一種太陽能電池充電在線控制系統的製作方法
2023-10-04 11:51:04
專利名稱：一種太陽能電池充電在線控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能電池運用領域，尤其是一種太陽能電池充電在線控制系統。
背景技術：
通常用電網電源對蓄電池充電的方法有直通式、脈衝式、恆壓式、恆流式等。但在太陽能電池對蓄電池充電的電路中，太陽能光伏電池組件在光照下產生單方向電流，其大小完全取決於即時入射的光照強度，呈現的等效電流源是間斷的、隨機變化的不穩定電源。 目前太陽能電池一般採用直充模式。太陽能電池對蓄電池進行直通式在線充電，將會出現過充或欠充，造成對蓄電池的損害。
實用新型內容有鑑於此，本實用新型的目的在於提出一種太陽能電池充電在線控制系統，該太陽能電池充電在線控制系統可以實現在太陽能電池板對蓄電池充電時，對蓄電池的狀態在線檢測，並由此控制恆流、恆壓和涓流充電狀態。根據上述目的提出的一種太陽能電池充電在線控制系統，包括開關、開關驅動裝置、儲能裝置、電流傳感器、電壓傳感器和控制系統，所述開關連接太陽能電池板和儲能裝置，所述儲能裝置連接一蓄電池並向該蓄電池充電，所述電流傳感器連接儲能裝置和蓄電池，並向控制系統提供電流信號，所述電壓傳感器連接在蓄電池的輸出端，並向控制系統提供電壓信號，所述控制系統接受該電流信號和電壓信號，並向開關驅動裝置提供調製信號， 所述開關驅動裝置連接並控制所述開關。可選的，所述控制系統進一步包括充電電流測量模塊和電流比較器模塊，所述充電電流測量模塊連接所述電流傳感器，並根據該電流傳感器提供的電流信號測量出充電電流值，所述電流比較器模塊連接在充電電流測量模塊上，並將所述充電電流值與一蓄電池預設充電電流值比較後，輸出一電流比較結果。可選的，所述控制系統進一步包括蓄電池電壓測量模塊、電壓比較器模塊，所述蓄電池電壓測量模塊連接所述電壓傳感器，並根據該電壓傳感器提供的電壓信號測量出蓄電池電壓值，所述電壓比較器模塊連接在蓄電池電壓測量模塊上，並將所述蓄電池電壓值與蓄電池飽和電壓值比較後，輸出一電壓比較結果。可選的，所述控制系統進一步包括脈寬調製輸出控制模塊，該脈寬調製輸出控制模塊連接在所述電流比較器或者電壓比較器上，根據該電流比較結果或電壓比較結果，向所述開關驅動裝置輸出一脈寬調製信號。可選的，進一步包括計時器，連接在所述脈寬調製輸出控制模塊上。可選的，所述開關為MOS管開關。可選的，所述儲能裝置為電感儲能裝置。
3[0012]
以下結合附圖以具體實施例對本實用新型做詳細說明。
圖1是本實用新型的太陽能電池充電在線控制系統的模塊示意圖；圖2是本實用新型的控制系統的內部結構圖。
具體實施方式
請參見圖1，圖1是本實用新型的太陽能電池充電在線控制系統的模塊示意圖。如圖所示，本實用新型的太陽能電池充電在線控制系統20連接在太陽能電池板10和蓄電池 30之間，包括開關22、開關驅動裝置沈、儲能裝置23、電流傳感器24、電壓傳感器25和控制系統21。所述開關22連接太陽能電池板10和儲能裝置23，所述儲能裝置23連接一蓄電池30並向該蓄電池30充電，所述電流傳感器M連接儲能裝置23和蓄電池30，並向控制系統21提供電流信號，所述電壓傳感器25連接在蓄電池30的輸出端，並向控制系統提供電壓信號，所述控制系統21接受該電流信號和電壓信號，並向開關驅動裝置沈提供調製信號，所述開關驅動裝置26連接並控制所述開關22。所述開關22具體的為一 MOS管開關，該開關22主要控制太陽能電池板的輸出電壓和輸出電流。所述儲能裝置23具體的為一電感儲能裝置，該電感儲能裝置可以在太陽能電池板受環境影響而輸出發生變化時，穩定對蓄電池30的充電電流和電壓，使蓄電池30接受恆壓、恆流的充電環境。所述電流傳感器M檢測蓄電池30的充電電流，並將檢測到的電流信號傳輸給控制系統21。所述電壓傳感器25檢測蓄電池30的放電電壓，並將檢測到的電壓信號傳輸給控制系統21。請參見圖2，圖2是本實用新型的控制系統21的內部結構圖。如圖所示，控制系統 21進一步包括充電電流測量模塊211、電流比較器模塊213、蓄電池電壓測量模塊214、電壓比較器模塊216以及脈寬調製輸出控制模塊217，所述充電電流測量模塊211連接所述電流傳感器，並根據該電流傳感器提供的電流信號測量出充電電流值，所述電流比較器模塊213 連接在充電電流測量模塊211上，並將所述充電電流值與一蓄電池預設充電電流值212比較後，輸出一電流比較結果。所述蓄電池電壓測量模塊214連接所述電壓傳感器，並根據該電壓傳感器提供的電壓信號測量出蓄電池電壓值，所述電壓比較器模塊216連接在蓄電池電壓測量模塊上 214，並將所述蓄電池電壓值與蓄電池飽和電壓值215比較後，輸出一電壓比較結果。