光伏充電控制一體機的製作方法

2023-06-03 02:05:21

本實用新型涉及光伏充電領域，特別涉及對光伏充電進行控制的控制一體機。

背景技術：

隨著能源危機的日益凸顯，石油資源日淅枯竭，且石油能源的開發利用對生態環境造成了嚴重的破壞，因此，可持續發展、綠色能源的利用日漸成為人類急需解決的問題。現挖掘出的綠色可再生能源有風能、太陽能、水能、生物能、地熱能和海洋能，上述各綠色可再生能源均被研究開發利用，其中，太陽能具有普遍，易於收集等優點作為現有綠色可再生能源中應用最為廣泛的一種，因此，現市面研發出有各式各樣的太陽能供電系統。然而，現有太陽能供電系統，大都是包括有太陽能極板、控制器和蓄電池，太陽能極板與控制器直接電連接，控制器與蓄電池直接雙向連接，蓄電池直接與負載電連接；其工作原理是太陽能極板接收太陽光，接收的太陽光經控制器直接給蓄電池充電，充電後控制器再控制蓄電池直接給負載放電，此種太陽能供電系統的控制方式普遍存在太陽能極板易反接，充電功能單一，使用壽命短的問題。

有鑑於此，本發明人根據存在的問題進行研究，試驗，即研發出本專利申請的充電控制一體機。

技術實現要素：

本實用新型提供一種光伏充電控制一體機，克服了光伏充電系統中太陽能極板易反接，充電功能單一，使用壽命短的問題。

為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：

光伏充電控制一體機，包括有光伏輸入電壓採樣器件、第一MOS管、第二MOS管、MCU、蓄電池、第三MOS管和其輸出埠為USB接口的Buck降壓式變換器，上述光伏輸入電壓採樣器件的輸入端與太陽能極板的輸出端電連接，上述光伏輸入電壓採樣器件的輸出端與上述MCU的輸入端電連接，上述第一MOS管與第二MOS管串接在一起，上述蓄電池的輸入端依次經上述第一MOS管和上述第二MOS管與太陽能極板的輸出端電連接，上述蓄電池的輸出端具有二路，一路連接有上述第三MOS管，另一路連接有上述Buck降壓式變換器，上述MCU的控制端與上述第一MOS管、上述第一MOS管和上述第三MOS管控制連接，上述第三MOS管與上述蓄電池之間還設有用於採集蓄電池輸出電流值的電流採樣器件，上述電流採樣器件的輸出端與上述MCU的輸入端連接。

上述光伏輸入電壓採樣器件為電子式電壓互感器。

上述MCU的輸出端還連接有根據蓄電池電量顯示不同指示燈以及充電指示的LED電量顯示模塊。

上述MCU的輸出端還連接有聲光報警器。

採用上述技術方案，本實用新型的光伏充電控制一體機，利用第一MOS管和第二MOS管的串接方式可防止太陽能極板反接，同時，充電時，光伏輸入電壓採樣器件實時採樣光伏輸入電壓，採樣的光伏輸入電壓發送給MCU，MCU根據採樣值可判斷白天或黑夜，如果判斷的結果是白天，MCU發出控制指令給第一、二MOS管，第一、二MOS管導通，此時太陽能極板可對蓄電池進行充電；放電時，由於蓄電池具有二路輸出，一路為直流輸出和另一路為USB輸出，使用者可根據要求相應選擇充電形式，充電功能多樣，使用方便；當使用時選擇直流輸出充電時，第三MOS管導通，蓄電池直流輸出給負載，同時，電流採樣器件實時採集蓄電池的輸出電流，採集的電流值發送給MCU，MCU對輸出電流進行判斷，當出現過載或短路時MCU發出控制指令給第三MOS管，第三MOS管斷開，停止直流輸出，起到輸出短路、過流、蓄電池過壓、過放及過溫保護，保證光伏充電的安全運行，使光伏充電的整個系統使用壽命較長。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的說明。

