一種太陽能電池充放電控制裝置及其控制方法
2023-04-28 17:36:56 2
一種太陽能電池充放電控制裝置及其控制方法
【專利摘要】本發明屬於電池充電控制領域，具體涉及一種太陽能電池充放電控制裝置及其控制方法，其特徵在於，包括依次連接的太陽能板、充電控制電路、自動鎖開關K1、電池組、自動鎖開關K2、逆變器；所述控制方法包括：第一步，顯示太陽光強度信號，以及電池組的充放電電壓值並在顯示電路上顯示出來；第二步，中央處理器判斷放電的電壓值是否開啟或關斷自動鎖開關K2，使電池組放電，以及是否啟用備用電池組；第三步，中央處理器判斷充電的電壓值是否開啟或關斷自動鎖開關K1，使電池組處於充電狀態；第四步，判斷是否要對備用電池組充電或斷開自鎖開關裝置；由於可以實現完全斷電控制，避免迴路中不產生涓流、回流現象，保證了電池的使用壽命更長。
【專利說明】-種太陽能電池充放電控制裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電池充電放電控制領域，具體涉及一種太陽能電池充放電控制裝 置及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 太陽能是一種新興可再生能源，是將太陽光的輻射能量轉化成電能的過程。近年 來，太陽能光伏發電技術已成為開發研究的熱點，作為一種較為理想的電能發電來源，並已 經取得了顯著的效果；太陽能發電系統一般由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組） 組成，如輸出電源為220V或110V，還需要配置逆變器等控制系統，由於光伏發電的不穩定 性，需要對太陽能轉化而來的電能進行儲能再利用。
[0003] 要實現對太陽能光伏發電的儲能利用，必須對電池的充電放電進行控制，在太陽 能充電控制領域，一般都是一組電池加一個充電控制置的系統結構，但在大多情況下都是 由多組電池並聯或串聯而成，如在大型的商場、寫字樓、宿舍樓、酒店、旅館等商業場所，無 論將太陽能作為光伏發電還是太陽能熱水器，電池在充電放電過程中，常造成充電控制裝 置的低載低效率運行，如電池充電往往是過充或者充電不足，當整個太陽能控制統不工作 時，或者當備用電池不使用時，與充電或放電控制電路形成迴路，繼續以涓流的形式在迴路 中充電或放電，影響了電池的蓄電能力，同時也會影響電池的使用壽命，與此同時，不同組 之間的電池也產生串流現象，也影響了整個太陽能控制系統安全性。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的為解決現有技術的上述問題，提供了一種太陽能的電池在充過程 中，實時檢測蓄電池的電壓，當電池在過充、過放及不使用的情況下，使電池與電路之間、電 池與電池之間呈斷開狀態，不能形成迴路通，從而避免了迴路中產生涓流的現象。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明提供了 一種太陽能電池充放電控制裝置及其控制 方法，其包括依次連接的太陽能板、充電控制電路、自動鎖開關K1、電池組、自動鎖開關K2、 逆變器；
[0006] 所述自動鎖開關K1、K2內設置有開關1(1-1、1(1-2、1(2-1、1(1-2，和帶有線圈的繼電 器 Jl、J2。
[0007] 本發明中，還包括中央處理器，所述中央處理器通過輸入檢測電路與充電控制電 路連接，所述中央處理器還通過輸出檢測電路與逆變器連接；所述中央處理器與鍵盤和顯 示電路連接，還通過驅動電路與自動鎖開關Κ1的J1 一端、二極體D2的陰極、自動鎖Κ2的 J2-端、二極體D2的陰極分別連接，所述二極體D1、D2的陽極、J1、J2的另一端與地連接；
[0008] 進一步的，還包括左光敏電阻R1和右光敏電阻R2,所述左光敏電阻R1的一端與太 陽能板的正極S+連接，另一端分別與右光敏電阻R2、中央處理器連接，所述R2的另一端與 太陽能負極S-連接；
[0009] 優選的，所述的電池組為鉛酸電池，額定電壓為24V。