所述脈寬調製輸出控制模塊217連接在所述電流比較器213或者電壓比較器上 216上，根據該電流比較結果或電壓比較結果，向所述開關驅動裝置輸出一脈寬調製信號。進一步的，該控制系統21還包括一計時器218，連接在該脈寬調製輸出控制模塊 217上，該計時器218用以控制涓流充電狀態下的充電時間，以確保蓄電池30能被充電到 100%。進一步的，該太陽能電池充電在線控制系統還可以設置一個報警裝置(圖中未示出)，該報警裝置在控制系統檢測出異常時，發出報警信號，提醒人員進行適當操作，以修復該異常。本實用新型的太陽能電池充電在線控制系統的主要特點如下[0023]使用控制系統，通過實時檢測電池電壓和充電電流並根據預設的充電電流和電壓來調整單片機發出脈寬調製信號(PWM)，依此來控制充電狀態。通過控制對蓄電池的恆壓、恆流和涓流充電使得蓄電池工作在最佳狀態，確保不出現過衝過放現象，當電池電壓低於設定的電壓時，調整PWM輸出，使得充電電流達到預設的充電電流值，當電池電壓達到設定電壓時能量只有80%，此時調整PWM，保持電池電壓不變，充電電流會緩慢減小直到充電電流小於設定的充電電流為止，之後轉入涓流充電以小電流對電池進行固定時間(如30分鐘)的充電，使電池電量達到100%。在電池放電時實時監測電池電壓，電池電壓低於設定值時發出報警，提醒用戶，防止電池過放而損壞。由以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本實用新型的特徵與精神， 而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本實用新型的權利要求範圍加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本實用新型所欲申請的權利要求的範圍內。
權利要求1.一種太陽能電池充電在線控制系統，設置在太陽能電池板和蓄電池之間，其特徵在於，包括開關、開關驅動裝置、儲能裝置、電流傳感器、電壓傳感器和控制系統，所述開關連接太陽能電池板和儲能裝置，所述儲能裝置連接一蓄電池並向該蓄電池充電，所述電流傳感器連接儲能裝置和蓄電池，並向控制系統提供電流信號，所述電壓傳感器連接在蓄電池的輸出端，並向控制系統提供電壓信號，所述控制系統接受該電流信號和電壓信號，並向開關驅動裝置提供調製信號，所述開關驅動裝置連接並控制所述開關。
2.如權利要求1所述的太陽能電池充電在線控制系統，其特徵在於所述控制系統進一步包括充電電流測量模塊和電流比較器模塊，所述充電電流測量模塊連接所述電流傳感器，並根據該電流傳感器提供的電流信號測量出充電電流值，所述電流比較器模塊連接在充電電流測量模塊上，並將所述充電電流值與一蓄電池預設充電電流值比較後，輸出一電流比較結果。
3.如權利要求1所述的太陽能電池充電在線控制系統，其特徵在於所述控制系統進一步包括蓄電池電壓測量模塊、電壓比較器模塊，所述蓄電池電壓測量模塊連接所述電壓傳感器，並根據該電壓傳感器提供的電壓信號測量出蓄電池電壓值，所述電壓比較器模塊連接在蓄電池電壓測量模塊上，並將所述蓄電池電壓值與蓄電池飽和電壓值比較後，輸出一電壓比較結果。
4.如權利要求2或3所述的太陽能電池充電在線控制系統，其特徵在於所述控制系統進一步包括脈寬調製輸出控制模塊，該脈寬調製輸出控制模塊連接在所述電流比較器或者電壓比較器上，根據該電流比較結果或電壓比較結果，向所述開關驅動裝置輸出一脈寬調製信號。
5.如權利要求4所述的太陽能電池充電在線控制系統，其特徵在於進一步包括計時器，連接在所述脈寬調製輸出控制模塊上。
6.如權利要求1所述的太陽能電池充電在線控制系統，其特徵在於所述開關為MOS管開關。
7.如權利要求1所述的太陽能電池充電在線控制系統，其特徵在於所述儲能裝置為電感儲能裝置。
專利摘要一種太陽能電池充電在線控制系統，設置在太陽能電池板和蓄電池之間，包括開關、開關驅動裝置、儲能裝置、電流傳感器、電壓傳感器和控制系統，所述開關連接太陽能電池板和儲能裝置，所述儲能裝置連接一蓄電池並向該蓄電池充電，所述電流傳感器連接儲能裝置和蓄電池，並向控制系統提供電流信號，所述電壓傳感器連接在蓄電池的輸出端，並向控制系統提供電壓信號，所述控制系統接受該電流信號和電壓信號，並向開關驅動裝置提供調製信號，所述開關驅動裝置連接並控制所述開關。通過控制對蓄電池的恆壓、恆流和涓流充電使得蓄電池工作在最佳狀態。
文檔編號H02J7/00GK202206164SQ20112035109
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月16日 優先權日2011年9月16日
發明者何建龍, 張曉俊, 智永軍, 陶智 申請人:蘇州大學