本實用新型的光伏充電控制一體機，如圖1所示，包括有光伏輸入電壓採樣器件1、第一MOS管2a、第二MOS管2b、MCU 3、蓄電池4、第三MOS管5和其輸出埠為USB接口的Buck降壓式變換器6，其中，光伏輸入電壓採樣器件1為電子式電壓互感器，光伏輸入電壓採樣器件1用於採集太陽極板的輸出電壓值，光伏輸入電壓採樣器件1的輸入端與太陽能極板7的輸出端電連接，光伏輸入電壓採樣器件1的輸出端與MCU 3的輸入端電連接，第一MOS管2a與第二MOS管2b依次串接在一起，蓄電池4的輸入端依次經第一MOS管2a和第二MOS管2b與太陽能極板7的輸出端電連接，蓄電池4的輸出端具有二路，即蓄電池4的輸出端具有二個輸出支路，一個輸出支路連接有第三MOS管5，另一個輸出支路連接有Buck降壓式變換器6， MCU 3的控制端與第一MOS管2和第三MOS管5控制連接，第三MOS管5與蓄電池4之間還設有用於採集蓄電池4輸出電流值的電流採樣器件8，電流採樣器件8的輸出端與MCU 3的輸入端連接。此MCU 3具有先對蓄電池進行均充之後再進行浮電的均/浮充切換控制電路和對蓄電池放電欠壓、過流、短路及過溫保護的保護控制電路，該MCU 3的均、浮充控制及保護控制功能是現充電領域通用的功能，為一公知技術。

本實用新型的光伏充電控制一體機，充電時，光伏輸入電壓採樣器件1實時採樣太陽能極板7的輸出電壓，即太陽能極板7對蓄電池4的光伏輸入電壓，採樣到的光伏輸入電壓發送給MCU 3，MCU 3根據採樣值可判斷白天或黑夜，如果判斷的結果是黑夜，MCU 3發出控制指令給第一MOS管2a和第二MOS管2b，第一MOS管2a和第二MOS管2b斷開，蓄電池4不充電；如果判斷的結果是白天，MCU 3發出控制指令給第一MOS管2a和第二MOS管2b，第一MOS管2a和第二MOS管2b導通，此時太陽能極板7的輸出電壓經第一MOS管2a和第二MOS管2b對蓄電池4進行充電，充電時，MCU 3的均/浮充切換控制電路會控制蓄電池4先進行均充充電，均充充電一段時間後再進行浮充充電；放電時，使用者可採用直流輸出充電或USB充電，也可採用直流輸出充電和USB充電共同充電，當選擇直流輸出充電時，MCU 3控制第三MOS管5導通，蓄電池4經第三MOS管5直流輸出給負載9，同時，電流採樣器件8實時採集蓄電池4的輸出電流，採集的電流值發送給MCU 3，MCU 3對輸出電流進行判斷，當採集到的電流值出現過載或短路時MCU3發出控制指令給第三MOS管5，第三MOS管5斷開，停止直流輸出，若干時間後再重新控制第三MOS管5導通，進行直流輸出，若採集到的電流值還是處於過載或短路狀態時MCU 3繼續控制第三MOS管5斷開，一直重複直至蓄電池4的輸出不處於過載或短路狀態時才得以進行正常直流輸出。與現有技術相比，本新型的光伏充電控制一體機，利用第一MOS管2a和第二MOS管2b的串接方式可防止太陽能極板7反接，並利用第三MOS管5與電流採樣器件8並配合MCU 3的保護控制電路能夠起到輸出短路、過流、蓄電池過壓、過放及過溫保護，保證光伏充電的安全運行，使光伏充電的整個系統使用壽命較長，再有，蓄電池4具有二路輸出，一路為直流輸出和另一路為USB輸出，使用者可根據要求相應選擇充電形式，充電功能多樣，使用方便，通用性強，以通用於現大都數USB充電形式的電子產品。

本新型的再一優點是：該MCU 3的輸出端還連接有根據蓄電池4電量顯示不同指示燈以及充電指示的LED電量顯示模塊31，這樣，利用此LED電量顯示模塊31可實時直觀地得到蓄電池4的電量及工作狀態，使用人性及直觀；再有，MCU 3的輸出端還連接有聲光報警器32，當蓄電池4出現過壓、過放、過流或短路時MCU 3控制聲光報警器32工作，聲光報警器32會發出光和報警聲，以便使用者及時移除負載，使用方便，人性，使整個充電控制的功能較為齊全。

上面結合附圖對本實用新型做了詳細的說明，但是本實用新型的實施方式並不僅限於上述實施方式，本領域技術人員根據現有技術可以對本實用新型做出各種變形，均屬於本實用新型的保護範圍。