[0010] 優選的，所述的電池組至少為2組或兩組並聯或串聯。
[0011] 本發明還提供一種太陽能電池充放電控制裝置的控制方法，其特徵在於，包括依 次連接的太陽能板、充電控制電路、自動鎖開關K1、電池組、自動鎖開關K2、逆變器；所述R2 的另一端與太陽能負極S-連接；所述自動鎖開關ΚΙ、K2內設置有開關Kl-1、Kl-2、K2-1、 K1-2,和帶有線圈的繼電器J1、J2 ;
[0012] 進一步的，還包括左光敏電阻R1和右光敏電阻R2,所述左光敏電阻R1的一端與太 陽能板的正極S+連接，另一端分別與右光敏電阻R2、中央處理器連接，所述R2的另一端與 太陽能負極S-連接，所述控制方法包括以下步驟：
[0013] 第一步，左光敏電阻R1、右光敏電阻R2實時米樣太陽光的強度信號、輸入檢測電 路實時採樣充電電壓以及輸出檢測電路實時採樣電池的放電電壓，並傳輸給中央處理器通 過預設值得處理後，在顯示電路上顯示；
[0014] 第二步，中央處理器根據輸出檢測電路採集到的電壓值，通過預置的處理，判斷是 否開啟自動鎖開關K2,使電池組放電，給負載供電，否則關斷自動鎖開關K2,不予放電，並 啟用備用電池組；
[0015] 第三步，中央處理器根據輸入檢測電路採集到的電壓值，通過預置的處理，判斷是 否開啟自動鎖開關K1，使電池組處於充電狀態，否則關斷自動鎖開關K1，不予充電；
[0016] 第四步，中央處理器根據左光敏電阻R1、右光敏電阻R2實時採樣太陽光的強度信 號，通過預置的處理，判斷是否要對備用電池組充電或斷開自鎖開關裝置。
[0017] 優選的，所述第二步中所述的輸入檢測電路與之間充電控制器以及第三步中的輸 出檢測電路與逆變器之間還接有分壓電路。
[0018] 與現有技術相比具有以下有益效果，本發明能適應不同的電池類型，在電池充放 電過程中多，根據電池的電壓進行自動充放電控制，使兩組或多組蓄電池，交替使用時，備 用電池與控制電路以及蓄電池之間完全斷開連接，使充電控制電路和放電控制電路與蓄電 池之間以及蓄電池與蓄電池之間都處於不充電、不放放電，迴路中不產生涓流、回流現象， 整個電路系統呈零耗電狀態。由於可以實現完全斷電控制，避免了電池過放、浮充過長而影 響電池的使用壽命，與此同時，本發明的電路結構簡單，使用方便安全，保護功能完善，效果 好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本發明實例或現有技術中的技術方案，下面將對實施實例或現 有技術描述中所需要的附圖做簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明 的一些實例，對於本領域普通技術人員來說，在不付出創造性的前提下，還可以根據這些附 圖獲得其他的附圖。
[0020] 圖1示出了本發明一種太陽能電池充放電控制裝置結構示意圖；
[0021] 圖2示出了本發明一種太陽能電池充放電控制方法結構示意圖；
[0022] 圖3示出了本發明一種太陽能電池充放電控制裝置中分壓電路路結構示意圖；
【具體實施方式】
[0023] 下面將結合本發明實例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於發 明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施 例，都屬於本發明保護的範圍。
[0024] 參見圖1，示出了本發明一種太陽能電池充放電控制裝置的結構示意圖，結合圖 1，該太陽能電池充放電控制裝置包括，依次連接的太陽能板1、充電控制電路2、自動鎖開 關K1、電池組3、自動鎖開關K2、逆變器4。
[0025] 其中，自動鎖開關11內設置有開關1(1-1、1(1-2、1(2-1、1(1-2，和帶有線圈的繼電器 Jl、J2 ;整個裝置處於正常工作狀態時，自動鎖開關的內置開關Kl-1、Kl-2、K2-1、K1-2閉 合，經過逆變器轉換成220VAC，給負載5供電。
