極易造成蓄電池深度放電，蓄電池可能會出現(xiàn)過放電而永久損壞。

因此，設計一種可靠、無空載損耗的MPPT控制器的太陽能自動開關機電路具有重要的意義。目前市場上通用的MPPT控制器，基本上在夜間或光照強度很弱時，都需要通過手動斷開蓄電池輸入開關和手動按鍵關機方式來實現(xiàn)無空載損耗功能。以上兩種方法雖然能起到無空載損耗作用，但由于未能實現(xiàn)自動開關機運行,如果出現(xiàn)蓄電池長時間放電至低壓狀態(tài)，且連續(xù)陰雨天氣，現(xiàn)場管理人員未能及時斷開蓄電池輸入或進行手動按鍵關機操作，極有可能出現(xiàn)蓄電池深度放電現(xiàn)象。如果長時間未能發(fā)現(xiàn)或無人及時處理，最終會導致蓄電池因過度放電而損壞。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型克服了上述采用手動斷開蓄電池輸入開關和手動按鍵關機方式缺點，本實用新型采用檢測太陽能光照強度來達到太陽能自動開關機的目的，對接入的太陽能電池的光照強度進行判斷，使得控制器在光照強度足夠時自動開機充電，當光照強度不足時自動關機停止運行，確保蓄電池內(nèi)電量無泄漏。

本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種用于MPPT控制器的太陽能自動開關機電路，包括安裝于電路板上的太陽能自動開關機電路，所述太陽能自動開關機電路由太陽能電池與蓄電池壓差檢測電路、蓄電池輸入自鎖電路，輔助電源穩(wěn)壓擴流電路、+5V基準穩(wěn)壓擴流電路、以及解鎖驅動電路組成。

作為優(yōu)選的技術方案，所述太陽能電池與蓄電池壓差檢測電路由太陽能輸入正極和蓄電池輸入正極進行壓差比較，兩者之間的壓差超過3.3V時，ZD1位穩(wěn)壓管擊穿，Q1位三極管導通，壓差比較電路輸出高電平。

作為優(yōu)選的技術方案，所述蓄電池輸入自鎖電路由Q5位三極管得到壓差比較電路輸出的高電平而導通，Q2位三極管基極拉低導通，蓄電池通過D4位二極管反接保護，并通過R10位電阻提供自鎖電壓于Q5位三極管。

作為優(yōu)選的技術方案，所述輔助電源穩(wěn)壓擴流電路由限流電流RS1進行線性降壓，通過ZD2位12V穩(wěn)壓管進行穩(wěn)壓，Q3位三極管進行擴流，再經(jīng)過EC1和C3位電容進行輸出濾波，并提供穩(wěn)定的直流12V供電。

作為優(yōu)選的技術方案，所述+5V基準穩(wěn)壓擴流電路由直流12V供電經(jīng)ZD3位穩(wěn)壓IC進行穩(wěn)壓，Q6位三極管進行擴流，再經(jīng)過C4和C5位電容進行輸出濾波。

作為優(yōu)選的技術方案，所述解鎖驅動電路由D3位二極管進行信號隔離，當無太陽能或太陽能電壓低于蓄電池電壓3.3V以下時，MCU輸出高電位進行輔電關機動作，通過Q4位MOS管將Q5位三極管自鎖電壓置低，Q2位三極管關斷，輔助電源因無蓄電池輸入而關機。

作為優(yōu)選的技術方案，太陽能電池正極輸入前端接有極性反接保護二極管，極性檢測正常后,當太陽能電池能量足夠強時，其正極與蓄電池正極間形成電壓差。

本實用新型的有益效果是：有效的控制了蓄電池在有太陽光照時能及時得到電量補充，當無太陽光照或光照非常弱時，能立即關斷充電控制電路，避免充電控制電路的自損耗而造成電池電量的泄漏。尤其在連續(xù)出現(xiàn)陰雨天氣時，且蓄電池已長時間處于后備放電模式，蓄電池內(nèi)存儲的電量已基本放空。而零泄漏電流電路，能夠避免其處于深度放電狀態(tài)，有限延長蓄電池使用壽命。

本實用新型能夠適用于MPPT和PWM控制器的太陽能自動開關機，具有如下特點：

1.電路簡單、成本低、實用性強、可靠性高，可以適合任何功率段的太陽能控制器。

當蓄電池處于電量較低狀態(tài)下時，如果因管理人員疏忽，未及時斷開蓄電池開關或手動按鍵關機，會造成蓄電池深度放電而損壞。本實用新型通過采用太陽能自動開關機電路，無漏電流，不會對蓄電池造成損壞。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為用于MPPT控制器的太陽能自動開關機電路的原理框圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

保護電路是由太陽能電池與蓄電池壓差檢測電路1、蓄電池輸入自鎖電路2、輔助電源穩(wěn)壓擴流電路3、解鎖驅動電路4、+5V基準穩(wěn)壓擴流電路5組成。其中太陽能電池電壓正極和蓄電池電壓正極分別由太陽能電池和蓄電池接入，經(jīng)太陽能電池與蓄電池壓差檢測電路1后，驅動信號送至Q5位三極管，當Q2位三極管導通后，提供輔助電源輸入源，經(jīng)輔助電源穩(wěn)壓擴流電路3將提供+12V供電電源，同時經(jīng)過+5V基準穩(wěn)壓擴流電路5輸出+5V輔助電源，此構成輔助電源電路工作回路。

Q5位三極管由來自驅動限流電阻(R3)的驅動信號進行導通，當驅動信號置高時，Q2位三極管基極置低導通，提供蓄電池電壓供負載電源使用，此時為輔助電源輸入源。

ZD2位穩(wěn)壓管和Q3位三極管組成穩(wěn)壓擴流電路，通過將輸入電源穩(wěn)壓擴流后輸出穩(wěn)定的+12V供電電源。

ZD3位穩(wěn)壓IC和Q6位三極管組成穩(wěn)壓擴流電路，通過將輸入電源穩(wěn)壓擴流后輸出穩(wěn)定的+5V供電電源。

當太陽能低于電池電壓3.3V以下或無太陽能電壓時，MCU輸出高電位，MOS管(Q4)導通。此時Q2位三極管處于導通截止狀態(tài)，輔助電源無蓄電池輸入，無輔助電源供電電壓，系統(tǒng)控制電路關機。

本實用新型電路的具體工作過程：

當太陽能電壓高于蓄電池電壓3.3V以上的情況下，通過圖1中太陽能電池與蓄電池壓差檢測電路1檢測到太陽能光照較強，能夠對蓄電池進行充電。這樣蓄電池輸入自鎖電路2提供輔助電源輸入源，并通過輔助電源穩(wěn)壓擴流電路3和+5V基準穩(wěn)壓擴流電路5提供穩(wěn)定的+12V和+5V系統(tǒng)工作電源。當太陽能電池電壓低于蓄電池電壓3.3V以下的情況時，通過圖1中太陽能電池與蓄電池壓差檢測電路1檢測到太陽能光照較弱，將無法對蓄電池進行充電。同時蓄電池輸入自鎖電路2的Q5位三極管來自于太陽能驅動電壓消失，解鎖驅動電路4接受MCU發(fā)出的關機信號，斷開輔助電源輸入源，輔助電源供電電路停止工作，系統(tǒng)自動關機。

該太陽能自動開關機電路簡單、可靠性高、實用性強，可以廣泛運用于其它類型的太陽能充電控制器中，也可以應用于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的自動開關機電路中。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。