[0026] 作為本發明的具體實施例，還包括中央處理器8,所述中央處理器8通過輸入檢測 電路9與充電控制電路2連接用於檢測電池組3的充電電壓，所述中央處理器8還通過輸 出檢測電路6與逆變器4連接，用於檢測電池組3放電時的工作電壓狀態；所述中央處理器 8與鍵盤和顯示電路7連接，還通過驅動電路10與自動鎖開關K1的J1 一端、二極體D2的 陰極、自動鎖開關K2的J2-端、二極體D2的陰極分別連接，所述二極體D1、D2的陽極、J1、 J2的另一端與地連接。
[0027] 作為本發明的最佳實施例，還包括左光敏電阻R1和右光敏電阻R2,所述左光敏電 阻R1的一端與太陽能板1的正極S+連接，另一端分別與右光敏電阻R2、中央處理器8連 接，所述右光敏電阻R2的另一端與太陽能板1負極S-連接，同時太陽能板1的正極S+、負 極S-之間還連接有瞬態抑制二極體D1。
[0028] 在本發明的具體實施例中，所述的電池組3為鉛酸蓄電池，所選電池組3的額定電 壓為24V，同時將另一組蓄電池並聯成交替使用或作為備用（未圖示），但根據實際需要，還 可將兩組蓄電池串聯成48V後，再與另外兩組蓄電池並聯48V做備用，但需要說明的是本發 明的單組蓄電池的額定電壓不限於24V的類型，可以選擇12V，48V。
[0029] 參見圖2,示出了本發明一種太陽能電池充放電控制方法結構示意圖，結合圖2， 本發明還提出一種太陽能電池充放電控制裝置的控制方法，包括依次連接的太陽能板1、充 電控制電路2、自動鎖開關K1、電池組3、自動鎖開關K2、逆變器4 ;所述自動鎖開關11內設 置有開關燈-1、1(1-2、1(2-1、1(1-2，和帶有線圈的繼電器11、了2。
[0030] 在本發明中，參見圖1和圖2,還包括左光敏電阻R1和右光敏電阻R2,所述左光敏 電阻R1的一端與太陽能板1的正極S+連接，另一端分別與右光敏電阻R2、中央處理器8連 接，所述右光敏電阻R2的另一端與太陽能板1負極S-連接，所述控制方法包括以下步驟：
[0031] 第一步，左光敏電阻R1、右光敏電阻R2實時米樣太陽光的強度信號、輸入檢測電 路9實時採樣電池組3的充電電壓以及輸出檢測電路6實時採樣電池組3的放電電壓，並 傳輸給中央處理器8通過預設值得處理後，在鍵盤和顯示電路7上顯示；
[0032] 第二步，中央處理器8根據輸出檢測電路9採集到的電池組3的電壓值，通過預置 的處理，判斷是否開啟自動鎖開關K2,使電池組3放電，給負載供電，否則關斷自動鎖開關 K2,不予放電，並啟用備用電池組；
[0033] 第三步，中央處理器8根據輸入檢測電路9採集到電池組3的電壓值，通過預置的 處理，判斷是否開啟自動鎖開關K1，使電池組3處於充電狀態，否則關斷自動鎖開關K1，不 予充電；
[0034] 第四步，中央處理器8根據左光敏電阻R1、右光敏電阻R2實時採樣太陽光的強度 信號，通過預置的處理，，判斷是否要對備用電池組充電或斷開自鎖開關裝置。
[0035] 作為本發明的另一種實施例，參見圖1、圖2和圖3,在實際電路連接中，所述第二 步和步驟三中，電池組3與輸入檢測電路9、輸出檢測電路6之間還接有分壓電路60、分壓 電路90,分壓電路60將24V的電池組3輸出的放電電壓進行分壓，分出的P60點的電壓 為+12V，分壓電路90將24V的電池組3輸入的充電電壓進行分壓，分出的P90點的電壓為 +12V，輸入檢測電路9和輸出檢測電路6能檢測的電壓範圍為0?+15V，經過分壓電阻以後 可減小檢測電壓範圍，提1?檢測的精確度。
[0036] 在本發明中，中央處理器8採用AT89S52單片機，電池組3放電輸出的放電電壓低 於6V，也即當中央處理器8檢測到輸出檢測電路6的電壓低於12V時，分壓處P60點的電 壓為6V，此時，中央處理器8的P3. 0引腳對驅動電路10輸出低電平，經過驅動電路10,使 自動鎖開關K2的K2-1、K1-2斷開，電池組3停止放電，並該裝置會自動啟用被用電池組向 供電；中央處理器8根據左光敏電阻R1、右光敏電阻R2實時採樣太陽光的強度信號，是否 需要立即給被斷開的電池組3充電，如果不需要進行充電，則中央處理器8的P3. 0引腳對 驅動電路10輸出低電平，經過驅動電路10,使自動鎖開關K1的K1-UK1-1斷開，如果要進 行對電池組3充電，則中央處理器8的P3. 0引腳對驅動電路10輸出高電平，經過驅動電路 10,使自動鎖開關K1的Kl-1、K1-1閉合，對電池組3進行充電。當輸入檢測電路9檢測電 池組3充電滿時，則會顯示充滿電電壓，則中央處理器8的P3. 0引腳對驅動電路輸出低電 平，使自動鎖開關K1的K1-UK1-1斷開，電池組3完成充電操作。當備電用池工作時，對於 暫時不工作的電池組3,自動鎖開關11處於斷開狀態，這樣避免了電池產生涓流、回流的現 象，起到了保護電池組的作用。
[0037] 以上所述僅為發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神 和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種太陽能電池充放電控制裝置，其特徵在於，包括依次連接的太陽能板、充電控制 電路、自動鎖開關K1、電池組、自動鎖開關K2、逆變器； 所述自動鎖開關ΚΙ、K2內設置有開關Kl-1、Κ1-2、Κ2-1、Κ1-2,和帶有線圈的繼電器J1、 J2 ； 還包括中央處理器，所述中央處理器通過輸入檢測電路與充電控制電路連接，所述中 央處理器還通過輸出檢測電路與逆變器連接；所述中央處理器與鍵盤和顯示電路連接，還 通過驅動電路與自動鎖開關Κ1的J1 一端、二極體D2的陰極、自動鎖Κ2的J2 -端、二極體 D2的陰極分別連接，所述二極體D1、D2的陽極、Jl、J2的另一端與地連接； 還包括左光敏電阻R1和右光敏電阻R2,所述左光敏電阻R1的一端與太陽能板的正 極S+連接，另一端分別與右光敏電阻R2、中央處理器連接，所述R2的另一端與太陽能負極 S-連接。
2. 如權利要求1所述的一種太陽能電池充放電控制裝置，其特徵在於，所述的電池組 為鉛酸電池，額定電壓為24V。
3. 如權利要求1所述的一種太陽能電池充放電控制裝置，其特徵在於，所述的電池組 至少為2組或兩組並聯或串聯。
4. 一種太陽能電池充放電控制裝置的控制方法，其特徵在於，包括依次連接的太陽能 板、充電控制電路、自動鎖開關K1、電池組、自動鎖開關K2、逆變器；所述R2的另一端與太陽 能負極S-連接；所述自動鎖開關ΚΙ、K2內設置有開關Kl-1、Kl-2、K2-1、K1-2,和帶有線圈 的繼電器J1、J2 ; 還包括左光敏電阻R1和右光敏電阻R2,所述左光敏電阻R1的一端與太陽能板的正 極S+連接，另一端分別與右光敏電阻R2、中央處理器連接，所述R2的另一端與太陽能負極 S-連接，所述控制方法包括以下步驟： 第一步，左光敏電阻R1、右光敏電阻R2實時米樣太陽光的強度信號、輸入檢測電路實 時採樣電池組的充電電壓以及輸出檢測電路實時採樣電池組的放電電壓，並傳輸給中央處 理器通過預設值得處理後，在鍵盤和顯示電路上顯示； 第二步，中央處理器根據輸出檢測電路採集到的電池組的電壓值，通過預置的處理， 判斷是否開啟自動鎖開關K2,使電池組放電，給負載供電，否則關斷自動鎖開關K2,不予放 電，並啟用備用電池組； 第三步，中央處理器根據輸入檢測電路採集到電池組的電壓值，通過預置的處理，判斷 是否開啟自動鎖開關K1，使電池組3處於充電狀態，否則關斷自動鎖開關K1，不予充電； 第四步，中央處理器8根據左光敏電阻R1、右光敏電阻R2實時採樣太陽光的強度信號， 通過預置的處理，判斷是否要對備用電池組充電或斷開自鎖開關裝置。
5. 如權利要求4所述一種太陽能電池充放電控制裝置的控制方法，其特徵在於，所述 第二步中所述的輸入檢測電路與之間充電控制器以及第三步中的輸出檢測電路與逆變器 之間還接有分壓電路。
【文檔編號】H02J7/00GK104124733SQ201410307379
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】覃寧波, 梁洪方, 馮尚, 林成剛, 黃永康, 王則奮, 程敏敏, 謝瀟楠, 譚金峰, 包遠富, 趙克菲, 馬昭鍵 申請人:廣西吉寬太陽能設備有限公司